Oxygen là gì? Ký hiệu, tính chất và cách điều chế khí Oxi

Oxygen là gì? Khí Oxy có vai trò như thế nào trong đời sống? Oxi có ý nghĩa thế nào? Khí Oxygen ký hiệu là gì? Oxi là một chất khí cực kỳ quen thuộc với mỗi chúng ta. Nó đã đóng góp vào duy trì sự sống cũng như vào các ngành công nghiệp sản xuất hiện nay

Tuy nhiên nhiều người vẫn có thắc mắc về các tính chất của khí oxi thế nào? Quy trình điều chế ra sao? Vậy hôm nay hãy để Khôi Nguyên Effect giải đáp các thắc mắc trên cho bạn đọc. Cùng theo dõi nhé!

Oxygen là gì?

Oxygen hay gọi oxi (ôxy); dưỡng khí là một nguyên tố hóa học có ký hiệu O và số hiệu nguyên tử 8. Nó là một thành viên của nhóm chalcogen trong bảng tuần hoàn, một phi kim phản ứng mạnh và là một chất oxy hóa dễ tạo oxide với hầu hết các nguyên tố cũng như với các hợp chất khác. Sau hydro và heli, oxy là nguyên tố phong phú thứ ba trong vũ trụ tính theo khối lượng.

Oxi là một chất khí có tính chất khá đặc biệt không màu, không mùi, không vị rất khó để nhận ra bằng mắt thường và có ở xung quanh chúng ta trên bầu khí quyển, trong không khí.

O2 được sinh ra nhờ quá trình quang hợp của các xanh vào ban ngày vì thế càng nhiều cây xanh lượng khí o2 sạch càng nhiều hơn.

O2 còn là chất khí giúp duy trì sự sống trên trái đất, chất khí này thể hiện sự sống còn và tồn tại của con người và các loại động, thực vật trên trái đất. Chính vì thế mà o2 là một chất khí cực kì quan trọng và không thể thiếu được.

Oxi có nghĩa là gì?

Oxi có nghĩa là đang chỉ tới chất khí dùng để hô hấp cho tất cả động vật sống trên trái đất, trong đó có cả con người. Oxy liên tục được bổ sung trong bầu khí quyển của Trái đất bằng quá trình quang hợp, sử dụng năng lượng của ánh sáng mặt trời để tạo ra oxy từ nước và carbon dioxide

Oxygen ký hiệu là gì?

Oxygen ký hiệu là O. Và có ký hiệu O và số hiệu nguyên tử 8

Oxygen là chất gì?

Oxygen là chất khí chiếm thể tích thứ 2 trong không khí sau nitơ N2 (gần 21% thể tích trong không khí).

Oxy là một nguyên tố phi kim hoạt động rất mạnh. Ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn, oxy là chất khí không màu, không mùi, không vị, có công thức phân tử O2

Oxi có tác dụng gì?

Oxi có tác dụng cực kì quan trọng không thể thiếu đối với quá trình hô hấp của người và động vật. Oxi có khả năng kết hợp với hemoglobin trong máu, nhờ thế nó có thể đi nuôi tế bào cơ thể người và động vật. Oxi oxi hoá các chất thực phẩm ở trong cơ thể tạo năng lượng cho cơ thể hoạt động.

Oxi cũng được dùng nhiều trong công nghiệp hóa chất, luyện thép, hàn cắt kim loại (đèn xì axetylen), sản xuất rượu….

Oxi còn được gọi là dưỡng khí, vì nó được dùng trong y tế để làm chất duy trì hô hấp, hoặc dùng trong các bình lặn của thợ lặn, ngoài ra còn dùng để cung cấp cho phi công trong những trường hợp không khí loãng,…

Một vài thông tin khác về Oxy

Trong bảng tuần hoàn Oxygen thuộc nhóm chalcogen, đây là một nguyên tố cần thiết trong quá trình đốt cháy.

• Oxygen là một nguyên tố hóa học phong phú nhất trong lớp vỏ Trái Đất.
• Oxygen có số hiệu nguyên tử là 8.
• Được ký hiệu là O.
• Oxygen có khối lượng trung bình là: 15.994.
• Mật độ trung bình khoảng: 0, 001429 gam/ cm³.
• Ở nhiệt độ phòng Oxygen ở thể: khí.
• Oxygen có điểm nóng chảy là: -218, 79°C.
• Oxygen có điểm sôi là: -182, 95°C.
• Oxygen có cấu hình electron là: 1s²2s²2p4.

Đồng vị của oxy

Oxy nguyên tố có dạng thù hình phổ biến nhất là dioxygen (O2), tiếp theo là Trioxygen (O3) thường được gọi là ozon.

Ở thượng tầng khí quyển, khi O2 kết hợp với oxy nguyên tử được sinh ra bằng cách phân tách O2 từ bức xạ cực tím UV sẽ tạo ra ozone.

Trong tự nhiên Oxi có một số đồng vị như: Oxy-16, Oxy-17, Oxy-18. Cả ba đồng vị này đều ổn định.

• Oxy-16 có 8 proton và có 8 neutron. Đây cũng là đồng vị có nhiều oxy nhất chiếm khoảng 99,762%.
• Oxy-17 có 8 proton và có 9 neutron.
• Oxy-18 có 8 proton và có 10 neutron.

Tính chất của Oxygen

Về cơ bản Oxy mang các tính chất vật lý và hóa học như sau:

Tính chất vật lý của Oxy

Một vài tính chất vật lý của Oxy có thể kể tới như:

• Oxy thường tồn tại ở dạng khí, không màu, không mùi, không vị và rất cần thiết đối với các sinh vật sống. Tuy nhiên, chúng cũng có khả năng tồn tại ở cả dạng lỏng và rắn. Khi ở dạng lỏng và rắn, chúng có màu xanh nhạt.
• Oxi có thể hòa tan dễ dàng trong nước lạnh và oxi lỏng có tính thuận từ mạnh.
• Ngoài ra, chúng có thể chuyển từ thể khí sang lỏng khi ở nhiệt độ 182,96 độ C và sau đó hóa rắn hoặc đông lạnh ở nhiệt độ -218,4 độ C.
• Bên cạnh đó, oxy có khối lượng trung bình là 15.994.

Tính chất hóa học của Oxi

Oxy có tính phản ứng và có khả năng tạo thành oxit cùng tất cả các nguyên tố khác trừ argon, helium, neon và krypton

• Phản ứng với phi kim:
  • Oxi phản ứng với C tạo thành CO2: C + O2 --> CO2
  • Oxi phản ứng với S tạo thành SO2: S + O2 --> SO2
  • C + O2 → CO2 (Điều kiện: nhiệt độ cao).
• Phản ứng với kim loại:
  • Oxi xảy ra phản ứng với sắt tạo ra oxit sắt (hình thành gỉ sắt). Tuy nhiên, cũng tùy vào từng điều kiện giàu oxi không mà nó tạo ra Fe2O3, FeO, Fe3O4…
  • Ví dụ: 3Fe + 2O2 → Fe3O4 (Điều kiện: nhiệt độ cao).
• Phản ứng cháy:
  • Chúng tham gia vào phản ứng cháy của hầu hết các chất như CO, CH4, C2H5OH…
  • CH4 + 2O2 --> CO2 + 2H2O
• Oxygen + hợp chất:
  • CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O (Điều kiện: nhiệt độ cao).
  • CO + O2 → 2CO2
  • C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

Ozon là gì?

Ozon kí hiệu là O, đây chính là một phần tử có trong tầng ozon của tầng bình lưu. O3 có khả năng hấp thụ hầu hết các bức xạ tia cực tím từ Mặt Trời. Ozon là một dạng thù hình của Oxi.

Tính chất vật lý của Ozon

• Thể khí, mùi đặc trưng, có màu xanh nhạt.
• Khí Ozon sẽ hóa lỏng ở -112°C và có màu xanh đậm.
• Ozon tan nhiều trong nước hơn Oxi.

Tính chất hóa học của Ozon

Ozon có tính chất hóa học mạnh hơn Oxi. Nó Oxi hóa hầu hết các kim loại trừ (Ag và Pt),phi kim, các hợp chất vô cơ và hữu cơ. Trong không khí có chứa một lượng nhỏ Ozon, Ozon có tác dụng làm cho không khí trong lành nhưng nếu có Ozon lượng lớn sẽ gây nguy hại cho con người.

Ozon được dùng để khử trùng các thiết bị y tế, chữa bệnh sâu răng, khử trùng nước sinh hoạt.

Phương pháp điều chế Oxy

Để điều chế oxygen, người ta thường áp dụng hai phương pháp sau:

Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm, khí oxi được điều chế bằng cách phân hủy những hợp chất giàu oxi và ít bền đối với nhiệt như KMnO4 (rắn), KClO3 (rắn)…

Khi phân hủy, các muối giàu oxy như clorat, permanganat và nitrat sẽ giải phóng oxi. Đồng thời, chất xúc tác MnO2 cũng được sử dụng để tăng tốc độ phân hủy

2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 (Điều kiện: Nhiệt độ)

Khi phân hủy nhiệt, các muối giàu oxy như permanganat, nitrat và clorat giải phóng oxy. Chất xúc tác MnO2 thường được ưu tiên sử dụng để tăng tốc độ phân hủy clorat của natri và kali.

2KClO3 (t°) → 2KCl + 3O2

Sản xuất oxi trong công nghiệp

Có 3 cách để sản xuất oxi trong công nghiệp đó là sản xuất từ không khí và từ nước.

• Chưng chất phân đoạn không khí hóa lỏng: Nitơ chiếm 78% không khí có nhiệt độ sôi thấp hơn nên sẽ sôi trước để lại oxy nguyên chất. Điểm sôi của nitơ, oxy lần lượt là: -196 độ C, -183 độ C. Sau khi loại bỏ bụi và các hạt rắn khác, không khí đã lọc được làm mát đến –200°C (không khí hóa lỏng). Tiếp đó, chúng được đưa xuống đáy của cột phân đoạn. Đầu tiên, khi hơi nước ngưng tụ và được loại bỏ bằng các bộ lọc hấp thụ. Ở nhiệt độ -196 độ C, nitơ hóa lỏng và được tách ra khỏi không khí. Sau đó, ở nhiệt độ -183 độ C, oxi tiếp tục hóa lỏng và được chiết ra ngoài.
• Hấp thụ: Cho không khí đi qua các sàng phân tử zeolit ​​để hấp thụ nitơ và chúng ta thu được 90-93% oxy tinh khiết.
• Sản xuất oxi từ nước: Tiến hành điện phân nước (nước có hòa tan một lượng nhỏ H2SO4 hoặc NaOH để tăng tính dẫn điện của nước), chúng ta thu được khí oxi ở cực dương và khí hidro ở cực âm. PTHH như sau: 2H2O → (điện phân) 2H2 + O2 (k)

Oxy tồn tại trong đời sống

Thực tế thì OXY tồn tại xung quanh chúng ta, nó gắn liền với đời sống con người:

Quang hợp và hô hấp

Oxi trong tự nhiên dược sinh do phân giải nước trong quá trình cây cối quang hợp dưới tác động của ánh sáng mặt trời.

Theo các nghiên cứu cho rằng trong môi trường biển chứa các tảo lục và cyanobacteria cung cấp khoảng 70% oxi cho trái đất, phần còn lại là các thực vật ở trên đất liền… Tuy nhiên một số nghiên cứu khác cho rằng oxy được tạo ra trong tự nhiên chỉ chiếm 45%.

Nhìn chung thì lượng oxi của trái đất được sinh ra chủ yếu là nhờ thực vật, chính vì thế nên hạn chế việc khai thác cây cối đặc biệt là cây lâu năm và nên duy trì trồng nhiều cây xanh.

Hàm lượng Oxi trong cơ thể

Trong cơ thể con người cũng như động vật phần oxi nằm trong xương sống khi còn sống chiếm tỉ lên cao nhất trong hệ hô hấp, giảm dọc theo hệ động mạch và mô ngoại vi, hệ tĩnh mạch,…

Oxi phải luôn được cấp đủ cho cơ thể con người cũng như động vật. Nếu không có oxi trong khoảng 15 phút hoặc ít hơn thì mọi sự sống trên trái đất sẽ mất.

Đối với con người khi thiếu oxi sẽ khiến da nhanh bị lão hóa, khô, nhiễm khí độc bên ngoài vào da gây nếp nhăn, khiến khó hô hấp, thở gấp, mệt, hoa mắt chóng mặt gây nguy hiểm đến tính mạng cảu cong người. Chính vì vậy không nên ở không gian kín quá lâu vì dễ thiếu oxi gây ra xấu da, ảnh hưởng đến não bộ,…

Ứng dụng của Oxygen

Oxygen là nguyên tố quan trọng và cần thiết đối với con người, dưới đây là những ứng dụng nổi bật phải kể đến của chúng.

Sinh học

Oxy đóng vai trò quan trọng tham gia vào quá trình sinh lý và sinh hóa khác nhau.

Chúng là nguyên tố phong phú nhất trong cơ thể con người chiếm đến 65%, tiếp đến là cacbon (18,5%), hydro (9,5%), nitơ (3,2%), canxi (1,5%) và phốt pho (1%).

Hô hấp

Đối với con người và động vật có xương sống trên cạn, O2 thường xâm nhập vào cơ thể qua phổi. Sau đó, chúng liên kết với hemoglobin của các tế bào hồng cầu, để đưa đến các bộ phận khác trong cơ thể.

Sau khi O2 tách ra khỏi hemoglobin và đi vào các mô bằng cách khuếch tán. Khí cacbonic được đưa đến phổi để thải ra ngoài.

Thông qua quá trình hô hấp tế bào, Oxy đi vào tế bào sẽ được ti thể sử dụng để tạo ra ATP. Chúng tham gia và hoạt động như chất nhận điện tử cuối cùng trong chuỗi vận chuyển điện tử trong quá trình phosphoryl hóa oxy hóa. Phản ứng của quá trình hô hấp tế bào là:

• C6H12O6+ 6O2 → 6CO2 + 6 H2O + 2880 kJ / mol

Quá trình này được mô tả là hiếu khí, bởi cúng sử dụng oxy. Với sự hiện diện của oxi, quá trình hô hấp tế bào đạt hiệu quả hơn khoảng 10 lần trong việc tạo ra ATP.

Chức năng miễn dịch

Hydrogen peroxide, các ion superoxide và oxy đơn là một số ROS xuất hiện tự nhiên như các sản phẩm phụ của việc sử dụng oxy.Chúng được dùng với mục đích tiêu diệt mầm bệnh nên có khả năng miễn dịch.

Quang hợp

Đối với các sinh vật quang dưỡng như tảo lục, thực vật và vi khuẩn lam, việc tạo ra oxy thường thông qua quá trình quang hợp.

• 6CO2 + 6H2O + photon → C6H12O6 + 6O2

Để tạo ra glucozo và O2, cacbon đioxit, nước và photon là những thành phần cần thiết. Sau đó, oxy cuối cùng sẽ được giải phóng vào khí quyển.

Liệu pháp oxy

Oxy đóng vai trò quan trọng trong điều trị và quản lý các mô thiếu máu cục bộ.

Người ta thường sử dụng oxy để điều trị y tế, đồng thời dùng để điều trị các tình trạng suy giảm khả năng hấp thụ oxy, chẳng hạn như khí phế thũng và viêm phổi.

Tuy nhiên, oxy có thể gây độc ở áp suất riêng phần cao (<50 kilopascal). Chúng có thể gây ra các vấn đề sức khỏe và co giật.

Trong công nghiệp

Oxy chủ yếu được ứng dụng để sản xuất kim loại, đặc biệt là thép và sản xuất hóa chất.

Đồng thời, chúng cũng được dùng để khử trùng thiết bị y tế, khử trùng nước hoặc tẩy trắng hàng dệt và bột giấy.

Một số câu hỏi vận dụng

1. Phát biểu nào sau đây chưa chính xác?

A. Oxi là chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước.

B. Oxi ít tan trong nước, hóa lỏng khi bị nén ở áp suất thấp và nhiệt độ thấp.

C. Oxi có dạng thù hình là Ozon.

D. Oxi ít tan trong nước, hơi nặng hơn không khí.

Đáp án đúng: B

2. Sản xuất Oxi từ không khí bằng cách nào?

A. Hóa lỏng không khí.

B. Chưng cất phân đoạn không khí.

C. Chưng cất không khí.

D. Chưng cất phân đoạn không khí lỏng.

Đáp án đúng: D.

3. Phản ứng nào dưới đây không xảy ra?

A. 2Mg + O2 → 2MgO.

B. 4P + 5O2 → 2P2O5.

C. 2Cl2 + 7O2 → 2Cl2O7.

D. C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O.

Đáp án đúng: C.

4. Khí nào sau đây duy trì sự sống?

A. N2

B. O2

C. Cl2.

D. CO2.

Đáp án đúng: O2.

5. Nguyên nhân làm cho nước Ozon có thể bảo quản hoa quả lâu ngày là gì?

A. Ozon là một khí độc.

B. Ozon có tính tẩy màu.

C. Ozon độc và dễ tan trong nước.

D. Ozon có tính oxi hóa mạnh, khả năng sát trùng cao, dễ tan trong nước.

Đáp án đúng: D.

Trên đây là thông tin về Oxygen là gì? mà Khôi Nguyên Effect đã tổng hợp. Hy vọng qua nội dung trên bạn đã hiểu rõ được chất khí này

Nếu quan tâm tới các thông tin khác thì hãy đón đọc bài viết mới của chúng tôi nhé!