AUTOR: Ing. Ladislava Semerádová Kyslík VY-32-INOVACE-CHE-119 AUTOR: Ing. Ladislava Semerádová ANOTACE: Výukový materiál je určen pro studenty 1.ročníku SŠ. Může být použit při výkladu vlastností kyslíku. KLÍČOVÁ SLOVA: fyzikální vlastnosti kyslíku, příprava, výroba a použití kyslíku, ozon, vlastnosti ozonové vrstvy a její narušení, kyselinotvorné a zásadotvorné oxidy

Kyslík

Bezbarvý plyn bez chuti a zápachu Základní strukrurní částice: molekula kyslíku Působí jako oxidační činidlo Rozpustnost kyslíku ve vodě – umožňuje život vodních živočichů a rostlin

Příprava kyslíku z manganistanu draselného z chlorečnanu draselného 2 KMnO4 (s) t K2MnO4 (s) + MnO2(s) +O2(g) z chlorečnanu draselného 2KClO3(s) 2KCl (s) + 3O2(g) z peroxidu vodíku 2H2O2 (aq) MnO2 2H2O(l) + O2 (g)

Výroba kyslíku Nevyrábí se chemickou cestou, ale odděluje se ze vzduchu Složení vzduchu 78,1 obj.% N2 20,9 obj.% O2 0,9 obj.% Ar 0,1 obj.% CO2, Ne, Kr, Xe, Ra, H2

Princip frakční destilace vzduchu Vzduch se ochladí na teplotu nižší než -196oC Po té zkapalní Postupným zahříváním vzniklé kapaliny se uvolňují jednotlivé složky směsi v uvedeném pořadí N2 (-196 oC), Ar, O2 (-183 OC), Kr, Xe

Použití kyslíku 80% kyslíku se používá při výrobě oceli ze surového železa Použití při spalování paliv Start raketoplánu – spotřeba několik tisíc tun kapalného kyslíku Čištění odpadních vod

Ozon Vzniká z molekuly kyslíku při elektrickém výboji nebo působením UV záření O2(g) el.výboj, uv 2O(g) Vznikají 2 moly atomového kyslíku, které jsou velmi reaktivní O(g) + O2(g) O3(g)

Vznik ozonu z O2

Vlastnosti ozonu Modrý plyn Již při koncentracích 0,1 mg/l jej můžeme cítit (např. po bouřce, místnost s kopírkou) Je mnohem reaktivnější než O2 Používá se při desinfekcích prostor – je schopen reagovat s organickými látkami již při nízkých teplotách

Úbytek ozonu ve stratosféře – vznik ozonové díry

Elektromagnetické spektrum

Tvorba ozonu Záření vlnové délky 190 nm (krátkovlnné Uv záření) vyvolá ve stratosféře (30-50 km) tvorbu ozonu O2 (g) O + O O + O2 (g) O3

Rozklad ozonu Při vlnové délce 250 nm (UV) záření 2 O3 (g) 3 O2 (g) Tím, že tvoří a rozkládá ozon pomocí UV záření se zabraňuje dopadu nebezpečného záření.

Porušení ozonové vrstvy Pokud se do stratosféry dostanou látky, které reagují s ozonem (freony) sníží množství ozonu, který pohlcuje UV záření a to projde až na Zem. UV záření může vyvolat vznik rakoviny

Rozdělení oxidů Podle chování oxidů vůči vodě dělíme oxidy: 1.Kyselinotvorné 2.Zásadotvorné 3.Amfoterní (obojaké)

Kyselinotvorné oxidy reagují: 1)Reagují s vodou za vzniku kyselin P4O10 + 6 H2O 4 H3PO4 2) s hydroxidy; vzniká sůl a voda: V2O5 + Ba(OH)2 = Ba(VO3)2 + H2O - vanadičnan barnatý + voda Oxidy s prvky v oxidačních stupních, které jsou větší nebo rovno IV

1.N2O5 + H2O =     N2O5 + H2O =2HNO3      oxid dusičný + voda = kyselina dusičná 2. SO3 + H2O =      SO3 + H2O = H2SO4      oxid sírový + voda = kyselina sírová 3. CO2 + H2O =     CO2 + H2O =H2CO3     oxid uhličitý + voda = kyselina uhličitá 4. CrO3 + H2O =     CrO3 + H2O = H2CrO4     oxid chromový + voda = kyselina chromová

5. Mn2O7 + H2O =     Mn2O7 + H2O = 2HMnO4     oxid manganistý + voda = kyselina manganistá 6. Sb2O5 + LiOH =       Sb2O5 + 6LiOH = 2Li3SbO4 + 3H2O       oxid antimoničný + hydroxid litný = antimoničnan litný + voda 7. B2O3 + Ca(OH)2 =       B2O3 + Ca(OH)2 = Ca(BO2)2 + H2O       oxid boritý + hydroxid vápenatý = boritan vápenatý + voda 8. V2O5 + Ba(OH)2 =       V2O5 + Ba(OH)2 = Ba(VO3)2 + H2O       oxid vanadičný + hydroxid barnatý = vanadičnan barnatý + voda

9. Cl2O7 + Fe(OH)3 =       Cl2O7 + Fe(OH)3 = Fe(ClO4)3 + H2O       oxid chloristý + hydroxid železitý = chloristan železitý+ voda 10. CrO3 + ZnOH2 =       CrO3 + Zn(OH)2 = ZnCrO4 + H2O       oxid chromový + hydroxid zinečnatý = chroman zinečnatý + voda 11. N2O5 + Cr(OH)3 =       3N2O5 + 2Cr(OH)3 = 2Cr(NO3)3 + 3H2O       oxid dusičný + hydroxid chromitý = dusičnan chromitý + voda 12. SO2 + Sn(OH)2 =       SO2 + Sn(OH)2 = SnSO3 + H2O       oxid siřičitý + hydroxid cínatý = siřičitan cínatý + voda

13. Cl2O7 + Al(OH)3 =       3Cl2O7 +2 Al(OH)3 = 2Al(ClO4)3 + 3H2O       oxid chloristý + hydroxid hlinitý = chloristan hlinitý + voda 14. P2O5 + Pb(OH)2 =       P2O5 + 3Pb(OH)2 = Pb3(PO4)2 + 3H2O       oxid fosforečný + hydroxid olovnatý = fosforečnan olovnatý + voda

Zásadotvorné oxidy reagují: s vodou (jen rozpustné ve vodě); vznikají ve vodě rozpustné hydroxidy - louhy : K2O + H2O = 2KOH - hydroxid draselný Jedná se o iontové oxidy kovů s oxidačním číslem menším než IV

Li2O + H2O =     Li2O + H2O = 2LiOH     oxid lithný + voda = hydroxid lithný 2. CaO + H2O =     CaO + H2O = Ca(OH)2     oxid vápenatý + voda = hydroxid vápenatý 3. Na2O + H2O =     Na2O + H2O = 2NaOH     oxid sodný + voda = hydroxid sodný 4. SrO + H2O =     SrO + H2O = Sr(OH)2     oxid strontnatý + voda = hydroxid strontnatý 5. BaO + H2O =     BaO + H2O = Ba(OH)2     oxid barnatý + voda = hydroxid barnatý

Amfoterní oxidy Nereagují s vodou Reagují s kyselinami a zásadami za vzniku solí Např.ZnO

16. MgO + HCl =       MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O       oxid hořečnatý + kyselina chlorovodíková = chlorid hořečnatý + voda 17. CdO + HNO3 =       CdO + 2HNO3 = Cd(NO3)2       oxid  kademnatý + kyselina dusičná = dusičnan kademnatý 18. CuO + H2SO4 =       CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O       oxid měďnatý + kyselina sírová = síran měďnatý

POUŽITÉ ZDROJE: www.glassschool.cz DUŠEK, Bohuslav a Vratislav FLEMR. Obecná a anorganická chemie pro gymnázia. SPN, 2007. ISBN 80-7235-369-1. Klouda P. Obecná a anorganická chemie. třetí. Ostrava: Pavel Klouda, Ostrava, 2004. ISBN 80-86369-10-2. www.glassschool.cz