TÍNH CHẤT HÓA HỌC, ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA OXI

I. Lịch sử về nguyên tố oxi

 -  Ôxy được phát hiện bởi dược sĩ người Thụy Điển Carl Wilhelm Scheele năm 1771, nhưng phát hiện này không được công nhận ngay, và phát hiện độc lập khác của Joseph Priestley vào ngày 1 tháng 8 năm 1774 được biết đến nhiều hơn. Nó được Antoine Laurent Lavoisier đặt tên năm 1774. 

II. Cấu tạo và vị trí của oxi trong bảng tuần hoàn

 - Cấu hình e nguyên tử: ₈O: 1s²2s²2p⁴.

 - Vị trí: O thuộc ô 8, chu kì 2, nhóm VIA.

III. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí

1. Trạng thái tự nhiên 

 - Trong tự nhiên, oxi có 3 đồng vị : đồng vị ¹⁶O (và tạp chất ¹⁷O, ¹⁸O).

 - Ôxy là nguyên tố phổ biến nhất ở vỏ Trái Đất. Người ta ước tính nó chiếm 46.7% khối lượng của vỏ Trái Đất. Ôxy chiếm khoảng 87% khối lượng các đại dương (là H₂O, hay nước) và 20% theo thể tích bầu khí quyển Trái Đất (là O₂, ôxy phân tử, hay O₃, ôzôn). Các hợp chất của ôxy, chủ yếu là ôxít của các kim loại, silicat (SiO₃²⁻) và cacbonat (CO₃²⁻), tìm thấy trong đất và đá.

2. Tính chất vật lí

-  Oxi là chất khí không màu, không mùi, không vị, nặng hơn không khí một ít. Oxi ta ít trong nước (ở 20^oC, một lít nước chỉ hoà tan 31 ml oxi). Dưới áp suất của khí quyển, oxi hoá lỏng ở - 183^oC. Oxi lỏng có màu xanh da trời, bị nam châm hút. 

IV. Tính chất hóa học

 -  Oxi là một phi kim hoạt động mạnh. Độ âm điện của nó lớn (3,50, chỉ kém flo) nên trong tất của các dạng hợp chất, trừ hợp chất với flo, oxi đều thể hiện số oxi hoá -2.

 -  Oxi tạo ra oxit với hầu hết các nguyên tố. 

1. Tác dụng với kim loại 

 -  Nó phản ứng trực tiếp với tất cả các kim loại, trừ vàng và bạch kim.

   Ví dụ :  2Ca  +  O₂ → 2CaO

                3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄ (t⁰)

2. Tác dụng với phi kim 

 -  Oxi cũng phản ứng trực tiếp với các phi kim, trừ halogen tạo thành oxit axit. 

  Ví dụ :  4P  +  5O₂ →  2P₂O₅  (t⁰)

 - Hoặc tạo thành oxit không tạo muối.

   Ví dụ : N₂ + O₂ →2NO (3000⁰C hoặc sấm sét) 

3. Tác dụng với các chất khác 

 -  Oxi tác dụng với các chất có tính khử, các hợp chất hữu cơ,...

Ví dụ: 2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O (t⁰)

           C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O (t⁰)

* Tóm lại: 

 -  Những phản ứng mà oxi tham gia đều là oxi hoá - khử, trong đó oxi là chất oxi hoá :

                                   O₂ +  4e → 2O^2- 

 -  Sự cháy, sự gỉ, sự hô hấp và thối rữa là những quá trình xảy ra với sự tham gia của oxi. 

-  Oxi có vai trò quan trọng trong công nghiệm luyện kim.

V. Điều chế và ứng dụng 

1. Điều chế 

a. Trong phòng thí nghiệm 

 -  Phân hủy những chất giàu oxi, kém bền (như KClO₃, H₂O₂,...) 

    Ví dụ: 2KClO₃ → 2KCl + 3O₂ 

b.  Trong công nghiệp 

 - Chưng cất phân đoạn không khí lỏng. 

2. Ứng dụng 

-  Ôxy được sử dụng làm chất ôxy hóa, chỉ có flo có độ âm điện cao hơn nó. Ôxy lỏng được sử dụng làm chất ôxy hóa trong tên lửa đẩy. Ôxy là chất duy trì sự hô hấp, vì thế việc cung cấp bổ sung ôxy được thấy rộng rãi trong y tế. Những người leo núi hoặc đi trên máy bay đôi khi cũng được cung cấp bổ sung ôxy. Ôxy được sử dụng trong công nghệ hàn cũng như trong sản xuất thép và rượu mêtanon. 

-  Ôxy, như là một chất kích thích nhẹ, có lịch sử trong việc sử dụng trong giải trí mà hiện nay vẫn còn sử dụng. Các cột chứa ôxy có thể nhìn thấy trong các buổi lễ hội ngày nay. Trong thế kỷ 19, ôxy thường được trộn với nitơ ôxít để làm các chất giảm đau.

Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng