Oksigen

Dövri sistemdə mövqeyi. Oksigen Dimitri Mendeleyevin dövri sistemində 8–ci elementidir və VIA qrupunda yerləşir. Oksigen kimyəvi cəhətdən qeyri-metaldır və xalkogenlər qrupunun ən əsas elementidir. Oksigen VIA qrupunun digər elementlərindən fərqli olaraq  maksimum iki valentli ola bilir. Bununda səbəbi isə oksigenin xarici elektron təbəqəsində d yarımsəviyyənin olmamasıdır.

Təbiətdə tapılması. Oksigen təbiətdə ən çox  yayılmış elementdir. Yer qabığının təxminən 47%-i oksigendən təşkil olunmuşdur. Bundan əlavə, oksigen torpağın, dağ süxurlarının, suyun, filizlərin, mineralların əsas tərkib hissəsini təşkil edir ki, suda 88.96%, çay qumunda 53.5%, gildə isə 56% oksigen vardır. Eləcədə, oksigen havanın həcmcə 21%-ni, kütləcə isə 23%-ni təşkil edir. Hesablamalar nəticəsində müəyyən olmuşdur ki, 1m³ təbii suda həll olmuş halda 40 q oksigen qazı olur ki, bu qədər oksigenin suda həll olması orada yaşayan canlıların həyatını tam şəkildə təmin edir.

Oksigenin üç sabit izotopu var: ¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O. Bunlardan ¹⁶O izotopunun kəskin üstünlük təşkil etməsinin səbəbi, ¹⁶O atomunun nüvəsində 8 proton və 8 neytrondan ibarət olmasıdır.

Alınması. Hal-hazırda oksigen sənayedə havanın mayeləşdirilməsi nəticəsində alırlar. Bu üsulla oksigen aldıqda onun tərkibində təxminən 10% azot olur ki, bunuda təmizləməkdən ötrü yenidən fraksiyalaşdırırlar. Bu zaman 99.5% təmizlikdə oksigen əldə edirlər. Bundan əlavə, oksigeni sənayedə suyun elektrolizindən də əldə edirlər;

2H₂O = 2H₂ + O₂   

Laboratoriyada isə oksigen müxtəlif üsullarla əldə edilir.

1. Oksigen ilk dəfə olaraq 1772-ci ildə Karl Şeyele tərəfindən kalium-nitratın parçalanması nəticəsində alınmışdır;

2KNO₃= 2KNO₂ +O₂

Laboratoriyada oksigeni almaq məqsədiylə nitratlardan KNO3, NaNO₃, Ca(NO₃)₂ və Ba(NO₃)₂-dən istifadə etmək olar.

2. Oksigeni laboratoriyada civə(II)oksidi parçalamaqla da almaq olar. Bu üsulu 1774-cü ildə C.Pristli tərəfindən kəşf olunmuşdur;

2HgO = 2Hg + O₂

Oksigeni laboratoriyada almaq üçün  ən əlverişli maddələr kalium-permanqanaq, bertole duzu və hidogen-peroksidir.

3. Hidrogen-peroksidin azca manqan(IV)oksidlə parçalanması;

 

2H₂O₂ = 2H₂O + O₂

 

4. Bertole duzununda manqan(IV)oksidlə parçalanması;

 

2KClO₃ = 2KCl + 3O₂

 

5. Kalium-permanqanatın parçalanması;

 

2KMnO₄ =  K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Bunlardan əlavə oksigeni sualtı qayıqlarda almaq üçün insanlar tərəfindən ifraz olunan natrium peroksid və karbon dioksiddən istifadə edirlər;

2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂

Udulmuş karbon dioksid və sərbəst oksigen arasındakı tarazlığı qorumaq üçün ona kalium-superiksid əlavə olunur. Kosmik gəmilərdə litium peroksid bəzən çəki azaltmaq üçün istifadə olunur.

Təbiətdə isə oksigen günəş şüasının təsiri nəticəsində bitkilərin yaşıl hissəsində baş verən fotosintez nəticəsində alınır;

6CO₂  + 6H₂O =  C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Oksigenin xassələri. Oksigen normal şəraitdə rəngi, dadı, qoxusu olmayan, havadan biraz ağır, suda çox pis həll  olan bir qazdır. Normal şəraitdə rəngsiz olmasına baxmayaraq oksigen maye halda açıq mavi rəngdə olur. Kristal halda isə mavi rəng daha da tündləşir.

Oksigen bir çox elementlərlə qarşılıqlı  təsirdə olub, oksid,  superoksid , ozonid və suboksidlər əmələ gətitir. Oksigen  birləşmələrdə  -2; -1; +1; +2 ; +4 oksidləşmə dərəcəsi göstərir.

Oksigenin -2 oksidləşmə göstərməsi.Oksigenin -2 oksidləşmə dərəcəsi göstərdiyi birləşmələrə oksidlər deyilir. Oksidlər özləri duz əmələ gətirən və duz əmələ gətirməyən olmaqla 2 qrupa bölünürlər. Duz əmələ gətirməyən oksidlərə  NO, CO, N₂O və s. aiddir. Duz əmələ gətirən oksidlər isə əsasi, tuşu, amfoter, qarışıq oksid olmaqla 4 qrupa bölünürlər. Oksidlər bir-biriləriylə qarşılıqlı əlaqədə olub duz əmələ gətirirlər. məsələn, amfoter oksidlər həm turşu oksidi, həm də əsasi oksidlə,  eləcədə turşu və əsaslarla qarşılıqlı əlaqədə olarkən duz əmələ gəlir.

Al₂O₃  + 3N₂O₅ = 2Al(NO₃)₃

Na₂O + Al₂O₃ = 2NaAlO₂

                            Al₂O₃  + 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄]

Al₂O₃  + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂O

Bundan əlavə turşu oksidi ilə əsasi oksidin də qarşılıqlı reaksiyasından duz əmələ gəlir.

CaO + Cl₂O₇  = Ca(ClO₄)₂

CaO + CO₂  = CaCO₃

Oksigenin -1 oksidləşmə dərəcəsi göstərməsi.Oksigen -1 oksidləşmə dərəcəsini isə peroksid tipli birləşmələrdə göstərir. Peroksidlər bir neçə üsullarla alınır:

1. Peroksidlər qələvi metalların oksigenlə yanması nəticəsində əmələ gələ bilər;

2Na + O₂ = Na₂O₂

2. Bir çox oksidi olan metalların az oksidləşmə dərəcəsi göstərdiyi birləşməsinin üzərinə oksigen gəldikdə;

2Ba + O₂ = 2BaO₂

Peroksidlərdən ən əhəmiyyətlisi hidrogen-peroksiddir.

Oksigenin +1 və +2 oksidləşmə dərəcəsi gösərməsi. Flüor müsbət oksidləşmə dərəcəsi göstərmədiyindən oksigen +1 və +2 oksidləşmə dərəcəsini  füorla birləşmələrində göstərir. Oksigenin flüorla birləşmələrinə OF₂ ,O₂F₂, ClO₄F  və s. göstərə bilərik.

OF₂ zəhərli, sarı rəngli qazdır və güzlü oksidləşdiricilik xassəsinə malikdir. OF2-ni almaq üçün 2%-li qələvi məhluluna flüor buraxılır;    

             2F₂ + NaOH = 2NaF + OF₂ + H₂O

Oksigenin +4 oksidləşmə dərəcəsi göstərməsi. Oksigen +4 oksidləşmə dərəcəsini allotropik şəkildəyişməsi olan ozonda göstərir.

Ozon kəskin qoxulu qazdır. Qaz halında göy, maye halda tünd göy, bərk halda olanda isə tünd bənövşəyi rəngdə olur.

Ozon qazı ozanator adlanan xüsusi qurğularda alınır.

Oksigenin tətbiqi. Oksigen çox geniş işlənən maddədir. Ondan həm saf halda, həm də hava ilə birlikdə istifadə edirlər. Bu onun kimyəvi xassələri və tətbiq edildiyi sahə ilə müəyyənləşdirilir.

Metalların qaynaq edilməsi və kəsilməsi saf oksigenin iştirakı ilə gedir. Asetilen qaynağı zamanı polad balonun birində asetilen, o birindən saf oksigen çıxaraq ümumi boruda qarışır. Borunun dar odluq hissəsindən çıxan qaz qarışığı yandırılır. Yanma reaksiyasında 3000^o C temperatur alındığı üçün asetilen alovu ilə əksər polad növlərini kəsmək, eləcə də qaynaq etmək olur.

2C₂H₂ + 5O₂ = 4CO₂ + 2H₂O + 2600 kC

Metallurgiyada polad istehsalının konvertor üsulu və ya mat emal oksigen istifadəsi ilə əlaqədardır. Bir çox metallurgiya bölməsində yanacağın daha səmərəli yanması üçün ocaqlarda hava yerinə oksigen-hava qarışığı istifadə olunur.

Kimya sənayesində oksigen bir çox sintezlərdə reaktiv oksidləşdirici kimi istifadə olunur. Yüksək teperatur alındığı üçün oksidləşmə zamanı inkişaf, sonda olan tez-tez alışma zamanı baş verir.

Tibdə saf oksigen xəstələrin tənəffüsünü asanlaşdırmaq üçün istifadə olunur. Bu məqsədlə xəstəxanalarda saf oksigen doldurulmuş balon və oksigen balışı saxlanılır. Bundan əlavə, kosmonovtlar, təyyarəçilər və su altında işləyən dalğıclarda kiçik oksigen balonundan istifadə edirlər.

Oksigen maye halda da tətbiq edilir. Belə ki, yanar materiallara maye oksigen hopdurulur və deşilmiş oyuqlara yerləşdirirlər. İstənilən vaxtda fitilin köməyilə yandırırlar ki, buda böyük partayışla nəticələnir. Oksigendən bu cür yolların, tunellərin çəkilişdə, dağ-mədən işlərində istifadə olunur. Bundan başqa maye oksigen, həmçinin raket yanacaqlarının effektiv oksidləşdiricisi kimi kosmik gəmilərdə tətbiq edilir.

Yeyinti sənayesində oksigendən qablaşdırma qazı kimi istifadə olunur.

Kənd təsərrüfatında isə heyvanlarda kilo almaq üçün, balıq təsərrüfatında sulu mühiti oksigenlə zənginləşdirmək üçün, həmçinin istixanalarda və oksigen kokteyli istehsalı üçün istifadə olunur.

Ozonun tədricən parçalanaraq atomar oksigen əmələ gətirməsi nəticəsində suya ozon qataraq oradakı zərərli mikroorqanizimlər məhv edilir və beləliklə, su içmək üçün daha yararlı olur. Ozonun bu xüsusiyyətindən böyük şəhərlərdə suyun zərərsizləşdirilməsində istifadə edirlər. Ozonla zərərsizləşdirilən su xoş iyli və tamlı olur.

QAYNAQ: Ə.B. Əliyev- Qeyri üzvi kimya
YAZAR: İlduzə Məhərrəmli
HƏMÇİNİN BAX: Natrium
HƏMÇİNİN BAX: Uyğur soyqırımı