Vypracovala: Mgr. Ivana Loduhová
Kyslík (z lat. Oxygenium) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku O a protónové číslo 8. Kyslík je hlavnou zložkou vzduchu, ktorý všetci dýchame. Zdrojom kyslíka pre atmosféru sú procesy fotosyntézy. Dve tretiny kyslíka vyprodukujú suchozemské rastliny (významným zdrojom sú tropické dažďové lesy) a zvyšnú tretinu vyprodukujú morské rastliny (hlavne morské riasy). Molekulový kyslík O2 sa prvý krát na Zemi vo väčšom množstve objavil v období Paleoproterozoika (pred 2500 - 1600 mil rokmi) ako výsledok látkovej premeny anaerobných organizmov. Slovo kyslík pochádza z dvoch slov z gréčtiny, οξυς (oxys) (kyselina, ostrý) a γεινομαι (geinomai) (plodiť).
Charakteristika:
Pri štandardnej teplote a tlaku, sa kyslík vyskytuje ako dvojatómová molekula O2, v ktorej sú dva kyslíkové atómy spojené medzi sebou. Atóm kyslíka má vo vonkajšej vrstve šesť elektrónov, preto je umiestnený v VI.A skupine a v 2. perióde periodickej sústavy. Kyslík je bezfarebný plyn. V kvapalnom a tuhom stave má svetlomodrú farbu. Vo vode je slabo rozpustný. Táto skutočnosť má veľký význam, pre život vodných organizmov, pretože im umožňuje dýchanie. Kyslík je veľmi reaktívny prvok. Reakcie zlučovania kyslíka s látkami sú najčastejšie exotermické.
Základnou vlastnosťou kyslíka je, že sa správa ako silné oxidačné činidlo. Až na halogény, vzácne plyny a niektoré ušľachtilé kovy sa kyslík zlučuje priamo so všetkými prvkami. Na začatie uvedených reakcií treba spravidla vyššiu teplotu, potom však už uvoľnené reakčné teplo stačí na ich samovoľný priebeh. Ak sú exotermické reakcie látok s kyslíkom sprevádzané vývojom svetla, označujú sa ako horenie. Aby sa látka zapálila, musí sa zohriať na zápalnú teplotu, ktorá je pri rôznych látkach rôzna. Dodaným teplom vyparená látka reaguje s kyslíkom, pričom sa uvoľňuje také veľké reakčné teplo, že sa tuhé súčiastky spalných plynov rozžeravia a svietia. Sálavým teplom sa potom vyparujú ďalšie množstvá látky, spaľujú sa, atď., až kým látka nezhorí.
Na Zemi sa najčastejšie vyskytuje kyslík ako dioxygén (dvojatómová molekula O2).
- v atmosfére tvorí plynný kyslík 21 objemových %. Voda oceánov, ktorá pokrýva 2/3 zemského povrchu je hmotnostne zložená z 86 % kyslíka.
- v zemskej kôre je kyslík majoritným prvkom, je prítomný takmer vo všetkých horninách. Jeho obsah je odhadovaný na 46 – 50 hmotnostných %. V hlbších vrstvách zemského telesa zastúpenie kyslíka klesá a predpokladá sa, že v zemskom jadre je prítomný iba v stopách.
- vo vesmíre je zastúpenie kyslíka podstatne nižšie. Na 1 000 atómov vodíka pripadá iba jeden atóm kyslíka.
Okrem zvyčajných dvojatómových molekúl O2 sa kyslík vyskytuje aj vo forme trojatómovej molekuly ako ozón O3. Za normálnych podmienok je to vysoko reaktívny plyn modrej farby a charakteristického zápachu s mimoriadne silnými oxidačnými účinkami. Pri teplote -112 °C kondenzuje na kvapalný tmavomodrý ozón a pri teplote -193 °C sa tvorí červenofialový pevný ozón. Pomerne ľahko je možné pripraviť ozón tichým elektrickým výbojom v atmosfére čistého kyslíka. Vzniká tak zmes kyslíka s ozónom, kde podiel O3 dosahuje obvykle 10%. Čistý ozón je možné pripraviť frakčnou destiláciou tejto plynnej zmesi.
.jpg)
V medicíne slúži k sterilizácii nástrojov. Trochu diskutabilné sú účinky dnes pomerne populárnej ozónovej terapie, ktorá by podľa svojich zástancov mala viesť k regenerácii buniek a tkaniva. Odporcovia tejto metódy poukazujú na možné riziká podobných omladzovacích kúr, kvôli vysokej reaktivite i toxicite ozónu.
Baktericídne účinky ozónu slúžia k dezinfekcii pitnej vody namiesto predtým často využívanej dezinfekcii vody plynným chlórom alebo chlórnanom.
Silné oxidačné účinky ozónu sa veľmi často využívajú v papierenskom priemysle k bieleniu celulózy pre výrobu papiera.
Použitie:
- Kyslík je nevyhnutný pre dýchanie, takže našiel využitie aj v medicíne pri operáciách a traumatických stavoch pre podporu pacientovho dýchania. Zmesi kyslíka s inertnými plynmi slúžia potápačom k utlmeniu kesónovej choroby pri ponoroch do veľkých hĺbok. Tiež vysokohorskí horolezci sa v nutných prípadoch uchyľujú k dýchaniu čistého kyslíka a piloti stíhacích lietadiel sú vybavení zmesou stlačených plynov, ktorej základnou zložkou je kyslík.
- Pri horení zmesi kyslíka s vodíkom možno dosiahnuť teploty viac ako 3 000 °C. Preto sa kyslíkovo-vodíkový plameň využíva na rezanie oceli a tavenie kovov s vysokým bodom topenia, napr. platinových kovov.
- Základnou požiadavkou pri výrobe oceli je odstrániť zo železa uhlík. Tzv. Bessemerov spôsob výroby je založený na vháňaní čistého kyslíka do roztaveného železa v konvertore. Pri vysokej teplote taveniny dôjde k oxidácii prítomného grafitového uhlíka na plynné oxidy, ktoré z taveniny vytekajú.
- Kvapalný kyslík aj napriek svojej rizikovosti stále často slúži ako palivo raketových motorov pri štartoch kozmických lodí.
Príprava kyslíka (pre zaujímavosť)
Pomôcky:
frakčná banka, deliaci lievik, stojan, držiak so svorkou, sklená vanička, kužeľové banky, kovová miska s pieskom, spaľovacia lyžička, kliešte, ochranný štít.
Chemikálie:
peroxid vodíka H2O2 (w = 15%), nasýtený roztok manganistanu draselného KMnO4, kyselina sírová (w = 10%), horčíková páska alebo práškový horčík, hliníková fólia alebo práškový hliník, červený fosfor alebo prášková síra, drevené uhlie.
Postup:
a) Z frakčnej banky a oddeľovacieho lievika zostavíme aparatúru na vývoj plynu (pozri obrázok). Do banky dáme asi 100 cm3 nasýteného roztoku KMnO4 a pridáme 5 cm3 roztoku kyseliny sírovej. Z oddeľovacieho lievika prikvapkávame peroxid vodíka. Unikajúci plyn zachytávame pod vodou do kužeľových baniek. Banky naplnené plynom uzavrieme zátkou a použijeme na nasledujúce pokusy.
b) Na pokus použijeme banky naplnené kyslíkom, ktoré z bezpečnostných dôvodov postavíme na piesok v kovových miskách. Do jednotlivých baniek postupne zasunieme kliešte so zapálenou horčíkovou páskou (alebo spaľovaciu lyžičku s horiacim práškovým horčíkom), horiacou hliníkovou fóliou, spaľovaciu lyžičku s horiacim fosforom alebo sírou, alebo dreveným uhlím.
.jpg)
Reakciou kovov a nekovov s kyslíkom vznikajú príslušné oxidy. Niektoré reakcie sú sprevádzané vývojom tepla a svetla. Pracujeme preto s ochranným štítom. Po vychladnutí do baniek pridáme asi 20 cm3 vody, pretrepeme a zistíme acidobázickú reakciu jednotlivých roztokov.
Manganistan draselný je silné oxidačné činidlo, ktoré sa v kyslom prostredí roztoku peroxidu vodíka redukuje na manganaté ióny. Kyslík viazaný v peroxide vodíka sa oxiduje na elementárny kyslík.
Kyslík reaguje za vyššej teploty s kovmi a nekovmi za vzniku oxidov.
a) Prebiehajúcu chemickú reakciu zapíšeme chemickou rovnicou:
5 H2O2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 → 5 O2 + 8 H2O + 2 MnSO4 + K2SO4
b) Reakcie prvkov s kyslíkom vyjadrujú chemické rovnice:
2 Mg + O2 → 2 MgO 4 Al + 3 O2 → 2 Al2O3
C + O2 → CO2 4 P + 5 O2 → 2 P2O5
S + O2 → SO2
Zopakuj si:
- Porovnaj vlastnosti kyslíka a ozónu.
- Aké protónové číslo má kyslík?
- Použitie kyslíka.
Použitá literatúra:
Adamkovič E. a kol.: Chémia pre 8. ročník ZŠ, Bratislava: SPN, 2000, 120s.
3D2%26ndsp%3D18%26hl%3Dsk%26sa%3DN&ei=dhWASrP2E8md_AbzvJDpBw