2. Физические и химические свойства
Физические свойства. При обычных условиях кислород — газ без цвета и запаха, слаборастворимый в воде (в 1 объеме воды при 0 град. С растворяется 5, а при 20 град. С — 3 объема кислорода). В других растворителях его растворимость также незначительна.
При атмосферном давлении кислород сжижается при -183 град. С, а затвердевает при -219 град. С. В жидком и твердом состояниях кислород окрашен в голубой цвет, он обладает магнитными свойствами.
Химические свойства. Кислород относится к активным неметаллам. Во всех соединениях, кроме соединений с фтором и пероксидов, он имеет степень окисления -2, (в соединениях с фтором кислород проявляет степень окисления +2, а в пероксидных соединениях степень его окисления равна -1 или даже дробному числу. Это объясняется тем, что в пероксидах 2 или несколько атомов кислорода соединены друг с другом).
Кислород взаимодействует со всеми металлами, за исключением золота и платиновых металлов (кроме осмия), образуя оксиды:
2 Мg + О2 = 2 MgО (оксид магния);
4 Аl + 3 О2 = 2 Аl2O3 (оксид алюминия).
Ряд металлов, кроме основных оксидов, образует амфотерные (ZnО, Сr2О3, Аl2О3 и др.) и даже кислотные (СrО3, Мn2О7 и др.) оксиды.
Он взаимодействует также со всеми, кроме галогенов, неметаллами, образуя кислотные или несолеобразующие (индифферентные) оксиды:
S + О2 = SО2 (оксид серы (IV));
4 Р + 5 O2 = 2 Р2О5 (оксид фосфора (V));
N2 + О2 = 2 NО (оксид азота (II)).
Оксиды золота и платиновых металлов получают разложением их (гидроксидов, а кислородные соединения галогенов — осторожным обезвоживанием их кислородсодержащих кислот).
В кислороде и на воздухе легко окисляются (сгорают или тлеют) многие неорганические и органические вещества. Из неорганических веществ, кроме металлов и неметаллов, с кислородом реагируют все соединения металлов с неметаллами, за исключением хлоридов и бромидов:
СаН2 + O2 = СаО + Н2О;
2 ZnS + 3 O2 = 2 ZnО + 2 SO2;
Мg3Р2 + 4 O2 = Мg3(РО4)2;
Са2Si + 2 O2 = Са2SiО4;
4 КI + O2 + 2 Н2О = 4 КОН + I2.
Из органических соединений с кислородом взаимодействуют почти все, кроме полностью фторированных углеводородов (фреонов), а также хлор- и бромпроизводных с большим содержанием хлора или брома (хлороформ, тетрахлорид углерода, полихлорэтаны и аналогичные бромпроизводные):
С3Н8 + 5 O2 = 3 СО2 + 4 Н2О;
2 С2Н5ОН + O2 = 2 СН3СНО + 2 Н2О;
2 СН3СНО + О2 = 2 СН3СООН;
C6Н12О6 + 6 O2 = 6 СО2 + 6 Н2О;
2 C6H6 + 15 O2 = 12 СО2 + 6 Н2О.
В атомарном состоянии кислород более активен, чем в молекулярном. Это свойство используют для отбеливания различных материалов (легче разрушаются окрашивающие органические вещества). В молекулярном состоянии кислород может существовать в виде кислорода (O2) и озона (O3), т. е. для него характерно явление аллотропии.
