Kyslík

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání



O

S

DusíkKyslíkFluor

[He] 2s2 2p4

16 O
8
↓Periodická tabulka prvků↓
Obecné
Název (lat.), značka, číslo Kyslík (Oxygenium), O , 8
Registrační číslo CAS 7782-44-7
Umístění v PSP 16 skupina,

2. perioda, blok p

Char. skupina Nekovy
Hmotnostní zlomekzem. kůře 480000 ppm
Konc. v mořské vodě 857 000 mg/l
Počet přírodních izotopů 3
Vzhled Bezbarvý plyn
Kapalný kyslík
Emisní spektrum
Atomové vlastnosti
Rel. at. hmotnost 15,9994 u
Atomový poloměr 60 pm
Kovalentní poloměr 66 pm
van der Waalsův poloměr 152 pm
Elektronová konfigurace [He] 2s2 2p4
Elektronů v hladinách 2, 6
Oxidační číslo -II, -I, +II
Fyzikální vlastnosti
Skupenství Plynné
Krystalová struktura Krychlová
Hustota 1,429 kg/m3
Kritická hustota {{{kritická hustota}}} g cm−3
Tvrdost (Mohsova stupnice)
Magnetické chování Paramagnetický
Měrná magnetická susceptibilita {{{magnetická susceptibilita}}}
Teplota tání -218,79 °C (54,36 K)
Teplota varu -182,95 °C (90,20 K)
Kritická teplota {{{kritická teplota c}}} °C ({{{kritická teplota k}}} K)
Teplota trojného bodu {{{teplota trojného bodu c}}} °C ({{{teplota trojného bodu k}}} K)
Teplota přechodu do supravodivého stavu {{{teplota supravodivosti}}}
Teplota změny krystalové modifikace {{{teplota změny modifikace}}}
Tlak trojného bodu {{{tlak trojného bodu}}} kPa
Kritický tlak {{{kritický tlak}}} kPa
Molární objem 17,36 · 10−6 m3/mol
Dynamický viskozitní koeficient {{{dynamický viskozitní koef.}}}
Kinematický viskozitní koeficient {{{kinematický viskozitní koef.}}}
Tlak nasycené páry 1000 Pa při 61K
Rychlost zvuku 330 m/s
Index lomu {{{index lomu}}}
Relativní permitivita {{{relativní permitivita}}}
Elektrická vodivost S·m−1
Měrný elektrický odpor
Teplotní součinitel el. odporu {{{součinitel elektrického odporu}}}
Tepelná vodivost 0,02658 W·m−1·K−1
Povrchové napětí {{{povrchové napětí}}}
Termodynamické vlastnosti
Skupenské teplo tání 0,444 kJ/mol
Specifické teplo tání {{{spec. teplo tání}}}
Skupenské teplo varu 6,82 kJ/mol
Specifické teplo varu {{{spec. teplo varu}}}
Molární atomizační entalpie {{{molární atomizační entalpie}}}
Entalpie fázové přeměny modifikace {{{entalpie fázové přeměny modifikace}}}
absolutní entropie {{{absolutní entropie}}}
Měrná tepelná kapacita 29,378 Jkg-1K-1
Molární tepelná kapacita {{{molární tepelná kapacita}}}
Spalné teplo na m³ {{{spalné teplo na m3}}}
Spalné teplo na kg {{{spalné teplo na kg}}}
Různé
Van der Waalsovy konstanty {{{van der Waalsovy konstanty}}}
Teplotní součinitel délkové roztažnosti {{{součinitel délkové roztažnosti}}}
Redoxní potenciál 1,23 V
Elektronegativita 3,44 (Paulingova stupnice)
Ionizační energie 1: 1313,9 KJ/mol
2: 3388,3 KJ/mol
3: 5300,5 KJ/mol
Iontový poloměr pm
Izotopy
izo výskyt t1/2 rozpad en. MeV prod.
16O 99,76% je stabilní s 8 neutrony
17O 0,039% je stabilní s 9 neutrony
18O 0,201% je stabilní s 10 neutrony
Bezpečnost
Symboly nebezpečí
Oxidující
Oxidující (O)
R-věty R8
S-věty S2, S17
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP.

Kyslík (chemická značka O, latinsky Oxygenium) je plynný chemický prvek, tvořící druhou hlavní složku zemské atmosféry. Je biogenním prvkem a jeho přítomnost je nezbytná pro existenci většiny živých organizmů na této planetě. Autorem jeho českého a slovenského názvu je Jan Svatopluk Presl.[zdroj?] Při dýchání vzduchu o obsahu kyslíku větší než 75% však dochází k většinou nenávratnému poškození plic.

Alotropie kyslíku[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Alotropické modifikace kyslíku.

Historie výzkumu kyslíku[1][editovat | editovat zdroj]

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti[editovat | editovat zdroj]

Kyslík je velmi reaktivní permanentní plyn, nezbytný pro existenci života na naší planetě. Slučování kyslíku s ostatními prvky se nazývá hoření, pokud je látka zahřátá na zápalnou teplotu. Jde prakticky vždy o exotermní reakci, která vede k uvolnění značného množství tepelné energie. Produkty hoření se nazývají oxidy (dříve kysličníky).

Výskyt v přírodě[editovat | editovat zdroj]

Na Zemi je kyslík velmi rozšířeným prvkem.

  • V atmosféře tvoří plynný kyslík 21 objemových %.
  • Voda oceánů, které pokrývají 2/3 zemského povrchu, je hmotnostně složena z 90 % kyslíku.
  • V zemské kůře je kyslík majoritním prvkem, je přítomen téměř ve všech horninách. Jeho obsah je odhadován na 46 – 50 hmotnostních %. V hlubších vrstvách zemského tělesa zastoupení kyslíku klesá a předpokládá se, že v zemském jádře je přítomen pouze ve stopách.

Ve vesmíru je zastoupení kyslíku podstatně nižší. Na 1 000 atomů vodíku zde připadá pouze jeden atom kyslíku.

Anorganické sloučeniny[editovat | editovat zdroj]

Ve svých sloučeninách se kyslík vyskytuje převážně v mocenství O-II, výjimečně pak jako O-I a O+Ia také O2-I v superoxidech (KO2 superoxid draselný).

Záporně dvojmocný kyslík je přítomen ve velmi široké škále sloučenin. Především jsou to oxidy, vlastnosti jednotlivých sloučenin jsou detailněji popsány v kapitolách příslušných jednotlivým prvkům.

Kyslík je přítomen ve většině anorganických kyselin a jejich solí. Z těch nejdůležitějších je možno jmenovat uhličitany (CO3)-II, křemičitany (SiO3)-II, sírany (SO4)-II, dusičnany (NO3)- a fosforečnany (PO4)-III.

Alkalicky sloučeny hydroxidy se vyznačují přítomnosti skupiny -OH. Mezi nejznámější patří hydroxid sodný NaOH, draselný KOH a vápenatý, hašené vápno Ca(OH)2.

Ve valenci O-I vystupuje kyslík v peroxidech, nejznámější z nich je bezesporu peroxid vodíku H2O2. Tato kapalná sloučenina má silné oxidační účinky a v praxi se používá ve formě svých vodných roztoků v medicíně pro desinfekci a v chemii jako oxidační činidlo. Peroxid sodný Na2O2 je pevná, hygroskopická látka, která nachází uplatnění jako velmi energetické oxidační činidlo.

Pouze fluor vykazuje větší elektronegativitu než kyslík a tvoří s ním několik fluoridů, v nichž se kyslík vyskytuje v mocenství O+I i O+II. Všechny fluoridy kyslíku jsou značně nestálé, přesto však existuje reálná možnost jejich využití jako raketového paliva.

Organické sloučeniny[editovat | editovat zdroj]

Kyslík se vyskytuje ve velkém množství organických látek. Řada těchto sloučenin je součástí všech živých organismů, protože kyslík patří mezi základní biogenní prvky. Základní skupiny organických sloučenin s obsahem kyslíku jsou:

Využití atmosférického kyslíku[editovat | editovat zdroj]

Jedná se o neviditelnou složku prakticky každého fosilního paliva obsaženou v ovzduší (technologická oxidace fosilních paliv)

Nežádoucí chemicko-technologický či fyzikálně chemický proces, koroze kovů je způsobená nežádoucí oxidací kovů a dalšími doprovodnými chemickými reakcemi.

Výroba a využití[editovat | editovat zdroj]

Kyslík se prakticky výlučně vyrábí destilací zkapalněného vzduchu. Vyrobený kyslík se uchovává buď ve zkapalněném stavu ve speciálních Dewarových nádobách (viz obrázek) nebo plynný v ocelových tlakových lahvích. Vzhledem k vysoké reaktivitě čistého kyslíku je nezbytné, aby se nedostal do přímého kontaktu s organickými látkami. Proto se žádné součásti aparatury pro uchovávání a manipulaci s kapalným nebo stlačeným kyslíkem nesmí mazat organickými tuky nebo oleji.

  • Kyslíkové koncentrátory jsou přístroje,které nepotřebují žádnou zásobu kyslíku v podobě lahví, ale umožňují vyvíjení vyšší koncentrace neomezeně, nebo dle nastavení.
  • V medicíně se čistý kyslík používá při operacích a traumatických stavech pro podporu pacientova dýchání a lepšímu okysličení organismu. Směsi kyslíku s inertními plyny slouží potápěčům k potlačení dekompresní nemoci. Je součástí i všech ostatních dýchacích plynů, které se používají pro potápění do velkých hloubek.
  • Také vysokohorští horolezci a letci se v nutných případech uchylují k dýchání čistého kyslíku. I piloti stíhacích letadel jsou vybaveni směsmi stlačených plynů, jejichž základní složkou je kyslík. To proto, že zvýšením koncentrace kyslíku se zvýší jeho parciální tlak a ulehčí se tak dýchání v řídké atmosféře a předejde vysokohorské nemoci.
  • Američtí astronauti programu Apollo dýchali také atmosféru z téměř čistého kyslíku, což umožnilo snížit tlak v kabině zhruba na třetinu běžné hodnoty a tak odlehčit její hermetickou konstrukci. To se ale stalo osudným posádce Apolla 1, která ve vysoce hořlavé atmosféře uhořela.
  • Při hoření směsi kyslíku s acetylenem lze dosáhnout teploty cca 3 150–3 200 °C. Proto se kyslíko-acetylenový plamen využívá k řezání oceli a tavení kovů s vysokým bodem tání, například platinových kovů.
  • Při výrobě oceli je nutné především odstranit z matrice železa uhlík. Tzv. Bessemerův způsob výroby spočívá ve vhánění čistého kyslíku do roztaveného železa v konvertoru (Bessemerův konvertor), kde za vysoké teploty taveniny dochází k oxidaci přítomného grafitického uhlíku na plynné oxidy, které z taveniny vytěkají.
  • Kapalný kyslík většinou slouží jako okysličovadlo raketových motorů při letech kosmických lodí.
  • Kyslík se používá jako jedna ze složek pro náplň některých typů palivových článků.

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Greenwood, N. N. – Earnshaw, A.: Chemie prvků. 1993.

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
  • Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
  • Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
  • N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

Logo Wikimedia Commons
Wikimedia Commons nabízí galerii k tématu
Logo Wikimedia Commons
Wikimedia Commons nabízí obrázky, zvuky či videa k tématu



Periodická tabulka chemických prvků
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
H (přehled) He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
 
*Lanthanoidy  La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
**Aktinoidy  Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
 
Skupiny prvků: Kovy · Nekovy · Polokovy | Blok s · Blok p · Blok d · Blok f