Кисень був відкритий \(1774\) року Джозефом Прістлі. Науковець досліджував гази, що утворюються внаслідок розжарювання різних речовин сонячними променями, сфокусованими за допомогою лінзи.
Для одержання кисню Прістлі прожарював меркурій(\(II\)) оксид в пробірці, наповненій ртуттю, унаслідок чого виділявся кисень:
.
Цю реакцію не проводять у шкільних умовах через високу токсичну дію парів ртуті.
Методи одержання кисню
- У лабораторії кисень отримують розкладанням деяких оксигеновмісних речовин. Збирають його витісненням води або повітря.
Реакції, під час яких з однієї складної речовини утворюються кілька речовин, називають реакціями розкладу.
1. Розкладання калій перманганату (марганцівки) при нагріванні. За нагрівання до \(230\) °С фіолетово-чорні блискучі кристали калій перманганату розкладаються:
.
Під час розкладання калій перманганат дуже розтріскується, тому в пробірку слід помістити ватяний тампон для запобігання потраплянню часточок твердих речовин у газовідвідну трубку.
Під час розкладання калій перманганат дуже розтріскується, тому в пробірку слід помістити ватяний тампон для запобігання потраплянню часточок твердих речовин у газовідвідну трубку.
2. Розкладанні бертолетової солі (відкритої Клодом Луї Бертолле). За нагрівання бертолетова сіль спочатку плавиться (\(357\) °С), а за температури близько \(400\) °С починає виділятися безбарвний газ:
.
Для прискорення цього процесу до бертолетової солі можна додати невелику порцію порошку манган(\(IV\)) оксиду : кисень починає виділятися за значно нижчої температури (≈ \(200\) °С). Манган(\(IV\)) оксид у цій реакції не витрачається, він лише прискорює її.
Такі речовини називають каталізаторами, а явище пришвидшення реакції — каталізом.
Аби підкреслити, що каталізатор потрібний лише для пришвидшення реакції, у хімічних рівняннях формули каталізаторів записують як умову здійснення над знаком «дорівнює»:
Такі речовини називають каталізаторами, а явище пришвидшення реакції — каталізом.
Каталізатори — це речовини, які змінюють швидкість хімічної реакції, проте самі в ній не витрачаються.
3. Розкладання гідроген пероксиду у присутності каталізатору. Гідроген пероксид — нестійка речовина, він розкладається навіть за кімнатної температури (дуже повільно). За нагрівання розкладання дещо пришвидшується. Але якщо до розчину гідроген пероксиду додати дрібку манган(\(IV\)) оксиду, то реакція відбувається так швидко, що рідина ніби «закипає» — це виділяється кисень:
.
Після реакції в пробірці залишається суміш води та манган(\(IV\)) оксиду. Цю суміш легко розділити фільтруванням. У цій реакції є каталізатором, тож не витрачається під час її перебігу. У цьому легко впевнитися, якщо відфільтрований манган(\(IV\)) оксид знову додати до гідроген пероксиду для розкладання його нової порції.
4. Електроліз води. Під дією постійного електричного струму вода розкладається на дві прості речовини — кисень і водень. Цей процес називають електролізом:
.
Електроліз води відбувається повільно й потребує значних витрат електрики, але одержаний кисень є досить чистим, тому подеколи цей метод є доцільним.
5. Можна отримати кисень і при розкладі деяких інших речовин, наприклад нітратів , , тощо:
;
.
У промислових масштабах кисень отримують або електролізом води, або з повітря. Для цього повітря при підвищеному тиску охолоджують і перетворюють в рідину. Потім рідке повітря нагрівають. Спочатку виділяється азот (температура кипіння \(–196\) °С). Рідкий кисень залишається, оскільки його температура кипіння вище (\(–183\) °С). Зберігають рідкий кисень у стальних балонах блакитного кольору.
Вільний кисень нашої планети утворився і зберігається завдяки процесу фотосинтезу, який здійснюється зеленими частинами рослин:
Джерела:
Хімія: підруч. для 8-го кл. закл. заг. серед. освіти / Григорович О., Недоруб О. — Київ, Харків: Ранок, 2025. с. 69-82.
Хімія: підруч. для 8-го кл. закл. заг. серед. освіти / Ярошенко О., Коршевнюк Т. — Київ: Оріон, 2025. с. 76-81.
Хімія: підруч. для 8-го кл. закл. заг. серед. освіти / Мідак Л., Кузишин О., Пахомов Ю., Буждиган Х. — Тернопіль: Астон, 2025. с. 98-104.
Хімія: підруч. для 8-го кл. закл. заг. серед. освіти / Попель П., Крикля Л. — Київ: Академія, 2025. с. 30-38.
Хімія: підруч. для 8-го кл. закл. заг. серед. освіти / Лашевська Г. — Київ: Літера ЛТД, 2025. с. 59-72.