Кислород, его характеристика. Получение кислорода
Цель: конкретизировать знания учащихся о химическом элементе и простом веществе. Познакомить с историей открытия, физическими свойствами, способами получения и собирания кислорода в лаборатории. Выяснить роль катализатора в химических реакциях. Познакомить учащихся как получают кислород в промышленности.
Ход урока.
I. Организационный момент
II. Изучение нового материала
Кислород – химический элемент
Познакомившись с первоначальными химическими понятиями, мы приступаем к изучению важнейших химических элементов и их соединений. Познакомимся со свойствами некоторых веществ, их получением и применением.
Первый элемент, который мы изучим – это кислород.
В: Как вы думаете, почему именно с кислорода мы начинаем изучение?
- Кислород самый распространённый химический элемент на Земле.
В: Вспомните, в состав каких веществ, входит кислород?
- Кислород входит в состав воды (88,9%), которая покрывает 2/3 поверхности земного шара.
- Кислород входит в состав минералов (47%), которые образуют земную поверхность.
- Кислород составная часть воздуха (21%)
- Кислород входит в состав органических веществ: белков, жиров, углеводов.
- Тела растений (40%), животных (20%), человека (65%) также содержат кислород.
Химический знак – О
Относительная атомная масса = 16
Валентность в соединениях = II
Латинское название кислорода – оксигениум – рождающий кислоты. Так решили назвать этот элемент, так как кислород встречался во многих кислотах, которые были известны к моменту открытия элемента.
Кислород – простое вещество. Физические свойства кислорода
Химический элемент кислород образует вещество кислород.
Вещество кислород вам хорошо известно. Охарактеризуем его свойства.
Кислород – это газ без цвета, без вкуса, без запаха.
Кислород малорастворим в воде. При 0 оС в 100 объёмах воды растворяется 5 объёмов кислорода. С повышением температуры растворимость газов в воде уменьшается. При 20 оС в 100 объёмах воды растворяется 3 объёма кислорода. Кислородом, растворённым в воде, дышат все организмы, живущие в ней.
ρ = 1, 429 г/л (при 0 оС и 1 атм)
t кип = – 183 оС
t пл = – 219 оС
При t = – 183 оС и атмосферном давлении 101,3 кПа кислород переходит в жидкое состояние.
Жидкий кислород – это голубая подвижная жидкость, притягиваемая магнитом.
При t = – 219 оС кислород затвердевает, образуя синие кристаллы.
Кислород немного тяжелее воздуха: 1л кислорода весит 1,43 г, а 1 л воздуха весит 1,29. Мr (кислорода) = 32, Мr (воздуха) = 29.
Так как название «кислород» имеет и химический элемент, и простое вещество, вы должны научиться различать эти понятия.
Задание: Определите, в каких фразах о кислороде говорится как о простом веществе, а в каких — как о химическом элементе.
В: По какому принципу вы отличали химический элемент от простого вещества?
- простое вещество обладает какими-либо свойствами (цвет, вкус и т.п.), химический элемент входит в состав веществ (простых и сложных).
Открытие кислорода
Открыл кислород английский учёный Джозеф Пристли. Как это произошло нам расскажет … .
Сообщение учащегося
В конце ХVIII в. английский ученый Джозеф Пристли занимался нагреванием разных веществ, собирая солнечные лучи при помощи увеличительного стекла. Когда он накалил оксид ртути (II) в приборе, изображенном на рисунке, выделилось много газа. Сначала Джозеф Пристли подумал, что это воздух. Но когда он опустил в сосуд с собранным газом горящую свечу, то увидел нечто необычное. «Меня поразило, — писал Джозеф Пристли, — больше, чем я мог выразить, что свеча в этом газе горела замечательно блестящим пламенем».
Джозеф Пристли поместил одну мышь в сосуд с обыкновенным воздухом, а другую в такой же сосуд с полученным им газом. Первая мышь быстро задохнулась, а вторая в это время еще чувствовала себя хорошо и оживленно двигалась. Джозеф Пристли и сам пробовал дышать полученным газом и нашел, что им дышится особенно легко и приятно.
Открытый Джозефом IIристли газ и был кислород.
В: Какое вещество использовал Пристли для получения кислорода?
В: О каких важных свойствах кислорода вы узнали?
- о способности кислорода поддерживать горение и дыхание.
Получение кислорода
В промышленности, а также для медицинских нужд кислород получают в больших объёмах из воздуха. Для этого воздух сначала сжижают при сильном охлаждении, а затем жидкий воздух подвергают испарению. Азот воздуха имеет температуру кипения ниже (- 196 оС), чем температура кипения кислорода. Поэтому азот улетучивается раньше кислорода, а кислород остаётся в жидком состоянии и его собирают. Хранят жидкий кислород в стальных баллонах под давлением 15 МПа.
В лаборатории кислород получают при нагревании веществ, которые легко разлагаются с выделением кислорода.
1) Разложение перманганата калия
Демонстрационный опыт:
«Разложение перманганата калия при нагревании»
2КМnО4 → К2МnО4 + МnО2 + О2
Полученный кислород можно собрать двумя способами, которые основаны на свойствах кислорода.
Первый способ – вытеснение воздуха.
Второй способ – вытеснение воды. Основан он на малой растворимости кислорода в воде.
Чтобы убедиться, что сосуд наполнился кислородом, подносят тлеющую лучинку. Если в сосуде кислород, то лучинка вспыхивает и горит ярким пламенем.
В: О каком свойстве кислорода вы узнали?
- Кислород поддерживает горение.
2) Разложение пероксида водорода
Демонстрационный опыт:
«Разложение пероксида водорода при нагревании»
2Н2О2 → 2Н2О + О2
Многие химические реакции ускоряются в присутствии некоторых веществ.
Демонстрационный опыт:
«Разложение пероксида водорода в присутствии катализатора»
К раствору пероксида водорода добавим оксид марганца.
В: Что наблюдаете?
- Начинается бурное выделение газа даже без нагревания.
Внесём в сосуд тлеющую личинку. Что наблюдаете?
- При внесении тлеющей лучинки в сосуд лучинка вспыхивает и горит ярким пламенем.
Когда реакция закончится, то можно увидеть, что оксид марганца не израсходовался. Более того, его можно отфильтровать и использовать вновь.
Вещества, которые ускоряют химические реакции, но сами при этом не используются, называются катализаторами.
3) Разложение бертолетовой соли
КСlО3 → 2КСl + 3О2 (при нагревании или при действии катализатора)
4) разложение воды электрическим током
2Н2О → 2Н2 + О2
III. Закрепление.
С каким веществом вы познакомились сегодня на уроке?
Какие физические свойства характерны для кислорода?
Составьте фразы, в которых говорилось бы о кислороде как о веществе и как о химическом элементе.
Как получают кислород в промышленности?
Как получают кислород в лаборатории?
Что такое катализаторы, для чего их применяют?
Шило С.А.
