Чи пам’ятаєте той момент, коли ви глибоко вдихаєте після тривалої задухи? Саме кисень дарує нам це відчуття свіжості та життєвої енергії. Без цього невидимого газу життя на нашій планеті було б неможливим.
Кисень — газ без кольору, смаку та запаху, який становить майже п’яту частину повітря навколо нас. Це життєво важливий елемент для дихання людей, тварин і більшості живих організмів. Кисень також відіграє ключову роль у багатьох природних процесах та широко використовується в промисловості.
Історія відкриття кисню
Історія відкриття кисню пов’язана з іменами трьох вчених. Шведський аптекар Карл Шеєле виділив кисень у 1772 році, нагріваючи оксид ртуті. Англійський хімік Джозеф Прістлі незалежно отримав цей газ у 1774 році схожим способом. Але саме французький вчений Антуан Лавуазьє дав елементу назву “оксиген” (той, що породжує кислоти) та вперше пояснив його роль у процесах горіння та дихання.
Фізичні та хімічні властивості кисню
У звичайних умовах кисень — це газ без кольору та запаху. При охолодженні до -183°C він перетворюється на рідину блакитного кольору. Кисень активно підтримує горіння — тліюча скіпка спалахує в ньому яскравим полум’ям. Це пояснюється його високою окиснювальною здатністю. Кисень реагує з більшістю елементів, утворюючи оксиди.
Методи добування кисню
Методи добування киснюЛабораторні методи
У школах та наукових лабораторіях кисень найчастіше отримують кількома способами.
Розклад гідроген пероксиду (перекису водню) — мабуть, найпростіший метод. Якщо додати до розчину H₂O₂ трохи манган(IV) оксиду як каталізатора, одразу почнеться бурхлива реакція з виділенням кисню. Це схоже на те, як шипуча таблетка в воді виділяє бульбашки газу.
Другий поширений спосіб — нагрівання калій перманганату (марганцівки). При нагріванні KMnO₄ розкладається з утворенням кисню. Так само при нагріванні розкладається і бертолетова сіль (KClO₃).
Промислові методи
У промисловості кисень добувають зовсім іншими методами через потребу у великих обсягах.
Основний промисловий метод — кріогенне розділення повітря. Спочатку повітря охолоджують до рідкого стану, а потім поступово нагрівають. Оскільки різні гази мають різні температури кипіння, їх можна розділити. Кисень кипить при вищій температурі, ніж азот, тому його збирають окремо.
Інший промисловий метод — електроліз води. Пропускаючи електричний струм через воду, можна розділити її на кисень та водень.
Способи збирання кисню
Зібрати кисень у лабораторії можна двома основними способами.
Метод витіснення води: Газоподібний кисень направляють у перевернуту пляшку, наповнену водою. Кисень витісняє воду і заповнює пляшку.
Метод витіснення повітря: Оскільки кисень важчий за повітря, його можна зібрати, направляючи потік газу знизу у порожню ємність.
Доведення наявності кисню
Доведення наявності киснюНайпростіший спосіб виявити кисень — випробування з тліючою скіпкою. Якщо внести тліючу скіпку в посудину з киснем, вона яскраво спалахне. Це відбувається тому, що кисень підтримує горіння краще, ніж повітря.
Застосування кисню
Кисень застосовують у багатьох сферах нашого життя.
У медицині кисневі маски та балони допомагають пацієнтам з проблемами дихання. Кожен з нас бачив, як у фільмах рятувальники надають кисень людям після пожежі.
У металургії кисень використовують для зварювання та різання металу. Жаркий кисневий потік ріже метал, як ніж масло.
У космонавтиці рідкий кисень служить окисником ракетного палива, забезпечуючи політ космічних кораблів.
Кисень — один з найважливіших елементів у нашому житті. Методи його добування постійно вдосконалюються, що робить його доступнішим для використання в різних галузях. Щоразу, коли ми вдихаємо, варто згадати про цей дивовижний елемент, який підтримує життя на нашій планеті.
Спробуйте провести простий дослід з перекисом водню та дріжджами вдома — ви зможете самі побачити, як утворюється кисень, і краще зрозуміти його властивості.
