Kyslík

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Kyslík
  [He] 2s2 2p4
16 O
8
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
↓ Periodická tabulka ↓
Kapalný kyslík
Kapalný kyslík
Obecné
Název, značka, číslo Kyslík, O, 8
Cizojazyčné názvy lat. Oxygenium
Skupina, perioda, blok 16. skupina, 2. perioda, blok p
Chemická skupina Nekovy
Koncentrace v zemské kůře 480000 ppm
Koncentrace v mořské vodě 857 000 mg/l
Vzhled Bezbarvý plyn
Identifikace
Registrační číslo CAS
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost 15,9994
Atomový poloměr 60 pm
Kovalentní poloměr 66 pm
Van der Waalsův poloměr 152 pm
Elektronová konfigurace [He] 2s2 2p4
Oxidační čísla −II, −I, +II
Elektronegativita (Paulingova stupnice) 3,44
Ionizační energie
První 1313,9 KJ/mol
Druhá 3388,3 KJ/mol
Třetí 5300,5 KJ/mol
Látkové vlastnosti
Krystalografická soustava Krychlová
Molární objem 17,36×10−6 m3/mol
Mechanické vlastnosti
Hustota 1,429 kg/m3
Skupenství Plynné
Tlak syté páry 1000 Pa při 61K
Rychlost zvuku 330 m/s
Termické vlastnosti
Tepelná vodivost 0,02658 W⋅m−1⋅K−1
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání −218,79 (54,36 K)
Teplota varu −182,95 (90,2 K)
Skupenské teplo tání 0,444 kJ/mol
Skupenské teplo varu 6,82 kJ/mol
Měrná tepelná kapacita 29,378 Jmol−1K−1
Elektromagnetické vlastnosti
Standardní elektrodový potenciál 1,23 V
Magnetické chování Paramagnetický
Oxygen spectre.jpg
Bezpečnost
Oxidující
Oxidující (O)
R-věty R8
S-věty S2, S17
Izotopy
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P
16O 99,76% je stabilní s 8 neutrony
17O 0,039% je stabilní s 9 neutrony
18O 0,201% je stabilní s 10 neutrony
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky
SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Dusík O Fluor

S

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 organismů na této planetě. Autorem jeho českého názvu je Jan Svatopluk Presl.[1] Při dýchání vzduchu o obsahu kyslíku větším 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[2][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 O 
2
  v superoxidech (KO2 superoxid draselný) a O 
3
  v ozonidech.

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 vzduchu nutnou pro spalování prakticky každého fosilního paliva (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 přebytečný uhlík, který je ve formě karbidu železa. Tento přebytečný uhlík spolu s dalšími příměsmi se odstraňuje spálením obvyle v tzv. konvertoru, a to vháněním vzduchu v Bessemerově a Thomasově konvertoru nebo vháněním čistého kyslíku do roztaveného železa v kyslíkovém konvertoru), kde za vysoké teploty taveniny dochází k oxidaci přítomného uhlíku na plynné oxidy, které odcházejí jako spaliny.
  • 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. http://www.rozhlas.cz/regina/slova/_zprava/dasik-vonik-ytrik-a-platik--161586
  2. 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]