Кислород входит в состав гематита. Железные руды — виды, месторождения

Доменный процесс заключается в выплавке чугуна из железных руд в доменных печах.

Для осуществления доменного процесса нужно иметь в необходимых количествах:

подготовленные к плавке железные руды,

• огнеупорные материалы.

Руда

Руда - это горная порода, содержащая металл; обычно в руде содержатся металлы в таком количестве, которое позволяет экономически выгодно извлекать металл из руды.

Железные руды представляют собой главным образом окислы железа, соединенные с пустой породой .

Пустой породой называется естественное минеральное соединение, не содержащее железа, например кремнезем (SiO 2), глинозем (Аl 2 O 3) и др.

Для доменного процесса используются руды, в которых содержание железа превышает 25-30%.

В зависимости от химического состава железные руды подразделяются на следующие группы:

Магнитный железняк

Магнитный железняк (магнетит), представляющий собой магнитную окись железа Fe 3 O 1 . В чистом виде магнетит содержит 72,4% железа и 27,6% кислорода и обладает магнитными свойствами.

Наиболее мощным месторождением магнитного железняка является Магнитогорское месторождение , в котором содержание железа доходит до 62%.

В 1940 г. добыча магнитогорской руды составляла 22,5% от общей добычи руды в СССР.

Красный железняк

Красный железняк (гематит) - безводная окись железа (Fe 2 O 3). В химически чистом виде гематит содержит 70% железа и 30% кислорода .

Наиболее крупным в СССР месторождением красных железняков (гематитов) является Криворожское месторождение . В переплавку направляются руды, содержащие 40-60% железа.

Бурый железняк

Бурый железняк (лимонит) - водная окись железа (2Fe 2 O 3 * Н 2 O). В чистом виде лимонит содержит 59,88% железа и 14,43% гидратной воды .

Наиболее крупным месторождением бурых железняков является Керченское месторождение , содержание железа в котором составляет 32,36%.

Руды этого месторождения отличаются также высоким содержанием фосфора (от 0,4 до 1,3%) и присутствием мышьяка от 0,05 до 0,2%.

Шпатовые железняки

Шпатовые железняки (сидериты) FeCO3. В чистом виде сидерит содержит 48,3% железа и 37,9% С O 2 .

Крупное месторождение шпатовых железняков находится на Южном Урале вблизи Бакальского месторождения бурых железняков.

Железную руду человек начал добывать еще в конце II тысячелетия до нашей эры, уже тогда определив для себя преимущества железа по сравнению с камнем. С тех времен люди стали различать виды железных руд, хотя они еще не имели тех названий, что сегодня.

В природе железо - один из самых распространенных элементов, и в земной коре его содержится по разным данным от четырех до пяти процентов. Это четвертое место по содержанию после кислорода, кремния и алюминия.

Железо представлено не в чистом виде, оно в большем или меньшем количестве содержится в разного вида горных породах. И если по расчетам специалистов добывать железо из такой породы целесообразно и выгодно экономически, ее называют железной рудой.

За последние несколько столетий, на протяжении которых очень активно выплавляется сталь и чугун, железные руды истощаются - ведь металла требуется все больше и больше. Например, если в XVIII веке, на заре промышленной эры руды могли содержать и 65% железа, то сейчас нормальным считается содержание в руде 15 процентов элемента.

Из чего состоит железная руда.

В состав руды входит рудный и рудообразующий минералы, различные примеси и пустая порода. Соотношение этих составляющих отличается от месторождения к месторождению.

Рудный материал содержит главную массу железа, а пустая порода - это минеральные отложения, содержащие железо в очень малых количествах или не содержащие вовсе.

Оксиды, силикаты и карбонаты железа - самые часто встречающиеся рудные минералы железных руд.

Виды железной руды по содержанию железа и по местообразованию.

• С низким содержанием железа или сепарированную железную руду, ниже 20%
• Со средним содержанием железа или аглоруду
• Железосодержащая масса или окатыши - породы с высоким содержанием железа, выше 55%

Железные руды могут быть линейными - то есть залегающие в местах разломов и изгибов земной коры. Именно они наиболее богаты железом и содержат мало фосфора и серы.

Другой вид железных руд - плоскоподобные, которые содержатся на поверхности железосодержащих кварцитов.

Красные, бурые, желтые, черные железняки.

Самым распространенным видом руды является красный железняк, который образуется безводным оксидом железа гематитом, имеющим химическую формулу Fe 2 O 3 . В гематите содержится очень высокий процент железа (до 70 процентов) и мало посторонних примесей, в частности серы и фосфора.

Красные железняки могут находиться в разном физическом состоянии - от плотного до пылевого.

Бурый железняк - это водная окись железа Fe 2 O 3 *nH 2 O. Число n может изменяться в зависимости от основы, составляющей руду. Чаще всего это лимониты. Бурые железняки, в отличие от красных, содержат меньше железа - 25-50 процентов. Их структура рыхлая, пористая, а в руде много других элементов, среди которых - фосфор и марганец. В бурых железняках содержится много адсорбированной влаги, пустая же порода - глинистая. Свое название этот вид руды получил из-за характерного бурого или желтоватого цвета.

Но несмотря на довольно низкое содержание железа, из-за легкой восстановимости перерабатывать такую руду легко. Из них часто выплавляют высокачественный чугун.

Бурый железняк чаще всего нуждается в обогащении.

Магнитными рудами называют те, которые образованы магнетитом, являющимся магнитным оксидом железа Fe 3 O 4. Название подсказывает, что эти руды имеют магнитные свойства, которые утрачиваются при нагревании.

Магнитные железняки реже встречаются, чем красные. Но железа в них может содержаться даже свыше 70 процентов.

По своей структуре он может быть плотным и зернистым, может выглядеть как кристаллы, вкрапленные в породу. Цвет магнетита - черно-синий.

Еще один вид руды, который называется шпатовым железняком. Ее рудосодержащей составляющей является карбонат железа с химическим составом FeCO 3 под названием сидерит. Другое название - глинистый железняк - это если в руде содержится значительное количество глины.

Шпатовые и глинистые железняки встречаются в природе реже других руд и содержат относительно немного железа и много пустой породы. Сидериты могут преобразовываться в бурые железняки под влиянием кислорода, влаги и осадков. Поэтому залежи выглядят так: в верхних слоях это бурый железняк, а в нижних - шпатовый железняк.

Название минерала гематит происходит от греческого "эма" - кровь, "эматитес" - кровавый камень (Теофраст, 325 г. до н. э.). Английское название минерала Hematite

Синонимы: Олижист - oligiste - название, применяемое во Франции; ангидроферрит - anhydroferrite (по Честеру, 1896). Мартит - martite (Брайтхаупт, 1828) - псевдоморфоза гематита по магнетиту.
Рутилогематит - rutilohematite и ильменогематит - ilmeno- liematite - гематит с микровключениями рутила , соответственно ильменита .

Натечные образования O 3

Кровавик краснополосчатые кварциты.

Химический состав

Химический теоретический состав: Fe 2 O 3 - 100 (Fe - 69,94). Нередко содержит некоторое количество Ti, частью за счет включений ильменита, частью в твердом растворе; также содержит в твердом растворе некоторое количество Аl и Mn (до 17% Mn в однородных гематитах из Арденн); иногда содержит Ca, Mg, Fe 2+ (до 5% FeO при 10% TiO 2 в "базаномелане"). В скрытокристаллических плотных массах часто обнаруживается SiO 2 и Аl 2 O 3 в виде механических примесей, в волокнистых и землистых разностях - H 2 O (гидрогематит).

В минерале из разных месторождений отмечались примеси Cr, Ni, Со, также V (до 0,03% в Дастакертском месторождении Армянии, до 4-10-3 % из месторождения Монголии), In (в гидрогематите из Сарыбулака, Киргизии, до 0,41%), Sn, Zn и др.

Разновидности

А) По особенностям состава.

Титаногематит - titanohematite (Эдуарде, 1938) содержит в твердом растворе до 11,3% TiO 2 . Встречен в Маунт Монджер, Западная Австралия. Черта темно-коричневая до черной. Менее богатый титаном (5% TiO 2 ) наблюдался в Швейцарских Альпах и в песках Фицрой, Новая Зеландия (MgO - 1,5; FeO - 5,8; Fe 2 O 3 - 83,1; TiO 2 - 9,6). При 700-900° смесимость Fe 3 O 3 и FeTiO 3 полная, при комнатной температуре ограниченная; большей частью содержание TiO 2 в гематитах обусловлено распадом твердого раствора.

Алюмогематит - alumohematite (Бенеславский, 1957) - содержит до 14% Аl 2 O 3 в твердом растворе.
Искусственно получен минерал с содержанием до 11-14% Аl 2 O 3 , что указывает на возможность образования Al-содержащих гематитов в богатых глиноземом осадочных породах.

Гидрогематит - hydrohematite (Брайтхаупт, 1847) - тонко-кристаллический гематит, содержащий до 8% воды. Рентгенограмма отвечает рентгенограмме гематита. Под микроскопом часто наблюдаются колломорфные текстуры. Плотность более низкая, чем у собственно гематита: 4,40 - 4,80; отражательная способность ниже, внутренние рефлексы менее густые. Обычно образуется при гипергенных процессах. Отмечался в составе осадочных железных руд алапаевского типа (Свердловская обл.), в составе железных руд Белозерского месторождения (Украины), широко распространен в зоне окисления месторождений степной части Казахстана и др.

Тонкие смеси гидрогематита или гематита с гидрогётитом (лимонитом) известны под названием турьитов.

Б) По строению и форме выделений.

Железный блеск - Eisenglanz (Агрикола, 1546) - яснокристаллические выделения минерала, преимущественно черного цвета с металлическим блеском, нередко в виде кристаллов.

Синононимы: Спекулярит - specularite (Дана, 1892), specular hematite, specular iron, блестящая железная руда - Glanzeisenerz (Брайтхаупт, 1816), блестящий железняк - Glanzeisenstein (Хофман, 1816); зеркальная руда - Spiegelerz (Валериус, 1747).
Некоторые выделения железного блеска известны под специальными названиями. Железная роза - Eisenrose (частично базаномелан - Basa- nomelan, Кобель, 1838) - агрегат пластинчатых кристаллов, которые срослись почти параллельно по базопинакоиду; напоминает махровый цветок; прекрасные образцы происходят из Сен-Готарда в Италии. Железная слюдка - Eisenglimmer (Валериус, 1747) - тонко-чешуйчатые выделения железного блеска. Железная сметана - Eisen- rahm (Вернер, 1789) - рыхлые маркие агрегаты очень мелких чешуек железной слюдки красного цвета, жирные на ощупь. Докембрийские (?) сланцеватые породы Бразилии, содержащие значительное количество железной слюдки, известны под названиями итабирита - itabirite (Эшвеге, 1822) и якутинги - jacutinga; по предложению Дерби (1910), итабиритами называют также гематито-кварцевые сланцы других районов земного шара. Кристаллические индивиды этого минерала в сланцах могут обнаруживать определенную ориентировку.

Красный железняк - Botheisenstein (Вернер, 1817) - тонкокристаллические или скрытокристаллические выделения гематита, обычно красного цвета.
Синононим: Кровавый камень -Blutstein (Агрикола, 1546), bloodstone. Красная стеклянная голова -rother Glaskopf, почковидная (почечная) руда-kidney ore- натечные агрегаты с радиально-лучистым и нередко с концентрически-скорлуповатым сложением. Оолитовый красный железняк - red oolitic hematite - состоит из оолитов. Охристый красный железняк - red ocher hematite, красная охра - ochra rubra (Валериус, 1747), рётель - Rothel (Леонхард, 1821), красная земля - reddle, красный мел - red chalk, красный карандаш (по Шубниковой, 1937), сангин - sanguine - землистые агрегаты, иногда в смеси с глинистыми минералами. Гематогелит - hematogelite (Тучан, 1913), гематитогелит - hematitogelite - красящее вещество красных бокситов. Вапа - минерал с примесью глины.

Мартит - псевдоморфоза (ложная форма) по магнетиту черного цвета. Кристаллы в виде октаэдров.

Наблюдается ориентированное взаимное прорастание гематита и ильменита («вашингтониты») - результат распада твердых растворов: пластинки ильменита располагаются параллельны (0001) или (1011); отмечаются также ориентированные пластинки гематита в ильмените, ориентированные параллельно (0001) ильменита; встречаются параллельные сростки кристаллов гематита и ильменита по (0001). Кристаллики гематита иногда закономерно нарастают плоскостью (0001) на грани октаэдра магнетита или шпинели ; ориентированные срастания его с магнетитом наблюдаются под микроскопом среди продуктов распада твердых растворов: (111) и магнетита параллельно (0001) и .
Рутил образует ориентированные нарастания на гематите: (100) и (101) рутила параллельно (0001) и (1010) гематита. Наблюдалось также ориентированное нарастание кристаллов псевдобрукита на кристаллы гематита: (121) и псевдобрукита параллельно (0001) и гематита; при замещении вольфрамита : (0001) и гематита параллельно(100) и вольфрамита. Описаны закономерные срастания гематита с кварцем: (1010) и кварца параллельно (0001) и гематита.
Отмечались закономерные вростки его в мусковите с расположением включений гематита на (001) слюды по трем направлениям под углом 60° и образованием решетки, что вызывает явление астеризма в слюде. Известны игольчатые включения гематита в корунде с взаимно параллельными осями обоих минералов. Закономерно расположенные чешуйки гематита встречаются в карналлите: (0001) и гематита параллельно(001) и или карналлита ; также параллельно (130) и карналлита; в сильвине : (0001) гематита параллельно(100), (111) или реже параллельно (110) сильвина; в канкрините : (0001) гематита параллельно(1010) или (1120) канкринита; в полевом шпате - (0001) гематита параллельна ряду граней полевого шпата; в кальците (сидерите) с вростками гематита грани (1120) обоих минералов иногда параллельны.

Кристаллографическая характеристика

• Сингония. Тригональная. L 3 3L 2 3РС
• Класс. Дитригонально-скаленоэдрический. D 3d - 3m

Кристаллическая структура

Структура аналогична структуре корунда.

Главные формы: Наиболее обычны формы r, c и n, также e и a.

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов разнообразный: ромбоэдрический, таблитчатый - преимущественно у кристаллов, образовавшихся из гидротермальных и газовых растворов; наблюдаются изометрически развитые кристаллы (преимущественно в контактово-метасоматических месторождениях); редки призматические кристаллы.
На (0001) -штриховка по трем направлениям, параллельным ребрам (0001) : (1011), треугольные углубления, также треугольные пирамиды нарастания, признаки спирального роста, естественного травления и др.

Двойники

Двойники прорастания и срастания по (0001) с плоскостью срастания (1010) ; очень распространены двойники по (1011) с углом между базопинакоидами, равным 64°48; при этом нередко мелкие кристаллы при нарастании в двойниковом положении на более крупный таблитчатый кристалл располагаются по-разному - под углом в 120° друг к другу. Двойникование может быть обусловлено испытанным кристаллами давлением. Скольжение по Т (0001), t .
Характерны сростки тонкопластинчатых кристаллов (отдельные пластинки нарастают гранями с (0001) почти параллельно друг другу), слагающих так называемые железные розы, которые, возможно, являются результатом спирального роста кристаллов.

Наблюдается ориентированное взаимное прорастание его и ильменита («вашингтониты») - результат распада твердых растворов: пластинки ильменита располагаютсяпараллельны (0001) или (1011); отмечаются также ориентированные пластинки в ильмените, ориентированные параллельно (0001) ильменита; встречаются параллельные сростки кристаллов гематита и ильменита по (0001). Кристаллики гематита иногда закономерно нарастают плоскостью (0001) на грани октаэдра магнетита или шпинели; ориентированные срастания его с магнетитом наблюдаются под микроскопом среди продуктов распада твердых растворов: (111) и магнетита параллельно (0001) и гематита.

Вростки в кварце , микроклине, кислом плагиоклазе и калинатровом полевом шпате придают этим минералам красивый искристо-золотистый отлив (авантюрин, солнечный камень).
Включения мельчайших пластинок минерала окрашивают некоторые минералы в красный цвет (карналлит, сильвин, гейландит, канкринит и др.).

Агрегаты. Обычно встречается в виде плотных мелкокристаллических, чешуйчатых или листоватых скоплений, а также в землистых массах и натечных агрегатах. В последнем случае он называется красным железняком. Иногда концентрически-слоистые и радиально-лучистые, натечные, почковидные и оолитовые.

Физические свойства

Оптические

• Цвет ясно кристаллических разновидностей стально-серый до черного; иногда наблюдается побежалость. Скрытокристаллический - матово-красный до ярко- красного, вишнево-красный до черного. В нефильтрованных лучах ртутно-кварцевой лампы желтовато-белый (в отличие от голубовато-белого ильменита).
• Черта вишнево-красная или красновато-коричневая, красная (характерный диагностический признак). .
• Блеск металлический до полуметаллического
• Отлив матовый
• Прозрачность В тонких осколках просвечивает кроваво-красным цветом.

Механические

• Твердость 5-6. Данные разных авторов по микротвердости колеблются в широких пределах.
• В кристаллах хрупок, в тонких пластинках упруг.
• Плотность 5,26.
• Спайность отсутствует, отдельность по (0001) и (1011) обусловлена двойникованием.
• Излом полураковистый до неровного.

Химические свойства

В кислом водном растворе при температурах 100-160° гематит растворяется с разложением; концентрация Fe 3+ в растворах при 100° (в мг/л): 0,37 при pH около 2; 0,04 при pH = 4; 0,01 при рН= 6,11; соответственно при 160°: 0,14; 0,04; 0,01; при температурах порядка 350° и рН = 5-7 растворение минерала протекает без разложения. Растворяется в концентрированной НСl. В полированных шлифах ни одним из стандартных реактивов не травится. Для структурного травления применяется концентрированная HF (продолжительность травления 1-2 мин).

Прочие свойства

Проводник электричества. Данные по удельному электрическому сопротивлению природных образцов колеблются в широких пределах; при повышенном напряжении обладает детекторными свойствами.

При комнатной температуре антиферромагнитен, при -15° становится ферромагнитным. Характерна высокая стабильность по отношению к постоянному и переменному магнитным полям, а также к температурному воздействию.

Успешно флотируется анионными собирателями типа олеиновой кислоты или алкилсульфатов (оптимальные условия - нейтральная или слабощелочная среда). Неплавок. В восстановительном пламени становится магнитным.

Температура плавления 1594°. При нагревании до 1370-1400° переходит в магнетит. γ-Fe 2 O 3 , образующийся при нагревании до 950°, при охлаждении превращается в α-Fe 2 O 3 .

Искусственное получение гематита

Гематит получается путем сублимации при взаимодействии хлорида железа и водяного пара; при нагревании расплава буры с окисью железа; из силикатного расплава с большим содержанием железа; при нагревании гидрата окиси железа с водой в запаянной трубке и др. Получен при изучении многих систем: гематит - ильменит, корунд - магнетит и др.

Диагностические признаки

От магнетита и ильменита легко отличается по цвету черты; в отличие от маггемита оптически анизотропен и не магнитен. От киновари плотный гематит отличается отсутствием спайности, оптическим знаком, а также по твердости и по плотности В тонкозернистых агрегатах трудно отличим от лепидокрокита. В полированных шлифах значительно светлее магнетита, ильменита и других сопутствующих рудных минералов.

Спутники. Корунд, диаспор, рутил, андалузит , кварц, мушкетовита . Мушкетовит известен в контактно-метасоматических месторождениях (Урал, Таджикистан и др.) и в гидротермальных месторождениях, для которых характерно отложение сульфидов после гематита (Кутимское месторождение в Пермской обл. и др.); наряду с магнетитом по гематиту может образоваться маггемит. В процессе диагенеза он при наличии восстановителей (органическое вещество) может переходить в сидерит, пирит и лептохлориты (в СНГ- породы Донбасса, Второго Баку и ерунаковской толщи Кузбасса). Помимо магнетита в псевдоморфозах по гематиту наблюдаются: пирит, сидерит, хлориты, гидрогётит (лимонит), в отдельных случаях - халькопирит , рутил, касситерит, манганит и др.

Практическое применение

Минерал многих железных руд. Чистые порошковатые разности применяются как красные краски и для приготовления красных карандашей. Плотный камень («кровавик») употребляется как полировочный материал.

Краснополосчатые яшмовидные гематито-магнегитовые роговики Кривого Рога являются эффективным декоративно-поделочным камнем, карминовые оттенки которого дополняют богатую палитру отечественных камней-самоцветов.

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

Старинные методы. Под паяльной трубкой

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В шлифах в проходящем свете кроваво-красный (в тончайших пластинках), оранжево-красный, серо-желтый. Слабый плеохроизм: по No буровато-красный; по Ne желтовато-красный. Одноосный (-). Свето-преломление высокое, двупреломление очень сильное.

Фото галерея минерала

Кислород

Этот видео урок расскажет про неорганическую химию за 9 класс. Посмотрев данное видео Вы сможете изучить и узнать характеристику халькогенов и кислород.

Данный видео урок представляет общие познания строения элементов группы VIA, позволяет Вам изучить и закрепить познания о получение свойств кислорода, первого представителя данной группы.

Общая характеристика халькогенов.Кислород

Ученику просматривая данный видео урок будет понятно рассказано все основные соединения, содержащие в этой группе элементов и узнают круговорот кислорода в природе.

Какие преследуют цели в данном видео уроке. Вы сможете изучить и понять особенности строения атомов халькогенов, а также свойства и применения кислорода.

• сформировать представления об особенностях строение элементов VIA группы;
• развитие умений записывать уравнения реакций, отражающих химические свойства кислорода;
• изучить способы получения кислорода, его аллотропные модификации;

Халькогены – это элементы VIA группы. Родоначальником этой группы является кислород. Кроме кислорода в эту группу входят S, Se, Te, Po. Название халькогены означает «рождающие руды». Вам уже известны руды, содержащие серу, это – пирит, или железный колчедан – FeS 2 , киноварь – HgS, цинковая обманка – ZnS. Кислород входит в состав таких руд, как корунд – Al 2 O 3 , магнитный железняк, или магнетит – Fe 3 O 4 , красный железняк, или гематит – Fe 2 O 3 , бурый железняк, или лимонит – 2Fe 2 O 3 · 3H 2 O, а также в состав других руд.

На внешнем энергетическом уровне у халькогенов 6 электронов. До завершения внешнего энергетического уровня атомам не хватает 2 электрона, поэтому они присоединяют электроны и проявляют в своих соединениях степень окисления -2. Кислород в соединении с фтором – OF 2 проявляет степень окисления +2. Атомы серы, селена и теллура в своих соединениях с более электроотрицательными элементами проявляют положительные степени окисления +2, +4 и +6.

Кислород – самый распространенный элемент на Земле. Он входит в состав воды, которая покрывает поверхность земного шара, образуя его водную оболочку – гидросферу. Кислород входит в состав атмосферы, где на его долю приходится 21%. Кроме этого, он ещё входит в состав многих органических соединений.

Приятного просмотра и удачи Вам в изучение данного видео урока. Вступайте в наши социальные группы В Контакте и Facebook, Google+ , Подписывайтесь на наш канал на YouTube и почтовую рассылку.

Вы также можете скачать презентации для классного часа. Презентация к 23 февраля способствует формированию у школьников общего представления об истории, армии.

Общая характеристика халькогенов. Кислород

Цель: изучить особенности строения атомов халькогенов, свойства и применение кислорода.

Задачи:

сформировать представления об особенностях строение элементов VIA группы;

развитие умений записывать уравнения реакций, отражающих химические свойства кислорода;

изучить способы получения кислорода, его аллотропные модификации.

Организационный момент.

2. Изучение нового материала.

Халькогены – это элементы VIA группы. Родоначальником этой группы является кислород. Кроме кислорода в эту группу входят S, Se, Te, Po. Название халькогены означает «рождающие руды». Вам уже известны руды, содержащие серу, это – пирит, или железный колчедан – FeS 2 , киноварь – HgS, цинковая обманка – ZnS. Кислород входит в состав таких руд, как корунд – Al 2 O 3 , магнитный железняк, или магнетит – Fe 3 O 4 , красный железняк, или гематит – Fe 2 O 3 , бурый железняк, или лимонит – 2Fe 2 O 3 · 3H 2 O, а также в состав других руд.

На внешнем энергетическом уровне у халькогенов 6 электронов. До завершения внешнего энергетического уровня атомам не хватает 2 электрона, поэтому они присоединяют электроны и проявляют в своих соединениях степень окисления -2. Кислород в соединении с фтором – OF 2 проявляет степень окисления +2. Атомы серы, селена и теллура в своих соединениях с более электроотрицательными элементами проявляют положительные степени окисления +2, +4 и +6.

Кислород – самый распространенный элемент на Земле. Он входит в состав воды, которая покрывает поверхность земного шара, образуя его водную оболочку – гидросферу. Кислород входит в состав атмосферы, где на его долю приходится 21%. Кроме этого, он ещё входит в состав многих органических соединений.

Существует несколько способов получения кислорода. В промышленности кислород получают из жидкого воздуха.

Еще в 1774 г. Дж. Пристли, используя стеклянную двояковыпуклую линзу, направил сконцентрированный ею пучок солнечных лучей на оксид ртути (II) и получил кислород.

Одновременно с Пристли кислород получил К. Шееле путём нагревания селитры.

Название кислороду – oxygenium, т.е. «рождающий кислоты», или «кислород», этому элементу дал Лавуазье.

Кислород можно получить и при разложении воды в специальном устройстве – электролизёре. Таким образом, можно получить сразу два газа: кислород и водород.

В лаборатории для получения кислорода используют пероксид водорода (Н 2 О 2). Эта реакция идёт в присутствии катализатора – оксида марганца IV.

Для получения кислорода в лаборатории ещё используют реакцию разложения перманганата калия – KMnO 4 – «марганцовки».

Вы уже знаете, что кислород существует в виде двух аллотропных модификаций –O 2 и О 3 . Аллотропия кислорода и озона обусловлена различным числом кислорода в молекулах веществ.

Вещество

Агрегатное состояние при обычных условиях

Цвет

Запах

Температура плавления, 0 С

Температура кипения, 0 С

Кислород

О 2

Газ

Бесцветный, в жидком состоянии – голубой

Без запаха

218,2

182,8

Озон

О 3

Газ

Бесцветный, в жидком состоянии – синий

Резкий, характерный запах

251

112

Кислород взаимодействует почти со всеми простыми веществами, кроме галогенов, благородных газов, золота и платины.

Кислород энергично реагирует с металлами. Например, в реакции с литием, образуется оксид лития, в реакции с медью – оксид меди (II).

4Li + O 2 = 2Li 2 O

2Cu + O 2 = 2CuO

Кислород реагирует с неметаллами. Так в реакции с cерой образуется оксид серы (IV), в реакции с фосфором – оксид фосфора (V).

S + O 2 = SO 2

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5

Почти все реакции с кислородом экзотермические (то есть сопровождаются выделением теплоты). Исключение составляет реакция азота с кислородом, которая является эндотермической.

N 2 + O 2 ↔ 2NO – Q

Кислород окисляет не только простые, но и сложные вещества. Например, в реакции горения метана образуется вода и углекислый газ, в результате горения сероводорода образуется сернистый газ и вода.

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O

2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2 O

Эта окислительная способность кислорода лежит в основе горения всех видов топлива. Кислород в этих реакциях выступает в роли окислителя.

Кислород участвует в процессах дыхания, медленного окисления различных веществ при обычной температуре. Например, медленное окисление пищи в нашем организме является источником энергии, за счёт которой живет организм. Так гемоглобин, соединенный с кислородом, оксигемоглобин доставляет во все ткани и клетки организма кислород, который окисляет белки, жиры и углеводы, образуя при этом углекислый газ и воду и освобождая при этом энергию, необходимую для деятельности организма.

Велика роль кислорода в процессах дыхания человека и животных. У растений в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды образуется глюкоза и кислород. За счет этого процесса сохраняется содержание свободного кислорода.

В природе постоянно осуществляется круговорот кислорода.

Проведём эксперимент: нальём два стаканчика перекиси водорода. В первый стаканчик добавим оксида марганца (IV), у нас наблюдается бурное выделение кислорода. Оксид марганца (IV) в данном случае катализатор, он ускоряет процесс разложения перекиси водорода. Если поднести к стаканчику тлеющую лучинку, то она вспыхнет из-за скопившегося кислорода.

В другой стаканчик добавим натёртую морковь, здесь тоже происходит бурное выделение кислорода, и если поднести тлеющую лучинку, то она вспыхнет. В данном случае фермент каталаза, который содержится в моркови, тоже способствует разложению перекиси водорода.

Кислород применяется в металлургической и химической промышленности для ускорения производственных процессов. Чистый кислород применяют при газовой сварке и резке металлов. Его используют и для жизнеобеспечения на подводных и космических кораблях, при работе водолазов и пожарных.

В медицине кислород применяют в случаях временного затруднения дыхания и различных заболеваниях. Кислород применяют в космической технике, как окислитель ракетного топлива, в производстве взрывчатых смесей.

Кислорол хранят в стальных баллонах, окрашенных в голубой цвет, под высоким давлением, а в лаборатории – в специальных приборах – газометрах.

Таким образом, халькогены – это элементы VIA группы. На внешнем энергетическом уровне у них 6 электронов. Они входят в состав многих руд. Кислород первый представитель группы. В реакциях он проявляет окислительные свойства. Кислород получают реакцией разложения перекиси водорода, марганцовки, воды, а в промышленности – из воздуха. Кислород участвует в круговороте веществ и применяется в химической и металлургической промышленности.

3. Закрепление.

1. С какими веществами вы познакомились сегодня на уроке?

2. Какие физические свойства характерны для кислорода?

3. Как получают кислород в промышленности?

4. Как получают кислород в лаборатории?

5. Что такое катализаторы, для чего их применяют?

6. Как осуществляется круговорот кислорода в природе?

7. Где применяют кислород?

4. Рефлексия.

«Плюс-минус»: таблица состоит из трёх граф, в графу «П» - «плюс» записывается всё, что понравилось на уроке, в графу «М» - «минус», что не понравилось.

5. Домашнее задание.