Tính chất của oxi

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

1. Tính chất vật lí

– Là chất khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí $({{d}_{{{O}_{2}}/kk}}\approx 1,1)$, chiếm 1/5 thể tích không khí.

– Nhiệt độ hóa lỏng ở -183^oC

– Ít tan trong nước

2. Trạng thái tự nhiên

– Oxi là nguyên tố hóa học phổ biến nhất (chiếm 49,4% khối lượng vỏ Trái Đất). Ở dạng đơn chất, khí oxi có nhiều trong không khí. Ở dạng hợp chất, nguyên tố oxi có trong nước, đường, quặng đất đá, cơ thể người, động vật, thực vật,…

– Oxi trong không khí là sản phẩm của quá trình quang hợp:

6CO₂ + 6H₂O $\xrightarrow{ánh\,sáng}$ C₆H₁₂O₆ + 6O₂

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Tác dụng với phi kim

– Oxi tác dụng với hầu hết phi kim, trừ F₂, Cl₂, Br₂, I₂

S + O₂ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ SO₂ (lưu huỳnh đioxit)

4P + 5O₂ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 2P₂O₅

C + O₂ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ CO₂

2. Tác dụng với kim loại

– Oxi tác dụng với hầu hết kim loại, trừ Au, Pt,…

4Na + O₂ → 2Na₂O

3Fe_(r) + 2O_{2 (k)} $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ Fe₃O_{4 (r)}

3. Tác dụng với hợp chất

– Khí metan (có trong khí bùn ao, khí bioga) cháy trong không khí do tác dụng với khí oxi, tỏa nhiều nhiệt:

CH_{4 (k)} + 2O_{2 (k)} $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ CO_{2 (k)} + 2H₂O_(hơi)  

Kết luận: Oxi là một đơn chất rất hoạt động, đặc biệt ở nhiệt độ cao dễ tham gia phản ứng hóa học với nhiều phi kim, kim loại và hợp chất. Trong các hợp chất, nguyên tố oxi chỉ có hóa trị II.

III. ĐIỀU CHẾ

1. Trong phòng thí nghiệm

– O₂ điều chế bằng phản ứng phân hủy những hợp chất giàu oxi và không bền nhiệt như KMnO₄, KClO₃, H₂O₂,…

2KMnO₄ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

2KClO₃ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 2KCl + 3O₂

2. Trong công nghiệp

– Chưng cất phân đoạn không khí lỏng

– Điện phân nước: 2H₂O → 2H₂ + O₂