Kisik je po rasprostranjenosti treći kemijski element u svemiru (iza vodika i helija), drugi na planetu Zemlja (iza željeza), a prvi u Zemljinoj kori. U Zemljinoj kori nalazimo ga u sastavu oksidnih ruda – silikata, karbonata i oksida. U elementarnom stanju je prisutan u obliku dvoatomnih molekula (O2). Volumni udio kisika u zraku je 21%.
Kisik u zraku smjesa je triju stabilnih izotopa: [latex]^{16}_8O[/latex] (99,76 %), [latex]^{17}_8O[/latex] (0,04 %) i [latex]^{18}_8O[/latex] (0,20 %).
Pozorno proučite model molekule kisika i zaključite o građi i označivanju ove elementarne tvari.
Kisik je biogeni element, nalazi se u organizmima u sastavu biomolekula ugljikohidrata, proteina, nukleinskih kiselina, lipida. Otkrili su ga neovisno jedan od drugoga C.W. Scheele, 1773. g. i J. Priestly, 1774. g.
Pozorno pogledajte videozapis Kisik i odgovorite na zadana pitanja.
Kisik
Svojstva kisika
- tv =–183 °C; tt = –219 °C
- plin bez boje, okusa i mirisa
- slabo topljiv u vodi, teži je od zraka
- nije zapaljiv, ali podržava gorenje
- za aerobne organizme neotrovan u određenoj koncentraciji
- jako je oksidacijsko sredstvo
- paramagnetična svojstva (u magnetnom polju se ponaša kao magnet)
- alotropska modifikacija kisika je ozon
Dobivanje kisika
1. Industrijsko dobivanje:
a) frakcijska destilacija tekućeg zraka – pročišćeni ukapljeni tekući zrak se zagrijava uz izdvajanje dušika (–196 °C) i kisika (–183 °C) na temelju različitih temperatura vrelišta.
b) elektrolizom vode u Hoffmanovom aparatu. Na anodi se dobiva čisti kisik, a na katodi vodik.
2. Laboratorijsko dobivanje pirolizom spojeva bogatih kisikom ili razlaganjem vodikovog peroksida.
[latex]2KMnO_4(s)\stackrel{\triangle}{\longrightarrow}K_2MnO_4(s)+MnO_2(s)+O_2(g)[/latex]
[latex]2KClO_3(s)\stackrel{\triangle}{\longrightarrow}MnO_2+2KCl(s)+3O_2(g)[/latex]
[latex]2H_2O_2(l)\longrightarrow2H_2O(l)+O_2(g)[/latex]
Ozon
Ozon, O3, je alotropska modifikacija kisika. Plavkaste boje, karakterističnog svježeg mirisa. U tekućem stanjuje je eksplozivan, vrlo je jak oksidans (poslije fluora najjače oksidacijsko sredstvo). Topljiv u vodi. Koristi se za sretilizaciju vode i medicinskog pribora. Stvara ozonski omotač koji apsorbira štetno UV zračenje u atmosferi, najviše ga ima u stratosferskom sloju atmosfere na visini 20 do 25 km.
Ozon u atmosferi nastaje spajanjem molekule kisika s atomom kisika. Molekule kisika apsorbiraju UV-zračenje i fotokemijski se cijepaju na atome. Nastali atomi odmah se spajaju s molekulama kisika stvarajući ozon.
[latex]O_2\rightleftharpoons2O[/latex]
[latex]2O+O_2\rightleftharpoons2O_2[/latex]
Spojevi s kisikom
Voda je prisutna u svakom organizmu i nužna je za život svih živih bića. Uz kisik, to je najvažnija tvar za život na Zemlji. Dobro je otapalo za polarne tvari. Voda koja ima male količine otopljenih tvari naziva se meka voda, a voda koja sadrži veće koli-čine otopljenih minerala naziva se tvrda voda. Industrijski tvrde vode najčešće se omekšavaju u ionskim izmjenjivačima. U vodi za piće ne smiju biti otopljene manga-nove i željezove soli.
Oksidi nastaju reakcijom metala ili nemetala s kisikom. Prema vrsti kemijske veze dijele se na: ionske i kovalentne, a prema svojstvima na bazične (CaO, MgO), kisele (CO2, SO2, SO3), amfoterne (Al2O3) i neutralne (CO).