همه جا حاضر، قادر مطلق و نامرئی - همه چیز درباره اوست. همچنین طعم و بو ندارد. به نظر می رسد که صحبت در مورد چیزی است که اصلا وجود ندارد. با این حال، این ماده وجود دارد، و چه چیزی بیشتر: بدون آن، بشریت به سادگی خفه می شود. احتمالاً به همین دلیل است که لاووازیه بلافاصله این گاز را «گاز حیات» نامید.

اکسیژن قادر است

از نظر دینداران تنها خداست که می تواند در همه جا حاضر، قادر مطلق و در عین حال نامرئی باشد. در واقع، هر سه این القاب را می توان به عنصر شیمیایی با عدد اتمی 8 - اکسیژن نسبت داد. اگر گیاهان آب و دی اکسید کربن را به ترکیبات آلیو این فرآیند با آزاد شدن اکسیژن محدود همراه نبود، پس با اتمام سریع ذخایر اکسیژن اتمسفر، همه دنیای حیواناتاز جمله انسانیت، به زودی خفه می شود.

اکسیژن در همه جا حاضر است: نه تنها هوا، آب و زمین تا حد زیادی از آن تشکیل شده است، بلکه من و شما، غذا، نوشیدنی، لباس ما نیز از آن تشکیل شده است. اکثریت قریب به اتفاق مواد اطراف ما حاوی اکسیژن هستند. قدرت اکسیژن قبلاً در این واقعیت آشکار می شود که ما آن را تنفس می کنیم و تنفس مترادف با زندگی است. و اکسیژن را نیز می توان قادر مطلق در نظر گرفت زیرا عنصر قدرتمند آتش، به عنوان یک قاعده، به شدت به نامزد ما برای همه کاره بودن و قدرت مطلق بستگی دارد.

در مورد لقب سوم - "نامرئی" احتمالاً نیازی به اثبات نیست. در شرایط عادی، اکسیژن عنصری نه تنها بی رنگ و در نتیجه نامرئی است، بلکه توسط هیچ اندام حسی قابل درک یا درک نیست. درست است، ما بلافاصله کمبود و به خصوص کمبود اکسیژن را احساس می کنیم ...

کشف: قرن هجدهم

این واقعیت که اکسیژن در شرایط عادی نامرئی، بی مزه، بی بو و گاز است، کشف آن را برای مدت طولانی به تاخیر انداخت. بسیاری از دانشمندان در گذشته حدس می زدند که ماده ای با خواصی وجود دارد که اکنون می دانیم که در اکسیژن ذاتی است.

افتتاح اکسیژن (انگلیسیاکسیژن، فرانسویاکسیژن، آلمانی Sauerstoff) آغاز دوره مدرن در توسعه شیمی است. از زمان های قدیم شناخته شده است که احتراق به هوا نیاز دارد، اما برای قرن ها روند احتراق نامشخص باقی مانده است. فقط در قرن هفدهم. مایو و بویل به طور مستقل این ایده را بیان کردند که هوا حاوی ماده ای است که از احتراق پشتیبانی می کند.

اکسیژن تقریباً به طور همزمان و مستقل از یکدیگر توسط دو شیمیدان برجسته کشف شد. نیمی از قرن هجدهمج - کارل ویلهلم شیله سوئدی و جوزف پریستلی انگلیسی. شیله زودتر اکسیژن دریافت کرد، اما رساله او "در هوا و آتش" که حاوی اطلاعاتی در مورد اکسیژن بود، دیرتر از پیام کشف پریستلی منتشر شد.

جوزف
پریستلی

در 1 آگوست 1774، من سعی کردم هوا را از مقیاس جیوه استخراج کنم و متوجه شدم که هوا می تواند به راحتی با استفاده از یک عدسی از آن خارج شود. این هوا جذب آب نمی شد. وقتی متوجه شدم که شمع در این هوا با شعله ای درخشان غیرعادی می سوزد، شگفتی من را تصور کنید. بیهوده سعی کردم توضیحی برای این پدیده بیابم.»

و هنوز شکل اصلیدر تاریخ کشف اکسیژن - نه شیل و نه پریستلی. آنها یک گاز جدید کشف کردند - و این همه. بعداً، فردریش انگلس در این باره می نویسد: «هر دو هرگز نمی دانستند چه چیزی در دستشان است. عنصری که قرار بود شیمی را متحول کند بدون هیچ اثری در دستانشان ناپدید شد... بنابراین، این لاووازیه است که در واقع اکسیژن را کشف کرد، نه آن دو نفر که فقط اکسیژن را توصیف کردند، بدون اینکه حتی بدانند چه چیزی را توصیف می کنند.»

مطالعه دقیق خواص اکسیژن و نقش آن در فرآیندهای احتراق و تشکیل اکسیدها، لاووازیه را به این نتیجه نادرست رساند که این گاز یک اصل اسیدساز است. در سال 1779 لاووازیه نام اکسیژن را معرفی کرد اکسیژنیوم(از جانب یونانی"اکسید" - "ترش" و "جنائو" - زایمان) - "تولد اسید".

عنصر "اکسید کننده".

اکسیژن گازی بی رنگ (آبی در یک لایه ضخیم) بدون طعم و بو است. کمی سنگین تر از هوا و کمی محلول در آب است. هنگامی که تا 183- درجه سانتیگراد خنک می شود، اکسیژن به مایع آبی متحرک تبدیل می شود و در 219- درجه سانتیگراد منجمد می شود.

همانطور که شایسته عنصری است که در گوشه سمت راست بالای جدول تناوبی قرار دارد، اکسیژن یکی از فعال ترین عناصر غیرفلزی است و دارای خواص اکسید کننده بارز است. بنابراین، فقط یک عنصر اکسید کننده تر از اکسیژن وجود دارد، فلوئور. به همین دلیل است که مخازن اکسیژن مایع یک لوازم جانبی ضروری برای اکثر موتورهای موشک مایع هستند. ترکیبی از اکسیژن حتی با گاز غیرفعال شیمیایی مانند زنون نیز به دست آمده است.

برای توسعه یک واکنش فعال اکسیژن با ساده ترین و مواد پیچیدهگرما برای غلبه بر مانع احتمالی فرآیند شیمیایی مورد نیاز است. با کمک کاتالیزورهایی که انرژی فعال سازی را کاهش می دهند، فرآیندها می توانند بدون گرم کردن، به ویژه ترکیب اکسیژن با هیدروژن، پیش روند.

قدرت اکسیداسیون بالای اکسیژن زیربنای احتراق انواع سوخت از جمله باروت است که برای احتراق آن نیازی به اکسیژن جوی نیست: در طی احتراق چنین موادی، اکسیژن از آنها آزاد می شود.

فرآیندهای اکسیداسیون آهسته مواد مختلف در دماهای معمولی برای زندگی اهمیت کمتری از احتراق برای انرژی ندارند.

اکسیداسیون آهسته مواد غذایی در بدن ما "پایه انرژی" زندگی است. بیایید به طور گذرا توجه کنیم که بدن ما از اکسیژن استنشاقی به صرفه استفاده نمی کند: هوای بازدم تقریباً 16٪ اکسیژن دارد. گرمای یونجه پوسیده نتیجه اکسیداسیون آهسته مواد آلی با منشاء گیاهی است. اکسیداسیون آهسته کود و هوموس باعث گرم شدن گلخانه ها می شود.

کاربرد: "دریای انرژی"

از اکسیژن در عمل پزشکیو نه تنها برای بیماری های ریوی و قلبی، زمانی که تنفس دشوار است. تجویز زیر جلدی اکسیژن معلوم شد وسیله موثردرمان بیماری های جدی مانند قانقاریا، ترومبوفلبیت، فیل، زخم های تروفیک.

برای آن اهمیت کمتری ندارد صنعت. غنی‌سازی هوا با اکسیژن باعث کارآمدتر، سریع‌تر و اقتصادی‌تر شدن هوا می‌شود فرآیندهای تکنولوژیکیکه بر پایه اکسیداسیون هستند. و تقریباً تمام تولید انرژی حرارتی بر اساس چنین فرآیندهایی است. تبدیل آهن به فولادبدون اکسیژن نیز غیرممکن است. این اکسیژن است که کربن اضافی را از چدن "حذف" می کند. در عین حال، کیفیت فولاد بهبود می یابد. نیاز به اکسیژن و متالورژی غیر آهنی. اکسیژن مایع خدمت می کند اکسید کننده سوخت موشک.

هنگامی که هیدروژن در جریان اکسیژن سوزانده می شود، یک ماده بسیار معمولی تشکیل می شود - H 2 O. البته، برای به دست آوردن این ماده، نباید هیدروژن (که اتفاقاً اغلب از آب به دست می آید) سوزانده شود. هدف از این فرآیند متفاوت است، اگر همان واکنش به طور کامل نوشته شود، نه تنها در نظر گرفته شود محصولات شیمیایی، بلکه انرژی آزاد شده در طول واکنش: H 2 + 0.5O 2 = H 2 O + 68317 کالری.

تقریباً هفتاد کالری در هر گرم مولکول! به این ترتیب شما می توانید نه تنها یک "دریای آب"، بلکه یک "دریای انرژی" نیز دریافت کنید. به همین دلیل است که در موتورهای جت که با هیدروژن و اکسیژن کار می کنند آب تولید می شود.

از همین واکنش استفاده می شود برای جوشکاری و برش فلزات. درست است، در این زمینه هیدروژن را می توان با استیلن جایگزین کرد. به هر حال، استیلن در مقیاس بزرگ دقیقاً با کمک اکسیژن در فرآیندهای ترک خوردگی اکسیداتیو حرارتی تولید می شود: 6CH 4 + 4O 2 = C 2 H 2 + 8H 2 + 3SO + CO 2 + 3H 2 O.

این فقط یک نمونه است استفاده از اکسیژن در صنایع شیمیاییاکسیژن برای تولید بسیاری از مواد مورد نیاز است (فقط به یاد داشته باشید اسید نیتریک) برای تبدیل به گاز زغال سنگ، نفت، نفت کوره ...

هر ماده قابل اشتعال متخلخل، به عنوان مثال، خاک اره، هنگامی که با یک مایع سرد مایل به آبی - اکسیژن مایع اشباع شود، تبدیل می شود. مواد منفجره. چنین موادی نامیده می شوند مایعات اکسیژنو در صورت لزوم می تواند جایگزین دینامیت در هنگام توسعه ذخایر معدنی شود.

سالانه تولید جهانی(و مصرف) اکسیژن در میلیون ها تن اندازه گیری می شود. بدون احتساب اکسیژنی که تنفس می کنیم.

تولید اکسیژن

تلاش برای ایجاد یک صنعت کم و بیش قدرتمند اکسیژن در قرن گذشته در بسیاری از کشورها انجام شد. اما از ایده تا اجرای فنی اغلب "فاصله زیادی" وجود دارد ...

بخصوص توسعه سریعصنعت اکسیژن پس از اختراع توربو اکسپندر توسط آکادمیک P.L. و ایجاد نیروگاه های جداسازی هوا آغاز شد.

ساده ترین راه برای دریافت اکسیژن از هوا است، زیرا هوا یک ترکیب نیست و جدا کردن هوا چندان دشوار نیست. نقطه جوش نیتروژن و اکسیژن متفاوت است (در فشار جو) در 12.8 درجه سانتی گراد. در نتیجه، هوای مایع را می توان در ستون های تقطیر به همان روشی که مثلاً روغن تقسیم می شود، به اجزاء تقسیم کرد. اما برای تبدیل هوا به مایع باید تا دمای منفی 196 درجه سانتی گراد خنک شود. می توان گفت که مشکل به دست آوردن اکسیژن مشکل به دست آوردن سرما است.

برای به دست آوردن سرما با استفاده از هوای معمولی، دومی باید فشرده شود و سپس اجازه داده شود تا منبسط شود و در عین حال مجبور به انجام کارهای مکانیکی شود. سپس طبق قوانین فیزیک، هوا باید خنک شود. ماشین هایی که در آنها این اتفاق می افتد نامیده می شوند گسترش دهنده ها.

برای به دست آوردن هوای مایع با استفاده از منبسط کننده های پیستونی، فشاری در حدود 200 اتمسفر مورد نیاز بود. راندمان نصب کمی بالاتر از یک موتور بخار بود. نصب پیچیده، دست و پا گیر و گران بود. در پایان دهه سی، فیزیکدان شوروی، آکادمیسین P.L. ویژگی اصلیتوربو اکسپندر Kapitsa این است که هوای موجود در آن نه تنها در دستگاه نازل، بلکه روی تیغه های پروانه نیز منبسط می شود. در این حالت، گاز از حاشیه چرخ به مرکز حرکت می کند و در برابر نیروهای گریز از مرکز عمل می کند.

یک توربو اکسپندر با استفاده از هوای فشرده شده در چند اتمسفر، سرد می کند. انرژی منتشر شده توسط هوای در حال انبساط هدر نمی رود و برای چرخاندن روتور مولد جریان الکتریکی استفاده می شود.

کارخانه‌های جداسازی هوای مدرن که در آنها سرما با استفاده از توربو انبساط تولید می‌شود، صدها هزار متر مکعب گاز اکسیژن را برای صنعت، عمدتاً متالورژی و شیمی، فراهم می‌کنند.

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه

"اکسیژن"

تکمیل شد:

بررسی شد:

مشخصات کلی اکسیژن

OXYGEN (lat. Oxygenium)، O (بخوانید "o")، عنصر شیمیایی با عدد اتمی 8، جرم اتمی 15.9994. در جدول تناوبی عناصر مندلیف، اکسیژن در دوره دوم در گروه VIA قرار دارد.

اکسیژن طبیعی از مخلوطی از سه هسته پایدار با اعداد جرمی 16 (در مخلوط غالب است، حاوی 99.759٪ جرم)، 17 (0.037٪) و 18 (0.204٪) است. شعاع یک اتم اکسیژن خنثی 0.066 نانومتر است. پیکربندی لایه الکترونیکی بیرونی اتم اکسیژن تحریک نشده خنثی 2s2p4 است. انرژی یونیزاسیون متوالی اتم اکسیژن 13.61819 و 35.118 eV است، میل ترکیبی الکترون 1.467 eV است. شعاع یون O 2 در اعداد هماهنگی مختلف از 0.121 نانومتر (شماره هماهنگی 2) تا 0.128 نانومتر (شماره هماهنگی 8) است. در ترکیبات حالت اکسیداسیون 2- ( ظرفیت II ) و کمتر معمول 1 - ( ظرفیت I) را نشان می دهد. بر اساس مقیاس پالینگ، الکترونگاتیوی اکسیژن 3.5 است (دومین بالاترین میزان در بین غیر فلزات پس از فلوئور).

در حالت آزاد، اکسیژن گازی بی رنگ، بی بو و بی مزه است.

ویژگی های ساختار مولکول O 2: اکسیژن اتمسفر از مولکول های دو اتمی تشکیل شده است. فاصله بین اتمی در مولکول O 2 0.12074 نانومتر است. اکسیژن مولکولی (گاز و مایع) یک ماده پارامغناطیس است. این واقعیت را می توان با این واقعیت توضیح داد که در مولکول یک الکترون جفت نشده در هر یک از دو اوربیتال ضد پیوند وجود دارد.

انرژی تفکیک مولکول O 2 به اتم ها بسیار زیاد است و به 493.57 کیلوژول بر مول می رسد.

خواص فیزیکی و شیمیایی

خواص فیزیکی و شیمیایی: به شکل آزاد به شکل دو تغییر O 2 (اکسیژن "معمولی") و O 3 (ازن) یافت می شود. O 2 گازی بی رنگ و بی بو است. در شرایط عادی، چگالی گاز اکسیژن 1.42897 کیلوگرم بر متر مکعب است. نقطه جوش اکسیژن مایع (مایع آبی است) -182.9 درجه سانتیگراد است. در دماهای 218.7- تا 229.4- درجه سانتیگراد اکسیژن جامد با شبکه مکعبی (اصلاح) وجود دارد، در دماهای 229.4- تا 249.3- درجه سانتیگراد - اصلاح با شبکه شش ضلعی و در دماهای کمتر از -249.3 درجه سانتیگراد - اصلاح مکعبی در فشار خون بالاتغییرات دیگر اکسیژن جامد نیز در دماهای پایین به دست آمده است.

در دمای 20 درجه سانتی گراد، حلالیت گاز O2 عبارت است از: 3.1 میلی لیتر در 100 میلی لیتر آب، 22 میلی لیتر در هر 100 میلی لیتر اتانول، 23.1 میلی لیتر در هر 100 میلی لیتر استون. مایعات حاوی فلوئور آلی (مثلاً پرفلوروبوتیل تتراهیدروفوران) وجود دارد که در آنها حلالیت اکسیژن بسیار بالاتر است.

استحکام بالا پیوند شیمیاییبین اتم ها در مولکول O2 منجر به این واقعیت می شود که در دمای اتاق گاز اکسیژن از نظر شیمیایی کاملاً غیر فعال است. در طبیعت، به آرامی در طی فرآیندهای پوسیدگی دستخوش دگرگونی می شود. علاوه بر این، اکسیژن در دمای اتاق قادر به واکنش با هموگلوبین خون (به طور دقیق تر با آهن هِم II) است که انتقال اکسیژن از اندام های تنفسی به سایر اندام ها را تضمین می کند.

اکسیژن با بسیاری از مواد بدون حرارت واکنش می دهد، به عنوان مثال، با فلزات قلیایی و قلیایی خاکی (اکسیدهای مربوطه مانند Li 2 O، CaO و غیره، پراکسیدهایی مانند Na 2 O2، BaO 2 و غیره، و سوپراکسیدهایی مانند KO 2 ، RbO 2 تشکیل می شود و غیره)، باعث ایجاد زنگ زدگی در سطح محصولات فولادی می شود. بدون حرارت دادن، اکسیژن با فسفر سفید، با برخی آلدئیدها و سایر مواد آلی واکنش می دهد.

وقتی گرم شد، حتی کمی، فعالیت شیمیاییاکسیژن به شدت افزایش می یابد. هنگامی که مشتعل می شود، با هیدروژن، متان، سایر گازهای قابل اشتعال و تعداد زیادی از مواد ساده و پیچیده واکنش انفجاری می دهد. مشخص است که هنگام گرم شدن در یک جو اکسیژن یا در هوا، بسیاری از مواد ساده و پیچیده می سوزند و اکسیدهای مختلفی تشکیل می شوند، به عنوان مثال:

S+O 2 = SO 2; C + O 2 = CO 2

4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3; 2Cu + O 2 = 2CuO

4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O; 2H 2 S + 3O 2 = 2H 2 O + 2SO 2

اگر مخلوطی از اکسیژن و هیدروژن در یک ظرف شیشه ای در دمای اتاق ذخیره شود، واکنش گرمازا باعث تشکیل آب می شود.

2H 2 + O 2 = 2H 2 O + 571 کیلوژول

بسیار کند پیش می رود. طبق محاسبات، اولین قطرات آب باید در حدود یک میلیون سال بعد در ظرف ظاهر شود. اما هنگامی که پلاتین یا پالادیوم (که نقش یک کاتالیزور را ایفا می کند) با مخلوطی از این گازها به ظرف وارد می شود و همچنین هنگام مشتعل شدن، واکنش با انفجار ادامه می یابد.

اکسیژن با نیتروژن N2 یا زمانی که واکنش می دهد درجه حرارت بالا(حدود 1500-2000 درجه سانتیگراد)، یا با عبور تخلیه الکتریکی از مخلوطی از نیتروژن و اکسیژن. تحت این شرایط، اکسید نیتریک (II) برگشت پذیر تشکیل می شود:

N2 + O2 = 2NO

سپس NO حاصل با اکسیژن واکنش داده و گاز قهوه ای (دی اکسید نیتروژن) را تشکیل می دهد:

2NO + O 2 = 2NO2

از غیر فلزات، اکسیژن تحت هیچ شرایطی با هالوژن های فلزات تعامل مستقیم ندارد فلزات نجیبنقره، طلا، پلاتین و غیره

ترکیبات اکسیژن دوتایی که در آنها حالت اکسیداسیون اتم های اکسیژن -2 است، اکسید نامیده می شوند (که قبلاً اکسید نامیده می شد). نمونه هایی از اکسیدها: مونوکسید کربن (IV) CO 2، اکسید گوگرد (VI) SO 3، اکسید مس (I) Cu 2 O، اکسید آلومینیوم Al 2 O 3، اکسید منگنز (VII) Mn 2 O 7.

اکسیژن همچنین ترکیباتی را تشکیل می دهد که در آن حالت اکسیداسیون آن -1 است. اینها پراکسیدها هستند (نام قدیمی پراکسیدها است) ، به عنوان مثال ، پراکسید هیدروژن H 2 O 2 ، پراکسید باریم BaO 2 ، پراکسید سدیم Na 2 O 2 و دیگران. این ترکیبات حاوی یک گروه پراکسید - O - O - هستند. با فعال فلزات قلیاییبه عنوان مثال، با پتاسیم، اکسیژن همچنین می تواند سوپراکسیدها را تشکیل دهد، به عنوان مثال، KO 2 (سوپراکسید پتاسیم)، RbO 2 (سوپراکسید روبیدیم). در سوپراکسیدها، حالت اکسیداسیون اکسیژن -1/2 است. ممکن است توجه داشته باشید که فرمول های سوپراکسید اغلب به صورت K 2 O 4، Rb 2 O 4 و غیره نوشته می شوند.

با فعال ترین فلوئور غیرفلزی، اکسیژن ترکیباتی را در حالت اکسیداسیون مثبت تشکیل می دهد. بنابراین، در ترکیب O 2 F 2 حالت اکسیداسیون اکسیژن +1 و در ترکیب O 2 F - +2 است. این ترکیبات متعلق به اکسیدها نیستند، بلکه متعلق به فلورایدها هستند. فلوریدهای اکسیژن را می توان فقط به طور غیر مستقیم سنتز کرد، به عنوان مثال، با اثر فلوئور F2 بر روی محلول های آبی رقیق KOH.

تاریخچه کشف

تاریخچه کشف اکسیژن، مانند نیتروژن، با مطالعه ای مرتبط است که چندین قرن به طول انجامید. هوای جوی. این واقعیت که هوا طبیعتاً همگن نیست، بلکه شامل قطعاتی است که یکی از آن ها از احتراق و تنفس پشتیبانی می کند و دیگری نه، در قرن هشتم توسط کیمیاگر چینی مائو هوآ و بعداً در اروپا توسط لئوناردو دا شناخته شد. وینچی در سال 1665، آر. هوک، طبیعت شناس انگلیسی نوشت که هوا از گاز موجود در نیترات و همچنین گاز غیرفعال تشکیل شده است که بیشتر هوا را تشکیل می دهد. این واقعیت که هوا حاوی یک عنصر حیاتی است برای بسیاری از شیمیدانان در قرن هجدهم شناخته شده بود. داروساز و شیمیدان سوئدی کارل شیل مطالعه ترکیب هوا را در سال 1768 آغاز کرد. او به مدت سه سال نمک نمک (KNO 3، NaNO 3) و سایر مواد را با حرارت دادن تجزیه کرد و "هوای آتشین" را بدست آورد که از تنفس و احتراق پشتیبانی می کرد. اما شیل نتایج آزمایشات خود را تنها در سال 1777 در کتاب "رساله شیمیایی در مورد هوا و آتش" منتشر کرد. در سال 1774، کشیش انگلیسی و طبیعت شناس، جی پریستلی، گازی به دست آورد که با گرم کردن جیوه سوخته (اکسید جیوه HgO) از احتراق پشتیبانی می کند. هنگامی که در پاریس بود، پریستلی، که نمی دانست گازی که به دست آورده بخشی از هوا است، کشف خود را به A. Lavoisier و دانشمندان دیگر گزارش داد. در این زمان نیتروژن نیز کشف شده بود. در سال 1775، لاووازیه به این نتیجه رسید که هوای معمولی از دو گاز تشکیل شده است - گازی که برای تنفس و پشتیبانی از احتراق لازم است و گازی با طبیعت مخالف - نیتروژن. لاووازیه گازی را که از اکسیژن احتراق پشتیبانی می کند - "اسیدهای تشکیل دهنده" نامیده است (از یونانی oxys - ترش و جنائو - من به دنیا می آورم؛ بنابراین نام روسی"اکسیژن")، از آنجایی که او سپس معتقد بود که همه اسیدها حاوی اکسیژن هستند. مدتهاست که شناخته شده است که اسیدها می توانند هم حاوی اکسیژن و هم بدون اکسیژن باشند، اما نامی که عنصر لاووازیه داده شده است بدون تغییر باقی مانده است. برای تقریباً یک قرن و نیم، 1/16 از جرم اتم اکسیژن به عنوان واحدی برای مقایسه جرم اتم های مختلف با یکدیگر عمل می کرد و برای توصیف عددی جرم اتم های عناصر مختلف (به اصطلاح مقیاس اکسیژن توده های اتمی).

وقوع در طبیعت: اکسیژن رایج ترین عنصر روی زمین است (در ترکیبات مختلف، عمدتاً سیلیکات ها) حدود 47.4 درصد از جرم جامدات را تشکیل می دهد. پوسته زمین. دریایی و آب های شیرینحاوی مقدار زیادی اکسیژن محدود - 88.8٪ (بر حسب جرم)، محتوای اکسیژن آزاد در جو 20.95٪ (بر حسب حجم) است. عنصر اکسیژن بخشی از بیش از 1500 ترکیب در پوسته زمین است.

اعلام وصول:

در حال حاضر اکسیژن در صنعت با جداسازی هوا در دماهای پایین تولید می شود. ابتدا هوا توسط یک کمپرسور فشرده می شود که هوا را گرم می کند. به گاز فشرده اجازه داده می شود تا دمای اتاق خنک شود و سپس اجازه داده می شود تا آزادانه منبسط شود. با انبساط، دمای گاز به شدت کاهش می یابد. هوای خنک که دمای آن چند ده درجه کمتر از دما است محیط، دوباره در معرض فشرده سازی تا 10-15 مگاپاسکال قرار می گیرد. سپس حرارت آزاد شده دوباره حذف می شود. پس از چندین چرخه فشرده سازی-انبساط، دما به زیر نقطه جوش اکسیژن و نیتروژن می رسد. هوای مایع تشکیل می شود که سپس در معرض تقطیر قرار می گیرد. نقطه جوش اکسیژن (-182.9 درجه سانتیگراد) بیش از 10 درجه بالاتر از نقطه جوش نیتروژن (-195.8 درجه سانتیگراد) است. بنابراین، نیتروژن ابتدا از مایع تبخیر می شود و اکسیژن در باقیمانده تجمع می یابد. به دلیل تقطیر آهسته (کسری) می توان اکسیژن خالص را به دست آورد که در آن میزان ناخالصی نیتروژن کمتر از 0.1 درصد حجمی است.

1. خواص فیزیکی و شیمیایی اکسیژن را شرح دهید. معادلات واکنش های شیمیایی مربوطه را بنویسید. زیر فرمول ماده نام آنها را بنویسید و در بالای فرمول ظرفیت عناصر موجود در ترکیبات را بنویسید.

2. برهمکنش مواد با اکسیژن چگونه می تواند رخ دهد؟
اکسیژن با بسیاری از مواد به شدت واکنش می دهد:
ساده - فلزات و غیر فلزات و پیچیده. واکنش های شیمیایی موادی که با اکسیژن برهم کنش دارند، واکنش های اکسیداسیون نامیده می شوند. واکنش شیمیایی که در آن مواد اکسید شده و گرما و نور آزاد می کنند، واکنش احتراق نامیده می شود. محصولات واکنش های متقابل مواد با اکسیژن، در بیشتر موارد، اکسید هستند. تعداد قابل توجهی از موارد اکسیداسیون وجود دارد که ما نمی توانیم آنها را فرآیندهای احتراق بنامیم، زیرا آنها به قدری آهسته پیش می روند که برای حواس ما غیر قابل توجه می مانند.

3. مثال هایی از برهمکنش آهسته مواد با اکسیژن بیاورید.
تعداد قابل توجهی از موارد اکسیداسیون وجود دارد که نمی توانیم آنها را فرآیندهای احتراق بنامیم، زیرا آنها به کندی پیش می روند که برای حواس ما نامرئی می مانند. فقط پس از گذشت زمان معین و اغلب بسیار طولانی، می توانیم محصولات اکسیداسیون را تشخیص دهیم. این مورد، برای مثال، در مورد اکسیداسیون بسیار آهسته (زنگ زدن) فلزات یا در طی فرآیندهای پوسیدگی است. نمونه‌هایی از برهمکنش مواد با اکسیژن بدون انتشار نور: پوسیدگی کود، برگ‌ها، سوختن روغن، اکسیداسیون فلزات (نازل‌های آهن با استفاده طولانی نازک‌تر و کوچک‌تر می‌شوند)، تنفس موجودات هوازی، به عنوان مثال. تنفس اکسیژن با انتشار گرما، تشکیل دی اکسید کربن و آب همراه است.

4- به چه موادی اکسید می گویند؟ معادلات واکنش های شیمیایی که منجر به تشکیل اکسید عناصر شیمیایی زیر می شود را بنویسید: الف) سیلیکون. ب) روی؛ ج) باریم؛ د) هیدروژن؛ ه) آلومینیوم. این اکسیدها را نام ببرید.
اکسید (اکسید) - ترکیب دوتایی عنصر شیمیاییبا اکسیژن در حالت اکسیداسیون -2، که در آن خود اکسیژن فقط به عنصر الکترونگاتیو کمتر متصل است.

5. هنگامی که کربنات مس اساسی (معدنی مالاکیت) CuCO3·Cu(OH)2 تجزیه می شود، سه اکسید تشکیل می شود. معادله این واکنش را بنویسید.
CuCO3·Cu(OH)2 = 2CuO+CO2+H2O

6. معادلاتی برای واکنش هایی که در طی احتراق رخ می دهد بسازید: الف) فسفر. ب) آلومینیوم
الف) 4P+5O2 = 2P2O5
ب) 4Al+3O2 = 2Al2O3

7. تعیین کنید که کدام یک از ترکیبات آهن - Fe2O3 یا Fe3O4 - غنی تر از آهن است.

وظایف تست

1. ماده را با شرح مشخص کنید: گاز بی رنگ، بی مزه و بی بو، کمی محلول در آب. در فشار 760 میلی متر جیوه. و دمای 218.8- درجه سانتی گراد سخت می شود:
اکسیژن.

2. واکنش احتراق فسفر در اکسیژن به واکنش های زیر اشاره دارد:
اتصالات.

اکسیژن Oدارای عدد اتمی 8 است که در زیر گروه اصلی (زیرگروه a) قرار دارد. VIگروه، در دوره دوم. در اتم‌های اکسیژن، الکترون‌های ظرفیت در سطح 2 انرژی قرار دارند که فقط دارد س- و پ-اوربیتال ها این امکان انتقال اتم‌های O به حالت برانگیخته را حذف می‌کند، بنابراین اکسیژن در همه ترکیبات ظرفیت ثابتی برابر با II نشان می‌دهد. با داشتن الکترونگاتیوی بالا، اتم های اکسیژن در ترکیبات همیشه دارای بار منفی هستند (c.d. = -2 یا -1). یک استثنا فلوریدهای OF 2 و O 2 F 2 هستند.

برای اکسیژن، حالت های اکسیداسیون -2، -1، +1، +2 شناخته می شود

مشخصات کلی عنصر

اکسیژن فراوان ترین عنصر روی زمین است که اندکی کمتر از نیمی، یعنی 49 درصد از کل جرم پوسته زمین را تشکیل می دهد. اکسیژن طبیعی از 3 ایزوتوپ پایدار 16 O، 17 O و 18 O تشکیل شده است (16 O غالب است). اکسیژن بخشی از اتمسفر است (9/20 درصد حجمی، 2/23 در جرم)، در ترکیب آب و بیش از 1400 ماده معدنی: سیلیس، سیلیکات ها و آلومینوسیلیکات ها، مرمرها، بازالت ها، هماتیت و سایر کانی ها و سنگ ها. اکسیژن 50 تا 85 درصد از توده بافت های گیاهان و حیوانات را تشکیل می دهد، زیرا در پروتئین ها، چربی ها و کربوهیدرات هایی وجود دارد که موجودات زنده را تشکیل می دهند. نقش اکسیژن برای فرآیندهای تنفس و اکسیداسیون به خوبی شناخته شده است.

اکسیژن نسبتاً کمی در آب حل می شود - 5 حجم در 100 حجم آب. با این حال، اگر تمام اکسیژن محلول در آب به جو منتقل شود، حجم عظیمی را اشغال می کند - 10 میلیون کیلومتر 3 (n.s.). این تقریباً برابر با 1٪ از کل اکسیژن موجود در جو است. تشکیل اتمسفر اکسیژن در زمین به دلیل فرآیندهای فتوسنتز است.

این توسط K. Scheele سوئدی (1771 - 1772) و انگلیسی J. Priestley (1774) کشف شد. اولی از گرمایش نیترات استفاده کرد، دومی از اکسید جیوه (+2). این نام توسط A. Lavoisier ("اکسیژنیوم" - "تولد اسیدها") داده شد.

در شکل آزاد خود، در دو تغییر آلوتروپیک وجود دارد - اکسیژن "معمولی" O 2 و ازن O 3 .

ساختار مولکول ازن

3O 2 = 2O 3 - 285 کیلوژول
ازن در استراتوسفر یک لایه نازک را تشکیل می دهد که بیشتر اشعه ماوراء بنفش مضر بیولوژیکی را جذب می کند.
در طول ذخیره سازی، ازن به طور خود به خود به اکسیژن تبدیل می شود. از نظر شیمیایی، اکسیژن O2 کمتر از ازن فعال است. الکترونگاتیوی اکسیژن 3.5 است.

خواص فیزیکی اکسیژن

O 2 – گاز بی رنگ، بی بو و بی مزه، m.p. -218.7 درجه سانتی گراد، bp. -182.96 درجه سانتیگراد، پارامغناطیس.

مایع O 2 آبی، جامد - از رنگ آبی. O 2 در آب محلول است (بهتر از نیتروژن و هیدروژن).

به دست آوردن اکسیژن

1. روش صنعتی - تقطیر هوای مایع و الکترولیز آب:

2H 2 O → 2H 2 + O 2

2. در آزمایشگاه اکسیژن به دست می آید:
1. الکترولیز محلول های آبی قلیایی یا محلول های آبی نمک های حاوی اکسیژن (Na 2 SO 4 و غیره)

2. تجزیه حرارتی پرمنگنات پتاسیم KMnO 4:
2KMnO 4 = K 2 MnO4 + MnO 2 + O 2،

نمک برتوله KClO 3:
2KClO 3 = 2KCl + 3O 2 (کاتالیزور MnO 2)

اکسید منگنز (+4) MnO 2:
4MnO 2 = 2Mn 2 O 3 + O 2 (700 o C)،

3MnO 2 = 2Mn 3 O 4 + O 2 (1000 o C)،

باریم پراکسید BaO 2:
2BaO2 = 2BaO + O2

3. تجزیه پراکسید هیدروژن:
2H 2 O 2 = H 2 O + O 2 (کاتالیزور MnO 2)

4. تجزیه نیترات ها:
2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2

بر سفینه های فضاییو زیردریایی ها، اکسیژن از مخلوط K 2 O 2 و K 2 O 4 به دست می آید:
2K 2 O 4 + 2H 2 O = 4KOH + 3O 2
4KOH + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + 2H 2 O

جمع:
2K 2 O 4 + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + 3O 2

وقتی از K 2 O 2 استفاده می شود، واکنش کلی به این صورت است:
2K 2 O 2 + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + O 2

اگر K 2 O 2 و K 2 O 4 را در مقادیر مولی مساوی (یعنی هم مولار) مخلوط کنید، به ازای هر 1 مول CO 2 جذب شده یک مول O 2 آزاد می شود.

خواص شیمیایی اکسیژن

اکسیژن از احتراق پشتیبانی می کند. احتراق - ب فرآیند سریع اکسیداسیون یک ماده، همراه با آزاد شدن مقدار زیادگرما و نور برای اینکه ثابت کنید فلاسک حاوی اکسیژن است و گاز دیگری ندارد، باید یک انشعاب در حال سوختن را داخل فلاسک فرو کنید. در اکسیژن، یک شکاف در حال دود شدن به شدت چشمک می زند. احتراق مواد مختلف در هوا یک فرآیند ردوکس است که در آن اکسیژن عامل اکسید کننده است. عوامل اکسید کننده موادی هستند که از مواد احیا کننده الکترون می گیرند. خواص اکسید کننده خوب اکسیژن را می توان به راحتی با ساختار لایه الکترونی بیرونی آن توضیح داد.

پوسته ظرفیت اکسیژن در سطح 2 قرار دارد - نسبتاً نزدیک به هسته. بنابراین، هسته به شدت الکترون ها را به سمت خود جذب می کند. روی پوسته ظرفیت اکسیژن 2s 2 2p 4 6 الکترون وجود دارد در نتیجه، هشت الکترون از دست رفته است، که اکسیژن تمایل دارد آنها را از لایه های الکترونی عناصر دیگر بپذیرد و به عنوان یک عامل اکسید کننده با آنها واکنش نشان دهد.

اکسیژن دومین الکترونگاتیو (بعد از فلوئور) در مقیاس پالینگ را دارد. بنابراین در اکثریت قریب به اتفاق ترکیبات خود با سایر عناصر، اکسیژن دارد منفیدرجه اکسیداسیون بیشتر عامل اکسید کننده قویتنها چیزی که با اکسیژن متفاوت است، همسایه آن در دوره است - فلوئور. بنابراین، ترکیبات اکسیژن با فلوئور تنها ترکیباتی هستند که در آنها اکسیژن حالت اکسیداسیون مثبت دارد.

بنابراین، اکسیژن دومین عامل اکسید کننده قوی در بین تمام عناصر جدول تناوبی است. بسیاری از مهمترین خواص شیمیایی آن به این امر مرتبط است.
همه عناصر با اکسیژن واکنش می دهند به جز Au، Pt، He، Ne و Ar در همه واکنش ها (به جز برهمکنش با فلوئور)، اکسیژن یک عامل اکسید کننده است.

اکسیژن به راحتی با فلزات قلیایی و قلیایی خاکی واکنش می دهد:

4Li + O 2 → 2Li 2 O،

2K + O 2 → K 2 O 2،

2Ca + O 2 → 2CaO،

2Na + O 2 → Na 2 O 2،

2K + 2O 2 → K 2 O 4

پودر ریز آهن (به اصطلاح آهن پیروفوریک) به طور خود به خود در هوا مشتعل می شود و Fe 2 O 3 را تشکیل می دهد و سیم فولادی اگر از قبل گرم شود در اکسیژن می سوزد:

3 Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4

2Mg + O 2 → 2MgO

2Cu + O 2 → 2CuO

اکسیژن با غیر فلزات (گوگرد، گرافیت، هیدروژن، فسفر و غیره) در هنگام گرم شدن واکنش می دهد:

S + O 2 → SO 2،

C + O 2 → CO 2،

2H 2 + O 2 → H 2 O،

4P + 5O 2 → 2P 2 O 5،

Si + O 2 → SiO 2 و غیره

تقریباً تمام واکنش‌های مربوط به اکسیژن O2 گرمازا هستند، به استثنای موارد نادر، برای مثال:

N2+O2 → 2NO–Q

این واکنش در دمای بالای 1200 درجه سانتیگراد یا در یک تخلیه الکتریکی رخ می دهد.

اکسیژن قادر است مواد پیچیده را اکسید کند، به عنوان مثال:

2H 2 S + 3O 2 → 2SO 2 + 2H 2 O (اکسیژن اضافی)،

2H 2 S + O 2 → 2S + 2H 2 O (کمبود اکسیژن)،

4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O (بدون کاتالیزور)،

4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O (در حضور کاتالیزور پلاتین)،

CH4 (متان) + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O،

4FeS 2 (پیریت) + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2.

ترکیبات حاوی کاتیون دی اکسیژنیل O 2 + شناخته شده است، به عنوان مثال، O 2 + - (سنتز موفقیت آمیز این ترکیب N. Bartlett را بر آن داشت تا برای به دست آوردن ترکیبات گازهای بی اثر تلاش کند).

ازن

ازن از نظر شیمیایی فعال تر از اکسیژن O2 است. بنابراین، ازن یدید - یون I - را در محلول Kl اکسید می کند:

O 3 + 2Kl + H 2 O = I 2 + O 2 + 2KOH

ازن بسیار سمی است، خواص سمی آن قوی تر از، به عنوان مثال، سولفید هیدروژن است. با این حال، در طبیعت، ازن موجود در لایه های بالای جو به عنوان محافظ تمام حیات روی زمین در برابر تابش مضر فرابنفش خورشید عمل می کند. لاغر لایه اوزوناین تابش را جذب می کند و به سطح زمین نمی رسد. در طول زمان نوسانات قابل توجهی در ضخامت و گستردگی این لایه وجود دارد (به اصطلاح سوراخ ازن که هنوز دلایل چنین نوساناتی مشخص نشده است).

کاربرد اکسیژن O 2: تشدید فرآیندهای تولید چدن و ​​فولاد، در ذوب فلزات غیر آهنی، به عنوان اکسید کننده در صنایع مختلف شیمیایی، برای حمایت از حیات در زیردریایی ها، به عنوان اکسید کننده برای سوخت موشک (اکسیژن مایع)، در پزشکی، در جوشکاری و برش فلزات

کاربرد ازن O 3:برای ضد عفونی آب آشامیدنی، فاضلاب، هوا، برای سفید کردن پارچه.

یکی از مهمترین عناصر در سیاره ما اکسیژن است. خواص شیمیاییاین ماده به آن اجازه می دهد تا در فرآیندهای بیولوژیکی شرکت کند و افزایش فعالیت آن باعث می شود که اکسیژن در تمام واکنش های شیمیایی شناخته شده شرکت کننده قابل توجهی باشد. در حالت آزاد، این ماده در جو موجود است. در حالت محدود، اکسیژن بخشی از مواد معدنی، سنگ ها و مواد پیچیده ای است که موجودات زنده مختلف را تشکیل می دهند. جمعاکسیژن روی زمین 47 درصد از کل جرم سیاره ما تخمین زده می شود.

نامگذاری اکسیژن

در جدول تناوبی، اکسیژن سلول هشتم این جدول را اشغال می کند. نام بین المللی آن oxigenium است. در نمادهای شیمیایی با حرف لاتین "O" مشخص می شود. که در محیط طبیعیاکسیژن اتمی به وجود نمی آید.

هوا و اکسیژن

هوا مخلوطی از چند گاز رایج در زمین است. بیشتر در جرم هوانیتروژن - 78.2٪ حجم و 75.5٪ از نظر جرم. اکسیژن تنها از نظر حجم در رتبه دوم قرار دارد - 20.9٪ و از نظر جرم - 23.2٪. مقام سوم به گازهای نجیب اختصاص دارد. ناخالصی های باقی مانده - دی اکسید کربن، بخار آب، گرد و غبار و غیره - تنها کسری از درصد را در کل توده هوا اشغال می کنند.

کل جرم اکسیژن طبیعی مخلوطی از سه ایزوتوپ - 16 O، 17 O، 18 O است. درصداین ایزوتوپ ها در جرم کل اکسیژن به ترتیب 99.76%، 0.04% و 0.2% هستند.

خواص فیزیکی و شیمیایی اکسیژن

یک لیتر هوا در شرایط عادی 1.293 گرم وزن دارد وقتی دما به -140 درجه سانتیگراد کاهش می یابد، هوا به مایع شفاف بی رنگ تبدیل می شود. با وجود دمای پایینهوای در حال جوش را می توان در آن ذخیره کرد حالت مایعحتی در دمای اتاق برای این کار باید مایع را در یک فلاسک به اصطلاح Dewar قرار داد. غوطه ور شدن در اکسیژن مایع به طور اساسی خواص طبیعی اشیاء را تغییر می دهد.

اتیل الکل و بسیاری از گازها به اجسام جامد تبدیل می شوند، جیوه سخت و چکش خوار می شود و یک گلوله لاستیکی خاصیت ارتجاعی خود را از دست می دهد و با کوچکترین ضربه ای متلاشی می شود.

اکسیژن در آب حل می شود، اگرچه در مقادیر کم - آب دریاحاوی 3-5 درصد اکسیژن است. اما حتی مقدار کمی از این گاز سرآغاز وجود ماهی، صدف و انواع مختلف بود موجودات دریاییکه برای حمایت از فرآیندهای حمایت از زندگی خود، اکسیژن را از آب دریافت می کنند.

ساختار اتم اکسیژن

خواص توصیف شده اکسیژن در درجه اول با ساختار داخلی این عنصر توضیح داده می شود.

اکسیژن به زیرگروه اصلی گروه ششم عناصر جدول تناوبی تعلق دارد. ابر الکترونی بیرونی یک عنصر شامل شش الکترون است که چهار الکترون آن اوربیتال p را اشغال می کنند و دو تای باقی مانده در اوربیتال های s قرار دارند. این ساختار داخلیباعث صرف انرژی زیادی با هدف شکستن پیوندهای الکترونیکی می شود - برای اتم اکسیژن آسان تر است که دو الکترون از دست رفته را به اوربیتال بیرونی قرض دهد تا اینکه شش الکترون خود را رها کند. بنابراین کووالانسی اکسیژن در اکثر موارد دو است. به لطف دو الکترون آزاد، اکسیژن به راحتی مولکول های دو اتمی را تشکیل می دهد که با استحکام پیوند بالا مشخص می شود. تنها با انرژی اعمال شده بالاتر از 498 ژول بر مول، مولکول ها متلاشی می شوند و اکسیژن اتمی تشکیل می شود. خواص شیمیایی این عنصر به آن اجازه می دهد تا با تمام مواد شناخته شده، به استثنای هلیوم، نئون و آرگون واکنش نشان دهد. سرعت برهمکنش به دمای واکنش و ماهیت ماده بستگی دارد.

خواص شیمیایی اکسیژن

با مواد مختلفاکسیژن وارد واکنش ها می شود و اکسیدها را تشکیل می دهد و این واکنش ها هم برای فلزات و هم برای غیر فلزات مشخص می شود. ترکیبات اکسیژن با فلزات اکسیدهای پایه نامیده می شوند - نمونه های کلاسیک اکسید منیزیم و اکسید کلسیم هستند. برهمکنش اکسیدهای فلزی با آب منجر به تشکیل هیدروکسیدها می شود که خواص شیمیایی فعال اکسیژن را تأیید می کند. با غیر فلزات، این ماده اکسیدهای اسیدی را تشکیل می دهد - به عنوان مثال، تری اکسید گوگرد SO 3. هنگامی که این عنصر با آب واکنش می دهد، اسید سولفوریک به دست می آید.

فعالیت شیمیایی

اکسیژن به طور مستقیم با اکثریت قریب به اتفاق عناصر تعامل دارد. طلا، هالوژن و پلاتین استثنا هستند. برهمکنش اکسیژن با مواد خاصی در حضور کاتالیزورها به میزان قابل توجهی تسریع می شود. به عنوان مثال، مخلوطی از هیدروژن و اکسیژن در حضور پلاتین حتی در دمای اتاق واکنش نشان می دهد. با یک انفجار کر کننده، مخلوط به آب معمولی تبدیل می شود، مهم است بخشی جدایی ناپذیرکه اکسیژن است. بنابراین، خواص شیمیایی و فعالیت بالای عنصر، انتشار مقادیر زیادی نور و گرما را توضیح می دهد واکنش های شیمیاییبا اکسیژن اغلب احتراق نامیده می شود.

احتراق در اکسیژن خالص بسیار شدیدتر از هوا اتفاق می افتد، اگرچه مقدار گرمای آزاد شده در طول واکنش تقریباً یکسان خواهد بود، اما به دلیل عدم وجود نیتروژن، فرآیند بسیار سریعتر پیش می رود و دمای احتراق بالاتر می رود.

به دست آوردن اکسیژن

در سال 1774، دانشمند انگلیسی D. Priestley یک گاز ناشناخته را از واکنش تجزیه اکسید جیوه جدا کرد. اما دانشمند گاز آزاد شده را با ماده ای از قبل شناخته شده که بخشی از هوا است وصل نکرد. تنها چند سال بعد لاووازیه بزرگ تحصیل کرد ویژگی های فیزیکوشیمیاییدر این واکنش اکسیژن به دست آمد و هویت خود را با گازی که بخشی از هوا است ثابت کرد. که در دنیای مدرناکسیژن از هوا بدست می آید. در آزمایشگاه ها از اکسیژن صنعتی استفاده می کنم که در سیلندرها با فشار حدود 15 مگاپاسکال عرضه می شود. اکسیژن خالص را می توان در شرایط آزمایشگاهی نیز به دست آورد. روش استاندارد بدست آوردن آن تجزیه حرارتی پرمنگنات پتاسیم است که طبق فرمول انجام می شود

تولید ازن

اگر الکتریسیته از طریق اکسیژن یا هوا عبور داده شود، بوی مشخصی در جو ظاهر می شود و ظاهر یک ماده جدید - اوزون را نشان می دهد. ازن را می توان از اکسیژن خالص شیمیایی نیز به دست آورد. شکل گیری این ماده را می توان با فرمول بیان کرد:

برای تکمیل موفقیت آمیز آن، این واکنش نمی تواند به طور مستقل ادامه یابد. اما تبدیل معکوس ازن به اکسیژن خود به خود اتفاق می افتد. خواص شیمیایی اکسیژن و ازن از بسیاری جهات متفاوت است. ازن از نظر چگالی، ذوب و نقطه جوش با اکسیژن متفاوت است. در شرایط عادی این گاز به رنگ آبی است و بوی مشخصی دارد. ازن رسانایی الکتریکی بیشتری دارد و در آب بیشتر از اکسیژن محلول است. خواص شیمیایی ازن با فرآیند تجزیه آن توضیح داده می شود - در طی تجزیه مولکول این ماده، یک مولکول دو اتمی اکسیژن به اضافه یک اتم آزاد این عنصر تشکیل می شود که به طور تهاجمی با مواد دیگر واکنش نشان می دهد. به عنوان مثال، واکنش بین ازن و اکسیژن شناخته شده است: 6Ag+O 3 =3Ag 2 O

اما اکسیژن معمولی حتی در دماهای بالا با نقره ترکیب نمی شود.

در طبیعت، پوسیدگی فعال ازن مملو از تشکیل به اصطلاح سوراخ های ازن است که فرآیندهای زندگی در سیاره ما را تهدید می کند.