Lý thuyết chung về oxi - ozon

A. Oxi

I. Vị trí và cấu tạo

- O (Z = 8): $1{{\text{s}}^{2}}2{{\text{s}}^{2}}2{{p}^{4}}$ : thuộc nhóm VIA, chu kì 2

- Công thức cấu tạo : O = O

- Công thức phân tử khí oxi:  ${{O}_{2}}$

II. Tính chất vật lí

- Khí oxi không màu, không mùi, không vị, hơi nặng hơn không khí  $(d=\frac{32}{29}\approx 1)$

- Oxi ít trong nước. Độ tan của khí oxi ở ${{20}^{0}}C$, 1atm là 0,0043 gam trong 100 gam ${{H}_{2}}O$.

III. Tính chất hóa học

Oxi có tính oxi hóa mạnh

1. Tác dụng với kim loại

VD: $2Mg+{{O}_{2}}\to 2MgO$

2. Tác dụng với phi kim

VD: $C+{{O}_{2}}\to C{{O}_{2}}$

3. Tác dụng với hợp chất

VD: $2\mathop C\limits^{ + 2} O + \mathop {{O_2}}\limits^0 \xrightarrow{{{t}^{o}}}2\mathop C\limits^{ + 4} \mathop {{O_2}}\limits^{ - 2} $

       $\mathop {{C_2}}\limits^{ - 2} {H_5}OH + 3\mathop {{O_2}}\limits^0 \xrightarrow{{{t}^{o}}}2\mathop C\limits^{ + 4} \mathop {{O_2}}\limits^{ - 2} + 3{H_2}\mathop O\limits^{ - 2} $

IV. Ứng dụng

Oxi có vai trò quyết định đối với sự sống của người và động vật.

V. Điều chế

1. Điều  chế oxi trong phòng thí nghiệm

Khí oxi được điều chế bằng các phân hủy hợp chất giàu oxi và ít bền nhiệt như $KMn{{O}_{4}}$, $KCl{{O}_{3}}$ (rắn)

VD: $2KMn{{O}_{4}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}{{K}_{2}}Mn{{O}_{4}}+Mn{{O}_{2}}+{{O}_{2}}\uparrow $

2. Sản xuất oxi trong công nghiệp

- Từ không khí : Chưng cất phân đoạn không khí thu được oxi

- Từ nước: Điện phân nước (nước có hòa tan một ít ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$ hoặc NaOH để tăng tính dẫn điện của nước)

$2{{H}_{2}}O\xrightarrow{dien\,phan}2{{H}_{2}}\uparrow +\,\,{{O}_{2}}\uparrow $

B. OZON

1. Công thức và tính chất vật lý

- Công thức phân tử: ${{O}_{3}}$

- Ozon là một dạng thù hình của oxi

- Khí ozon màu xanh nhạt, mùi đặc trưng, hóa lỏng ở $-{{112}^{0}}C$. Khí ozon tan nhiều trong nước hơn oxi

2. Tính chất hóa học

- Ozon có tính oxi hóa rất mạnh và mạnh hơn oxi.

- Ozon oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt), nhiều phi kim và hợp chất vô cơ, hữu cơ.

- Điều kiện thường, oxi không oxi hóa được bạc và ${{I}^{-}}$ (trong dung dịch) nhưng ozon thì có phản ứng

$2\text{A}g+{{O}_{3}}\to A{{g}_{2}}O+{{O}_{2}}$

$2K\mathop I\limits^{ - 1}  + \mathop {{O_3}}\limits^0  + {H_2}O \to \mathop {{I_2}}\limits^0  + 2K\mathop O\limits^{ - 2} H + \mathop {{O_2}}\limits^0 $

3. Ozon trong tự nhiên

- Ozon được tạo thành trong khí quyển khí có sự phóng điện  (tia chớp, sét).

$3{{\text{O}}_{2}}\xrightarrow{uv}2{{\text{O}}_{3}}$

- Trên mặt đất ozon được sinh ra do sự oxi hóa một số chất hữu cơ

- Tầng ozon hấp thụ tia tử ngoại từ tầng cao của không khí, bảo vệ con người và các sinh vật trên mặt đất tránh được tác hại của tia này

4. Ứng dụng

- Không khí chiếm 1 lượng rất nhỏ ozon (dưới 1 phần triệu theo thể tích) có tác dụng làm không khí trong lành. Nhưng với một lượng lớn hơn sẽ có hại cho con người

- Trong công nghiệp, người ta dung ozon để tẩy trắng tinh bột, dầu ăn và nhiều vật phẩm khác

- Trong y học, ozon được dùng để chữa sâu rang

- Trong đời sống, người ta dùng ozon để sát trùng nước sinh hoạt