Oxi có vai trò quyết định đối với sự sống của con người và động vật. Mỗi người mỗi ngày cần từ 20 - 30m3 không khí để thở. Ozon được dùng để chữa sâu răng trong y học, sát trùng nước sinh hoạt. Bài viết này sẽ giúp các em biết tính chất vật lý, tính chất hóa học của Oxi, Ozon; phương pháp điều chế oxi trong phòng thí nghiệm và sản xuất oxi trong công nghiệp; các ứng dụng của Oxi và Ozon trong đời sống. A. Oxi: Vị trí cấu tạo, tính chất vật lý và tính chất hóa học của Oxi I. Vị trí và cấu tạo của Oxi- Oxi thuộc chu kỳ 2, nhóm VIA trong bảng tuần hoàn. - Kí hiệu hóa học của Oxi: O - Số hiệu: 8 - Cấu hình electron của Oxi: 1s22s22p4 ⇒ Có 2e độc thân và 6e lớp ngoài cùng - Khối lượng nguyên tử: 16 - Công thức phân tử: O2 - Khối lượng phân tử: 32 - Ở điều kiện thường, phân tử oxi có 2 nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị không cực. - Công thức cấu tạo của Oxi: O=O II. Tính chất vật lý của Oxi - Oxi là chất khí không màu, không mùi và không vị, ít tan trong nước, hơi nặng hơn không khí dO2/KK = 32/29 ≈1,1. - Dưới áp suất của khí quyển, oxi hóa lỏng ở −183oC. III. Tính chất hóa học của Oxi - Nguyên tử oxi có 6e lớp ngoài cùng nên có xu hướng nhận thêm 2e (để đạt cấu hình electron của khí hiếm) khi tham gia phản ứng hóa học. - Độ âm điện của O = 3,44 < F= 3,98 ⇒ Oxi là nguyên tố phi kim hoạt động mạnh, có tính oxi hóa mạnh khi tham gia phản ứng hóa học - Trong các hợp chất (trừ hợp chất với flo), nguyên tố oxi có số oxi hóa −2.
1. Oxi tác dụng với kim loại - Oxi tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ vàng, bạc và bạch kim) tạo oxit kim loại. 2Mg + O2 2MgO 4Na + O2 2Na2O 3Fe + 2O2 Fe3O4 4Al + 3O2 2Al2O3 2. Oxi tác dụng với hiđro 2H2 + O2 2H2O Tỉ lệ VH2 : VO2 phản ứng gây nổ 3. Oxi tác dụng với phi kim - Oxi tác dụng với hầu hết phi kim (trừ halogen) tạo oxit phi kim. S + O2 SO2 C + O2 CO2 N2 + O2 2NO 4P + 5O2 2P2O5 4. Oxi tác dụng với hợp chất có tính khử - Oxi tác dụng với nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ. - Ở nhiệt độ cao, nhiều hợp chất cháy trong khí oxi tạo oxit. 2SO2 + O2 2SO3 2CO + O2 2CO2 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O ⟹ Oxi là chất oxi hóa (Các quá trình oxi hóa đều tỏa nhiệt). IV. Ứng dụng của Oxi- Oxi có vai trò quyết định đến sự sống của con người và động vật. Mỗi người, mỗi ngày cần 20−30m3 không khí để thở. - Oxi phục vụ cho các ngành công nghiệp hóa chất, luyện gang thép, y học, vũ trụ,... V. Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp 1. Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm - Phân hủy những hợp chất giàu oxi và ít bền đối với nhiệt như KMnO4, KClO3,... 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 2KClO3 2KCl + 3O2↑ 2H2O2 2H2O + O2↑ 2KNO3 2KNO2 + O2↑  2. Sản xuất oxi trong công nghiệp a) Sản xuất oxi từ không khí - Không khí được loại bỏ hết hơi nước, bụi, khí CO2. Sau đó được hóa lỏng và chưng cất phân đoạn, thu được khí oxi ở =−183oC. b) Sản xuất oxi từ nước - Điện phân nước (có hòa tan H2SO4 hay NaOH để tăng tính dẫn điện của nước) thu được khí oxi ở cực dương và khí hiđro ở cực âm. 2H2O 2H2↑ + O2↑ B. Ozon (O3): Tính chất vật lý, tính chất hóa học và ứng dụng của Ozon I. Tính chất vật lý, tính chất hóa học của ozon - Ozon là một dạng thù hình của oxi. 1. Tính chất vật lí của ozon - O3 là chất khí, mùi đặc trưng, màu xanh nhạt. - Khí ozon hóa lỏng ở nhiệt độ −112oC, có màu xanh đậm. - Ozon tan trong nước nhiều hơn O2. 2. Tính chất hóa học của ozon - Ozon có tính oxi hóa rất mạnh (mạnh hơn oxi). Ozon oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt), nhiều phi kim và nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ. - Thí dụ, ở nhiệt độ thường, oxi không oxi hóa được bạc, nhưng ozon oxi hóa bạc thành bạc oxit: 2Ag + O3 ⟶ Ag2O +O2 - Hay oxi không oxi hóa được ion I− trong dung dịch, nhưng ozon oxi hóa ion I− thành I2: 2KI + O3 + H2O ⟶ 2KOH + I2 + O2 II. Ozon trong tự nhiên - Trong khí quyển, ozon hình thành từ oxi do ảnh hưởng của tia cực tím hoặc sự phóng điện trong cơn giông. Trên mặt đất, ozon được sinh ra do sự oxi hóa một số chất hữu cơ. 3O2 2O3 - Ozon tập trung ở lớp khí quyển cách mặt đất 20 − 30km. - Tầng ozon hấp thụ tia tử ngoại từ tầng cao của không khí, bảo vệ con người và các sinh vật trên mặt đất tránh được tác hại của tia này. III. Ứng dụng của Ozon - Không khí chứa một lượng rất nhỏ ozon có tác dụng làm không khí trong lành (nhưng lượng lớn sẽ gây hại cho con người). - Dựa vào tính oxi hóa, ozon được ứng dụng để khử trùng y tế, chữa sâu răng, sát trùng nước sinh hoạt, tẩy trắng trong công nghiệp,... Trên đây KhoiA.Vn đã giới thiệu với các em về Tính chất vật lý của Oxi Ozon, tính chất hóa học của Oxi Ozon, Sản xuất và Ứng dụng. Hy vọng bài viết giúp các em hiểu rõ hơn. Nếu có câu hỏi hay góp ý các em hãy để lại bình luận dưới bài viết, chúc các em thành công. |
