Kislorod

Kislorod - Yer sayyorasi atmosferasida tarqalganligi bo‘yicha ikkinchi kimyoviy element (azotdan so‘ng) . U barcha tirik organizmlar uchun goyat muhim va zaruriy element hisoblanadi. Kislorod boshqa elementlar bilan murakkab birikmalar hosil qiladi va turli moddalar tarkibida asosiy o‘rin tutuvchi hisoblanadi.

Kislorod - Mendeleev davri jadvalining 16 guruhiga tegishli bo‘lib, lotincha Oxygen so‘zidan O ramziy ifodasi bilan belgilangan. Atom raqami - 8. Har bir atomida sakiztadan protonlar mavjud bo‘ladi. Shuningdek kislorod yadrosida sakkiztadan neytronlar bo‘ladi.

Kislorod yer po‘stlogining ham 47.4 % ga yaqin qismini tashkil qiladi. Butun olamda esa, kislorod vodorod va geliydan keyingi uchunchi eng keng tarqalgan kimyoviy element hisoblanadi. Ikki atomli holatdagi kislorod (O₂), yer atmosferasining deyarli 21% qismini tashkil qiladi. Atmosferaga kislorod asosan, o‘simlik va mikroorganizlarda kechuvchi fotosintez jarayoni natijasida kelib tushadi. Fotosintez jarayonida suv (H₂O) va karbonat angidrid (CO₂) gazlarining glyukoza (C₆H₁₂O₆) ga aylantirilishidagi ikkilamchi mahsulot sifatida qaraladi.

Kislorodning ikki xil allatropik shakli mavjud: ikki atomli kislorod - O₂ va Ozon - O₃. Bu har ikkala allatropik ko‘rinishdagi kislorod atmosferada mavjud bo‘lib, asosan ikki atomli kislorod miqdoriy jihatdan ko‘proqdir. Shuningdek O₂ Ozonga (O₃) nisbatan barqarorroq bo‘ladi. Kislorod Yer atmosferasining barcha qatlamlarida mavjud, va u asosan yuqori balandliklarda to‘planadi. Ozon esa, ikki atomli kisloroddan ham qolishmaydigan yana bir muhim vazifani bajaradi. U Yer shardagi tirik organizmlar, shu jumladan inson hayoti uchun o‘ta xatarli bo‘lgan kosmik ultrabinafsha nurlanishlarini qaytaruvchi o‘ziga xos qalqondir. Bundan tashqari Ozon yer sirtiga yaqin atmosfera qatlamlrida ham kam miqdorda mavjud bo‘lib, u asosan chaqmoq chaqnashi va yerdagi elektr qurilmalarining ishlashi natijasida paydo bo‘ladi. Yer sirtidagi ozon zararlantiruvchi hisoblanadi.

Ozon tuynugi

Atmosferaning yuqori qatlamlaridagi ozon qatlamining himoya xususiyatining ahamiyati nihoyatda ulkan. Biroq, ozon qatlamini yemiruvchi kimyoviy moddalar mavjud bo‘lib, atmosferaga tushgach, bu moddalar kuchli ta'sir ostida ozon molekulasini ikki atomli kislorod holatiga qaytarib qo‘yishadi. Natijada, ozon tuynugi paydo bo‘lib, yer atmosferasiga zararli nurlanishlar bevosita va hech bir to‘siqsiz tusha boshlaydi. Ozonni yemiruvchi moddalarning asosiysi - xloroftorouglerodlar (XFU) bo‘lib, ular XX asr fan-texnika inqilobi natijasida, keng ko‘lamda va ko‘p miqdorda ishlab chiqarilgan muzlatgich va aerozollarni to‘ldirish uchun ishlatilgan. Birinchi ozon tuynugi 1985-yilda Antarktida osmonida aniqlangan edi, keyinroq esa, bir oz kichik o‘lchamli ozon tuynugi Arktika ustida ham aniqlandi. Hozirda olimlar nima sababdan bunday tuynuklar aynan qutblar osmonida paydo bo‘lganligini aniqlash ustida bosh qotirmoqdalar.

Endilikda XFU ni qo‘llash bir necha marotaba qisqartirilgan. Lekin, hosil bo‘lgan ozon tuynuklarini «yamash» bir necha o‘n yilliklarni oladi...

Ozonlashtirish

Ozonlashtirishda suvda ozon gazi o‘tkaziladi. Ozon orqali qayta ishlangan suvdagi bakteriyalar va mikroorganizmlar yo‘q bo‘lib ketadi. Bu jarayonda ozon kuchli oksidlovchi sifatida mikroorganizmlar va bakteriyalarni o‘ldiradi. Ozonlashtirish suvni tozalashning juda samarali usulidir. Uning xlorli tozalashga nisbatan afzal xususiyatlari bisyor. Masalan ozonlashtirilgan usulda tozalashda, xlorli tozalashdan farqli ravishda, suvning ta'm xususiyatlari o‘zgarmaydi. Bundan tashqari ozon trigalometanlar xlor va boshqa organik moddalarning molekulalari o‘rtasida hosil bo‘luvchi birikmalarning paydo bo‘lishini oldini oladi. Ba'zi olimlarning fikricha trigalometanlar onkologik hastaliklar keltirib chiqarishi mumkin ekan...

Kislorodning kimyoiy xossalari.

Kislorodning tashqi qobigida 6 elektron mavjud. U yuqori elektronegativlik xususiyatiga ega bo‘lib, shu tufayli unga ko‘plab erkin elektronlar tortiladi. Kislorodning tashqi qavatini to‘ldirish uchun ikkita elektron zarur. o‘zining kichik o‘lchamlari tufayli kislorod atomi ikkilanma aloqalarni oson o‘rnatadi. Me'yoriy sharoitda kislorod atomi boshqa bir kislorod atomi bilan oson birikadi va ikki atomli gaz hosil qiladi. Kislorod deyarla barcha boshqa elementlar bilan oson reaksiyaga kirishadi. Boshqa elementlar, kislorod bilan reaksiyaga kirishish natijasida, oksidlanadi. Eng keng tarqalgan oksidlanish reaksiyalaridan biri temir va kislorod o‘rtasidagi oksidlanish reaksiyasidir. Bunda temir oksidi - kindalik turmushda bizlar zang deb ataydigan modda hosil bo‘ladi. Huddi temirdek, deyarli boshqa barcha metallar ham kislorod bilan reaksiyaga kirishib, metall oksidlarini hosil qiladi.

Kislorodli birikmalar hosil bo‘lishida, kislorod manfiy oksidlanish darajasini namoyon qiladi. Uning ikki tashqi elektron qavati to‘ldirilganda, ion kislorodi O^2- hosil bo‘ladi. Kislorod shuningdek, peroksidlar ham hosil qiladi. Peroksid (yoki periks) O₂^2-ioni tutadi.

Kislorodning reaksion xususiyatlari.

Quyoshdan keluvchi yuqori energetik ultrabinafsha nurlanishlari atmosferaning yuqori qatlamlarida kislorod (O₂) dan ozon (O₃) hosil qilish uchun yetarli energiyani ta'minlay oladi. Shundan so‘ng, ozon, yanada kuchliroq nurlanishlarni akslantirib, ularning yer sirtiga o‘tishiga yo‘l qo‘ymaydigan himoya xususiyatiga ega bo‘lib oladi. Kislorod ko‘plab elementlar bilan reaksiyaga kirishishi mumkin, lekin, suv bilan ta'sirlashmaydi. Suvda kislorod juda cheklangan miqdordagina erishi mumkin. Baliqlar va boshqa suv jonvorlari kislorodni diffuziya yo‘li bilan qaqbul qiladi. Odatda, kislorod, galogenlar bilan reaksiyaga kirishmaydi va me'yoriy sharoitlarda kislotalar va asoslar bilan ta'sirlashmaydi.

Muhim kislorodli birikmalar.

Kislorod juda ko‘plab muhim birikmalar hosil qiladi. Ulardan eng asosiysi vodorod oksidi, ya'ni, suvdir. Suvning kimyoviy formulasini deyarli bilmaydigan odam yo‘q bo‘lsa kerak - H₂O. Suv molekulalari juda mustahkam bo‘lib, uni kislorod va vodorodga parchalash juda murakkab. Bu borada eng yaxshi usullardan biri - elektroliz (suvdan elektr toki o‘tkazish) hisoblanadi. Elektroliz jarayonida suv molekulasi H₂O→H₂ + O vodorod va kislorodga parchalanadi.

Kislorod shuningdek uglerod bilan ham mustahkam birikmalar hosil qiladi. Bu birikma karbonat angidrid yoki uglerod ikki oksid deyiladi va u CO₂formulasi bilan ifodalanadi. CO₂ gazi intensiv oksidlanish (yonish) jarayonida yoki parchalanish reaksiyalarida hosil bo‘ladi. Bu gaz ham yuqori barqarorlikka ega bo‘lib, uning asosiy parchalanish jarayonlari o‘simliklardagi fotosintez orqali amalga oshadi.

Kislorod har xil elementlar bilan reaksiyaga kirishib, ionlar hosil qiladi. Kislorod tutuvchi umumiy ionlarga xloratlar (ClO₃^-), perxloratlar (ClO₄^-), xromatlar (CrO₄^2-), dixromatlar (Cr₂O₇^2-), permanganatlar (MnO₄^-), va nitratlar (NO₃^-) ni misol qilib keltirish mumkin. Bu ionlardan ko‘pchiligi shuningdek kuchli oksidlivchilar ham bo‘lib hisiblanadi. Ko‘plab metallar ham kislorod bilan birikib, oksidlar hosil qiladi. Masalan, yuqorida aytganimizdek, temir oksidi - zang bunga misol bo‘la oladi. Metallar sirtida paydo bo‘luvchi boshqa oksidlanishlar korroziya deb ataladi. Bu reaksiyalar havoda o‘z-o‘zidan yuz beradi. Lekin ular metallardagi oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari tufali tezlashishi mumkin.

Kislorod shuningdek, uglerod birikmalari bilan ham ta'sirlashib,turli xil kimyoviy organik moddalar keltrib chiqaradi. Ularga aldegidlar (R-COY), spirtanlar (R-OH), va karbon kislotalar (R-COOH) kiradi. Bu formulalardagi R organik guruhni ifodalaydi. Ushbu organik birikmalarning aksariyati yuqori kimyoviy faollikka ega bo‘lib, buning sababi kislorodning vodorod ionlarini osongina berib yuborishidir.

Kislorodning olinishi.

Laboratoriyalarda kislorod har qanday kislorodli birikmalarni parchalash yo‘li bilan olinishi mumkin. Bu jarayon faqat oz miqdordagi kislorod olish uchun qulay. Birikmalarni har xil haroratlarda parchalanadi. Past heroratlarda parchalanadigan birikmaladan foydalanish yuoqri haroratlarda parchalanadigan birikmalarga nisbatan osonroq hisoblanadi. Shuningdek, suvni elektroliz qilish orqali ham kislorod olinadi. Elektrolizni laboratoriyada kichik miqiyosda yoki, zavodlarda, katta miqiyosda amalga oshirish mumkin. Lekin, katta miqiyosdagi elektroliz uchun ko‘p miqdorda elektr quvvati sarflanadi va shu tufayli bu usul, iqtisodiy jihatdan maqsadga muofiq hisoblanmaydi. Kislorod olishning nisbatan samarali usuli bi suyuq havoni kriogen (muzlatish orqali) haydashdir. Bu usul yordamida o‘ta toza havo olish mumkin. Bu havo sovutiladi va uning tarkibidagi barcha suv buglari va CO₂ gazi yo‘qotiladi. Keyin havo bir necha bosqichda siqiladi va sovutiladi. Bu bosqichlardan keyin havo suyultirilgan holatga kelib qoladi. Suyuq havoda har xil gazlarni ajratib olish mumkin. Bunda suyuq kislorod, suyuq azot va argon hosil bo‘ladi.