Хімічні властивості кисню. Реакції сполучення

Хімічні властивості кисню

За звичайних умов кисень реагує з обмеженим числом речовин, але з підвищенням температури він реагує майже з усіма металами, а також більшістю неметалів, утворюючи складні речовини – оксиди:

Е – умовний символ неметалічного елемента (S, P, N, H, Si, C);
Ме – умовний символ металічного елемента (K, Na, Zn, Ba, Mg, Fe, Al, Li, Ca та інші).

Взаємодія кисню з неметалами

1. Взаємодія кисню з Фосфором ( Р )

У залізну ложечку наберемо червоного фосфору і внесемо у полум’я спиртівки. Коли фосфор загориться – винесемо ложечку з полум’я: спостерігаємо процес горіння фосфору на повітрі.

У посудину з киснем внесемо залізну ложечку із запаленим фосфором. Утворюється густий білий дим. Це – тверді частинки нової речовини фосфор оксиду. Якщо після закінчення досліду в посудину внести жевріючу скіпку, то виявиться, що кисню в посудині більше немає.

Відбулася реакція між киснем і фосфором.

Щоб написати рівняння цієї реакції, необхідно знати формули речовин, які взаємодіють (реагентів) і речовин, які утворюються (продуктів реакції). Формули реагентів нам відомі: фосфор – Р і кисень – О₂, а ось формулу продукту реакції потрібно скласти.

Неважко зрозуміти, що до складу утвореного оксиду входять лише два елементи: Фосфор і Оксиген.

Оскільки, валентність Фосфору – V, а Оксигену – II, то формула оксиду – P₂O₅. Рівняння реакції матиме такий вигляд:

4Р + 5О₂ = 2Р₂О₅ (фосфор(V) оксид).

Рис. Горіння фосфору в кисні.

1. Взаємодія кисню з вугіллям ( С )

Покладемо в залізну ложечку шматочок вугілля і внесемо у посудину з киснем. Холодне вугілля не взаємодіятиме з киснем. Але якщо його розжарити, а потім внести у посудину з киснем, то відбуватиметься інтенсивне горіння. Щоб скласти формулу добутого карбон оксиду, міркуємо так: оскільки валентність Карбону змінна (II, IV), а Оксигену – стала (ІІ), то можливе утворення двох речовин: СО і СО₂.

Щоб з’ясувати, яка з речовин (СО чи СО₂) утворилась, додамо вапняної води у посудину, в якій горіло вугілля, і збовтаємо її. Якщо спостерігається помутніння, то у посудині утворився вуглекислий газ (СО₂). Тому реакцію горіння вугілля записуємо у вигляді:

С + О₂ = СО₂ (карбон(ІV) оксид).

Рис. 70. Горіння вугілля на повітрі і в кисні.

1. Взаємодія кисню з Сіркою ( S )

Покладемо у залізну ложечку шматочок сірки і внесемо в полум’я спиртівки. Коли сірка загориться, винесемо ложечку з полум’я: спостерігаємо процес горіння і відмічаємо запах виділеного газу. На повітрі сірка горить невеликим синюватим полум’ям. Опустимо ложечку із запаленою сіркою в кисень. Сірка розгоряється гарним, синім полум’ям, при цьому утворюється газ із різким запахом – сульфур(IV) оксид:

S + O₂ = SO₂ (сульфур(ІV) оксид).

Рис. 71. Горіння сірки на повітрі і в кисні.

Взаємодія кисню з металами

Кисень взаємодіє з металами. Одні метали в кисні горять як от залізо, магній, а інші – окиснюються.

1. Взаємодія кисню з Магнієм ( Mg )

Насипаємо на металічну пластину порошок магнію. Вставляємо в утворену купку порошку 3 головки сірників і запалюємо їх: магній горить на повітрі яскравим засліплюючим полум’ям з виділенням теплоти і світла. Цю реакцію використовують у фейєрверках.

Рис. 72. Горіння магнію.

1. Взаємодія міді й алюмінію з киснем

Мідна спіраль у кисні розжарюється, але не горить, а покривається чорним нальотом купрум(ІІ) оксиду: 2Cu + O₂ = 2CuO (купрум(ІІ) оксид).

На відміну від міді, алюміній реагує з киснем навіть без нагрівання, з утворенням на своїй поверхні надзвичайно тонкої та стійкої оксидної плівки: 4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃ (алюміній оксид).

Аналогічно взаємодіють з киснем й інші прості речовини. Хімічні реакції кисню з простими речовинами відносять до реакцій окиснення, а утворені речовини – до оксидів.

Під час взаємодії кисню з простими речовинами відбувається сполучення їхніх структурних частинок з молекулами кисню:

Реакцією сполучення називається така хімічна реакція, в результаті якої з двох або кількох простих чи складних речовин утворюється одна складна речовина.