Cách điều chế O2 trong phòng thí nghiệm

Cách điều chế O2 trong phòng thí nghiệm được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Hóa học lớp 8. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

Câu hỏi: Cách điều chế O₂ trong phòng thí nghiệm?

Lời giải:

– Nguyên liệu:

Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế khí oxi bằng cách đun nóng những hợp chất giàu oxi như: KClO₃ , KMnO₄ ,…. và dễ phân hủy ở nhiệt độ cao.

– Phương pháp thu khí oxi: Đẩy nước và đẩy không khí.

– Phương trình hóa học:

2KMnO₄ (t°) → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

2KClO₃ (t°) → 2KCl + 3O₂

*Lưu ý khi điều chế Oxi trong PTN:

• Nếu điều chế oxi bằng nhiệt phân chất rắn thì lắp ống nghiệm sao cho miệng ống nghiệm hơi chúc xuống để đề phòng hỗn hợp có chất rắn ẩm, khi đun hơi nước không chảy ngược lại làm vỡ ống nghiệm.
• Khi ngừng thu khí, phải tháo rời ống dẫn khí rồi mới tắt đèn cồn tránh hiện tượng nước tràn vào ống nghiệm khi ngừng đun.
• Từ: KMnO₄ điều chế oxi tuy ít hơn từ KClO₃ nhưng dễ mua không cần dùng chất xúc tác và ít gây nguy hiểm.
• Khi thu khí O₂, đề kiểm tra O₂ đã đầy bình chưa ta đưa tàn đóm đỏ vào miệng bình thấy bùng cháy chứng tỏ O₂ đã đầy bình.
• KClO₃ là chất dễ gây nổ nên không nghiền nhiều một lúc và không nghiền lẫn với bất kì chất nào khác. Lọ đựng KClO₃ không để hở nút cạnh: P, C, S nút lọ đựng KClO₃ không độn giấy vào.

Nguyên tố Oxy - Khí Oxy

Oxy là nguyên tố đứng thứ 8 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố. Ôxy phân tử hay khí ôxy, có công thức O₂ và do đó là điatomic (có hai nguyên tử). Nó có thể tồn tại dưới dạng chất lỏng ở nhiệt độ cực thấp.

Oxy chiếm khoảng 21% khí trong khí quyển. Thật may mắn, con số này nằm giữa mức 17% cần thiết cho nhiều sinh vật để duy trì sự sống và 25%; tính chất dễ cháy của oxy trở thành mối quan tâm.

Chức năng của Oxy

Ôxy tinh khiết chủ yếu xuất hiện trong y học, sản xuất và hàng không vũ trụ trong thế giới hiện đại. Tầm quan trọng của ôxy còn vượt ra ngoài hệ thống hô hấp của con người và động vật.

Toàn bộ tế bào sống đều liên quan đến oxy, đối với tất cả các tế bào sống của con người cần được cung cấp oxy liên tục nếu không chúng sẽ chết trong vòng vài phút. Tế bào chết trên diện rộng trong cùng một khu vực dẫn đến chết mô hoặc hoại tử.

Ôxy, được Joseph Priestly phát hiện vào năm 1774 , cần thiết cho quá trình đốt cháy, và ôxy do đó được sử dụng trong luyện kim, đòi hỏi nhiệt độ cực cao để tạo ra các phản ứng hóa học cần thiết.

Ứng dụng của Oxy

Các công dụng cụ thể chính của oxy được tóm tắt tốt nhất bằng cách tách chúng thành ba ứng dụng sau:

Công dụng sinh lý của oxy - Oxy hỗ trợ quá trình hô hấp:

• Trong tế bào, oxy cần thiết cho quá trình hô hấp hiếu khí, cho phép lấy năng lượng từ thực phẩm ăn vào. Vì vậy, bổ sung oxy tại nhà và tại bệnh viện là rất quan trọng đối với những người bị rối loạn hô hấp như khí phế thũng.
• Bình dưỡng khí nén được sử dụng bởi những người leo núi ở độ cao lớn để chống lại áp suất O₂ giảm ở độ cao này, vì càng lên cao không khí càng loãng.
• Oxy bổ sung là cần thiết cho những bệnh nhân phẫu thuật cố ý bị liệt do các thủ thuật y tế, trong đó "máy tim phổi" giữ cho các chức năng quan trọng của họ hoạt động.
• Oxy có thể được sử dụng như một chất khử trùng để tiêu diệt một số vi khuẩn kỵ khí bị tiêu diệt khi tiếp xúc đủ với khí.

Sử dụng oxy trong công nghiệp:

• Ôxy cần thiết cho phản ứng chuyển cacbon thành khí carbon oxit CO trong quá trình luyện thép, diễn ra dưới nhiệt độ cao trong lò cao. Khí CO được tạo ra cho phép khử oxit sắt thành các hợp chất sắt tinh khiết hơn.
• Oxy được sử dụng trong các ứng dụng khác liên quan đến kim loại và yêu cầu nhiệt độ cao, chẳng hạn như mỏ hàn.
• Sử dụng oxy trong không gian vũ trụ:
• Ở dạng lỏng, oxy được sử dụng rộng rãi như một chất oxy hóa để sử dụng trong tên lửa, nơi nó phản ứng với hydro lỏng để tạo ra lực đẩy khủng khiếp cần thiết cho việc cất cánh. Bộ đồ du hành vũ trụ bao gồm một dạng oxy gần như tinh khiết.
• Oxy được sử dụng để phân hủy các hợp chất hydrocacbon, chúng bị phân hủy bằng cách đốt nóng chúng. Điều này được sử dụng để tạo ra quá trình đốt cháy thường giải phóng nước và carbon dioxide, nhưng cũng có thể tạo ra hydrocacbon axetylen, propylen và ethylene.

Sử dụng oxy trong không gian vũ trụ:

• Oxy được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước thải và lọc nước. Nó bị ép qua nước để tăng sản sinh vi khuẩn chuyển hóa các chất cặn bã trong nước.
• Khí oxy (O2) là cần thiết để sản xuất năng lượng trong những thứ không liên kết với nguồn cung cấp điện của chúng, chẳng hạn như máy phát điện và phương tiện (ví dụ: tàu, máy bay và ô tô).
• Nó cũng được sử dụng để sản xuất epoxy ethane (ethylene oxide), được sử dụng làm chất chống đông và sản xuất polyester, và chloroethene, tiền thân của PVC. Khí oxy được sử dụng để hàn và cắt kim loại bằng oxy-axetylen.
• Các ứng dụng phổ biến của oxy bao gồm sản xuất thép, nhựa và hàng dệt, hàn, hàn và cắt thép và các kim loại khác, đẩy tên lửa, liệu pháp oxy và các hệ thống hỗ trợ sự sống trong máy bay, tàu ngầm, tàu vũ trụ và lặn.

Điều chế Oxy trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp

Cách điều chế Oxy trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế khí oxy bằng cách đun nóng các hợp chất chứa nhiều oxy ở nhiệt độ cao. Ví dụ như:

2KMnO₄ (t°) → K₂MnO₄ + MnO₂ +O₂

2KClO₃ (t°) → 2KCl + 3O₂

Sản xuất oxy trong công nghiệp:

Trong công nghiệp, nguyên liệu để sản xuất oxi chủ yếu là không khí và nước. Khí oxi dùng trong công nghiệp thường được hóa lỏng, nén dưới áp suất cao và được đựng trong các bình bằng thép.

Sản xuất khí oxi từ không khí: hóa lỏng không khí thường ở nhiệt độ thấp và áp suất cao. Sau đó, cho không khí lỏng bay hơi. Trước hết, thu được khí N₂ ở -196°C, sau đó là O₂ ở -183°C.

Sản xuất oxi từ nước: điện phân nước trong các bình điện phân, sẽ thu được 2 chất khí riêng biệt là O₂ và H₂.

-------------------------------------------

Như vậy VnDoc đã giới thiệu các bạn tài liệu Cách điều chế O2 trong phòng thí nghiệm. Mời các bạn tham khảo thêm tài liệu: Chuyên đề Hóa học 8, Giải bài tập Hóa học 8, Giải SBT Hóa 8, Trắc nghiệm Hóa học 8, Tài liệu học tập lớp 8