Թթվածին

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
8 ԱզոտԹթվածինՖտոր
Ջրածին Հելիում Լիթիում Բերիլիում Բորр Ածխածին Ազոտ Թթվածին Ֆտոր Նեոն Նատրիում Մագնեզիում Ալյումին Սիլիցիում Ֆոսֆոր Ծծումբ Քլոր Արգոն Կալիում Կալցիում Սկանդիում Տիտան Վանադիում Քրոմ Մանգան Երկաթ Կոբալտ Նիկել Պղինձ Ցինկ Գալիում Գերմանիում Արսեն Սելեն Բրոմ Կրիպտոն Ռուբիդիում Ստրոնցիում Իտրիում Ցիրկոնիում Նիոբիում Մոլիբդեն Տեխնեցիում Ռութենիում Ռոդիում Պալադիում Արծաթ Կադմիում Ինդիում Անագ Ծարիր Թելուր Յոդ Քսենոն Ցեզիում Բարիում Լանթան Ցերիում Պրազեոդիում Նեոդիում Պրոմեթիում Սամարիում Եվրոպիում Գադոլինիում Տերբիում Դիսպրոզիում Հոլմիում Էրբիում Թուլիում Իտերբիում Լյուտեցիում Հաֆնիում Տանտալ Վոլֆրամ Ռենիում Օսմիում Իրիդիում Պլատին Ոսի Սնդիկ Թալիում Կապար Բիսմունտ Պոլոնիում Աստատ Ռադոն Ֆրանցիում Ռադիում Ակտինիում Թորիում Պրոտակտիում Ուրան Նեպտունիում Պլուտոնիում Ամերիցիում Կյուրիում Բերկլիում Կլիֆորնիում Էյնշտեյնիում Ֆերմիում Մենդելեևիում Նոբելիում Լոուրենցիում Ռեզերֆորդիում Դուբնիում Սիբորգիում Բորիում Հասիում Մեյտներիում Դարմշտադտիում Ռենտգենիում Կոպերնիցիում Ունունտրիում Ֆլերովիում Ունունպենտիում Լիվերմորիում Ունունսեպտիում ՈւնունօկտիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
8O
Cubic.svg
Electron shell 008 Oxygen.svg
Պարզ նյութի արտաքին տեսք
Հեղուկ թթվածին Անգույն, անհամ, անհոտ գազ
Oxygen spectre.jpg
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Թթվածին/ Oxygenium (Oxygen)(O), 8
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
[15,99903; 15,99977][1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա [He] 2s2 2p4
Ատոմի շառավիղ 60 (48) պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտային շառավիղ 73 պմ
Իոնի շառավիղ 132 (-2e) պմ
Էլեկտրաբացասականություն 3,44 (Պոլինգի սանդղակ)
Օքսիդացման աստիճաններ -2, −1, 0, ½, +1, +2
Իոնիզացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 1254,9(13,01) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 0,00142897 գ/սմ³
Հալման ջերմաստիճան 54,8 К (-218,35 °C)
Եռման ջերմաստիճան 90,19 К (-182,96 °C)
Մոլյար ջերմունակություն 29,4[2] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ 14,0 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղացանց
Բյուրեղացանցի տվյալներ a=5,403 b=3,429 c=5,086 β=135,53
Դեբայի ջերմաստիճան 155 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն (300 Կ) 0,027 Վտ/(մ·Կ)
8
Թթվածին
O
15,999
2s22p4

Թթվածին (լատ.՝ Oxygenium), քիմիական տարր է, որի նշանն է O, ատոմային թիվը՝ 8։

Հանդես է գալիս երկու ալոտրոպ ձևափոխությունների տեսքով՝ թթվածին (O2) և օզոն (O3):

Թթվածինը և նրա միացություններ[խմբագրել]

Թթվածինը առաջին անգամ ստացել է շվեդ քիմիկոս Կարլ Շեելեն 1771 թ.՝ սելիտրայի քայքայումից։ 1774 թ. անգլիացի քիմիկոս Ջոզեֆ Փրիսթլին թթվածին ստացել է սնդիկի օքսիդի քայքայումից։

Բնության մեջ թթվածինը գտնվում է ինչպես ազատ վիճակում (օդում՝ ծավալի 21%-ը և զանգվածի 23%-ը), այնպես էլ միացությունների ձևով (ջուր, բազմազան ապարներ)։ Այն Երկրի վրա ամենատարածված տարրն է. կազմում է նրա զանգվածի մոտ 30%-ը։ Երկրագնդի զանգվածի կեսից ավելին թթվածին է։ Թթվածինը կազմում է մարդու օրգանիզմի 65 %-ը։

Հանդես է գալիս երկու ալոտրոպ ձևափոխությունների տեսքով՝ թթվածին (O2) և օզոն (O3):

Թթվածին[խմբագրել]

Թթվածինն անգույն, անհամ և անհոտ գազ է։ Այդ պատճառով մեր զգայարաններն այն չեն ընկալում։ Սակայն թթվածնի բացակայությունը կամ անբավարարությունը կզգանք անմիջապես՝ պարզապես շնչահեղձ կլինենք։

Երկրի վրա թթվածինն ամենատարածված քիմիական տարրերից է և հանդիպում է ամենուրեք, այն կազմում է օդի, ջրի, երկրակեղևի, կենդանի օրգանիզմների, բույսերի զգալի մասը։ Թթվածինը մտնում է մեր սննդամթերքի՝ ածխաջրերի, ճարպերի, սպիտակուցների բաղադրության մեջ։

Թթվածինը կարևոր է հատկապես նրանով, որ մենք շնչում ենք այն։ Շնչառությունը Երկրի կենսոլորտի, կյանքի գոյատևման ամենակարևոր նախապայմանն է։ Թթվածինը մթնոլորտում գտնվում է ազատ վիճակում (O2) և կազմում է նրա հինգերորդ մասը։ Մթնոլորտի վերին շերտերում թթվածինը գտնվում է օզոնի (O3) ձևով, որը կարևոր նշանակություն ունի Երկրի վրա կյանքի պահպանության խնդրում։ Մթնոլորտում թթվածնի կորուստը՝ օքսիդացման, այրման, նեխման և շնչառության պատճառով, բույսերը վերականգնում են լուսասինթեզով։ Նրանք նույնպես շնչում են, սակայն դա տեղի է ունենում օրվա միայն մութ ժամերին՝ գիշերը։ Թթվածնի հետ նյութերի փոխազդեցությունը կոչվում է օքսիդացում։ Օքսիդացման ռեակցիաներ են այրումը, շնչառությունը, մետաղների ժանգոտումը, բույսերի մնացորդների փտումը և այլն։

Այրումն ուղեկցվում է ջերմության և լույսի անջատմամբ։ Այրվում են փայտը, ածուխը, թուղթը, բնական գազը, նավթը և այլն։ Կենսաքիմիական շարժընթացներում տեղի է ունենում դանդաղ օքսիդացում, որի ժամանակ թթվածնի հետ նյութի փոխազդեցությունն ընթանում է դանդաղ, ջերմությունն անջատվում է աստիճանաբար՝ առանց լույսի անջատման։ Դանդաղ օքսիդացում են, օրինակ, օրգանիզմում խաղողաշաքարի (գլյուկոզի) օքսիդացումը, բույսերի մնացորդների փտումը, շնչառությունը, լուսասինթեզը, երկաթի ժանգոտումը խոնավ օդում։ Տեխնիկայում թթվածինը ստանում են հեղուկ օդի կոտորակային թորմամբ և ջրի էլեկտրոլիզով։

Ստացումը[խմբագրել]

1. Բնության մեջ թթվածնի ահռելի ծախսը լրացնում է ֆոտոսինթեզի ռեակցիան, որը ընթանում է լույսի և քլորոֆիլի պայմաններում.

6CO2+6H2O=C6H12O6+6O2

2. Արտադրության մեջ թթվածինը ստացվում է օդից։ Օդը սովորական ճնշման տակ -200°С սառեցնելիս՝ վեր է ածվում բաց երկնագույն հեղուկի, ապա զգույշ տաքացնում են -195°С-ում անջատվում է ազոտը, իսկ -183°С-ում անջատվում է թթվածինը։ Գազային թթվածինը պահում են պողպատե գլանանոթներում (բալոններում) 10-15 ՄՊԱ ճնշման տակ 1 մմ սնդիկի սյան, որը հավասար է 133,3 Պա։

3. Լաբորատորիայում թթվածինը ստանում են թթվածին պարունակող բարդ նյութերի քայքայումից.

\mathrm{2\,BaO_2 \ \xrightarrow{700\,^{\circ}C} \ 2\, BaO + O_2}
~\mathrm{2H_2O\xrightarrow{NaOH^\circ }\ 2H_2 +O_2\uparrow}

2HgO=2Hg+O2

2H2O2=2H2O+O2

2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2
2KClO32KCl + 3O2↑ (Բերթոլեի աղ)

4K2Cr2O7=4K2CrO4+2CrO3+3O2

2KNO3=2KNO2+O2

Ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել]

Թթվածինը անգույն, անհամ, անհոտ գազ է։ Եռում է -183°С, պնդանում է -219°С։ Հեղուկ և պինդ վիճակում երկնագույն է, թթվածնի պարամագնիսական հատկությունը երևում է հեղուկ վիճակում։ Թթվածնի խտությունը 0°С, 101 ԿՊա ճնշման տակ հավասար է 1,43 գ/լ։ Թթվածինը ջրում վատ է լուծվում 20°С-ում 100 ծավալ ջրում լուծվում է 3 ծավալ թթվածին, 0°С-ում 5 ծավալ թթվածին։

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել]

1.Մետաղները և ոչմետաղները օքսիդանում են թթվածնով.

2Na+O2=Na2O2, ապա Na2O2+2Na=2Na2O

2Zn+O2=2ZnO

2Mg+O2=2MgO

S+O2=SO2

4Al+3O2=2Al2O3

2Cu+O2=2CuO

C+O2=CO2

4P+5O2=2P2O5

2.Թթվածնով օքսիդանում են նաև բարդ նյութերը.

2CO+O2=CO2

2SO2+O2=2SO3

Cu2O+O2=2CuO

CH4+2O2=CO2+2H2O

C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O

2C2H2+5O2=4CO2+2H2O

4NH3+3O2=2N2+6H2O

4NH3+5O2=4NO+6H2O

4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2

Կիրառումը[խմբագրել]

Ամենակարևորը թթվածինը նպաստում է այրմանը և շնչառությանը։ Այն մեծ չափով նպաստում է մետալուրգիական գործընթացներին՝ թուջի, պողպատի, ինչպես նաև գունավոր մետաղների (Cu,Zn,Sn,Au.....) արտադրության համար։ Բժշկության մեջ ծանր հիվանդներին տալիս են թթվածին։ Թթվածին ծախսվում է մետաղների կտրման և եռակցման ժամանակ, սուզանավերում, տիեզերանավերում, ջրի տակ աշխատող մարդկանց համար։

Այցելեք նաև[խմբագրել]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (en) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 387. — 671 с. — 100 000 экз.