Tlen: otrzymywanie, właściwości i reakcje
Chemia
Zestaw wyjaśnia, jak otrzymać tlen w laboratorium, jakie ma właściwości oraz jak rozpoznać jego obecność. Poznasz też reakcje tlenu z metalami i niemetalami, ich produkty oraz zasady bezpiecznego wykonywania doświadczeń.
1.Tlen
Pierwiastek chemiczny o symbolu . W powietrzu występuje głównie jako cząsteczka . Jest potrzebny organizmom do oddychania i podtrzymuje spalanie.
2.Właściwości fizyczne tlenu
Tlen jest gazem bezbarwnym, bezwonnym i bez smaku. Słabo rozpuszcza się w wodzie oraz jest nieco cięższy od powietrza.
3.Tlen podtrzymuje spalanie
W tlenie substancje palą się zwykle szybciej i intensywniej niż w powietrzu. Tlen sam nie jest jednak substancją palną.
4.Próba żarzącego się łuczywka
Sposób wykrywania tlenu. Żarzące się łuczywko wprowadzone do naczynia z tlenem ponownie zapala się.
5.Rozkład nadtlenku wodoru
W laboratorium tlen można otrzymać podczas rozkładu nadtlenku wodoru. Dwutlenek manganu przyspiesza tę reakcję jako katalizator.
6.Katalizator
Substancja, która przyspiesza reakcję chemiczną, ale po jej zakończeniu pozostaje niezmieniona.
7.Tlenek
Związek chemiczny tlenu z innym pierwiastkiem. Tlenki powstają między innymi podczas spalania metali i niemetali w tlenie.
8.Spalanie magnezu w tlenie
Magnez pali się w tlenie oślepiająco jasnym, białym światłem. Powstaje biały tlenek magnezu .
9.Spalanie węgla w tlenie
Węgiel reaguje z tlenem, tworząc tlenek węgla(IV), czyli dwutlenek węgla . Przy dostatecznej ilości tlenu zachodzi spalanie całkowite.
10.Spalanie siarki w tlenie
Siarka pali się w tlenie niebieskim płomieniem. Powstaje tlenek siarki(IV), czyli dwutlenek siarki .
11.Reakcja chemiczna
Przemiana, w której z substratów powstają nowe substancje, czyli produkty. Spalanie metalu lub niemetalu w tlenie jest reakcją chemiczną.
12.Bezpieczeństwo podczas doświadczeń z tlenem
Nie wolno kierować wylotu probówki z ogrzewaną substancją na siebie ani na innych. Tlen silnie podtrzymuje spalanie, dlatego trzeba trzymać go z dala od płomienia i materiałów łatwopalnych.
Notatka
Czym jest tlen?
Tlen jest pierwiastkiem chemicznym o symbolu . W przyrodzie najczęściej spotykamy go jako cząsteczki , złożone z dwóch atomów tlenu. Stanowi około jednej piątej objętości powietrza.
W warunkach pokojowych jest gazem bezbarwnym, bezwonnym i bez smaku. Słabo rozpuszcza się w wodzie. Tlen rozpuszczony w wodzie jest potrzebny rybom i innym organizmom wodnym do oddychania.
Tlen jest niezbędny ludziom i zwierzętom w procesie oddychania. Jest również ważny w wielu procesach zachodzących w przyrodzie i technice, na przykład podczas spalania paliw.
Zapamiętaj
Tlen sam się nie pali, ale bardzo dobrze podtrzymuje spalanie innych substancji.
Jak otrzymać tlen w laboratorium?
Jednym ze sposobów otrzymywania tlenu jest rozkład nadtlenku wodoru. Nadtlenek wodoru ma wzór . Reakcję przyspiesza dwutlenek manganu, który pełni funkcję katalizatora.
W wyniku reakcji powstają woda i tlen. Katalizator przyspiesza reakcję, lecz po jej zakończeniu nie zostaje zużyty.
Gaz można zbierać do odwróconego naczynia nad wodą, ponieważ tlen słabo rozpuszcza się w wodzie. Najpierw należy pozwolić, by wydobywający się gaz usunął powietrze z aparatury.
Ważne
Podczas wykonywania doświadczeń stosuj okulary ochronne i zawsze kieruj wylot probówki od siebie oraz innych osób.
Jak wykryć tlen?
Obecność tlenu sprawdza się za pomocą żarzącego się łuczywka. Do naczynia z badanym gazem ostrożnie wprowadza się łuczywko, które nie płonie, ale jest rozżarzone.
Jeżeli w naczyniu znajduje się odpowiednia ilość tlenu, łuczywko ponownie zapala się. Jest to charakterystyczna próba pozwalająca rozpoznać ten gaz.
Nie należy mylić tej obserwacji z palnością tlenu. Płonie drewno łuczywka, a tlen umożliwia i wzmacnia to spalanie.
Przykład
Żarzące się łuczywko zapala się w tlenie, natomiast w gazie, który nie podtrzymuje spalania, zwykle zgaśnie.
Reakcje tlenu z metalami
Metale mogą reagować z tlenem, tworząc tlenki metali. Takie reakcje często są spalaniem i towarzyszy im wydzielanie energii w postaci światła oraz ciepła.
Dobrym przykładem jest spalanie magnezu. Metal ten pali się w tlenie bardzo jasnym, białym światłem. Powstaje biały proszek, czyli tlenek magnezu .
W równaniu po obu stronach musi być tyle samo atomów każdego pierwiastka. Dlatego przed wzorami zapisano współczynniki .
Podczas obserwowania spalania magnezu nie wolno patrzeć długo bezpośrednio na bardzo jasne światło.
Reakcje tlenu z niemetalami
Również niemetale reagują z tlenem, tworząc tlenki niemetali. Produkty i obserwacje zależą od tego, jaki niemetal reaguje.
Węgiel przy dostatecznej ilości tlenu spala się do tlenku węgla(IV), zwanego też dwutlenkiem węgla.
Siarka pali się w tlenie niebieskim płomieniem. W reakcji powstaje tlenek siarki(IV), czyli dwutlenek siarki.
Reakcje spalania są przykładami reakcji chemicznych, ponieważ z substratów powstają nowe substancje o innych właściwościach.
Najważniejsze porównania
W powietrzu substancje palą się, ale w czystym tlenie spalanie jest zwykle wyraźnie szybsze i bardziej intensywne. Dzieje się tak, ponieważ w powietrzu tlen jest wymieszany głównie z azotem.
W reakcjach z tlenem zarówno metale, jak i niemetale tworzą tlenki. Przykłady to , oraz . Różnią się one składem i właściwościami, ale każdy z tych związków zawiera tlen połączony z innym pierwiastkiem.
Do powtórzenia przed sprawdzianem:
- właściwości tlenu i jego znaczenie dla spalania,
- próba z żarzącym się łuczywkiem,
- rola katalizatora w rozkładzie ,
- produkty spalania magnezu, węgla i siarki.
Quizy w tym zestawie
16 pytań w 2 etapach — odblokujesz je po dodaniu zestawu