Buzz
1. Khí oxy là gì?
Oxy là một trong những nguyên tố hóa học quan trọng trong sinh vật, cùng với cacbon, hidro và nito. Đây là nguyên tố đứng thứ ba về mức độ phổ biến, chỉ sau Hidro và Heli.
- Trong bảng tuần hoàn, oxy thuộc nhóm chalcogen và là nguyên tố cần thiết cho quá trình đốt cháy.
- Oxy là nguyên tố hóa học phổ biến nhất trong lớp vỏ của Trái Đất.
- Oxy có số nguyên tử là 8.
- Ký hiệu của oxy là O.
- Khối lượng nguyên tử của oxy là khoảng 15.994.
- Mật độ trung bình của oxy là khoảng 0,001429 gam/cm³.
- Ở nhiệt độ phòng, oxy tồn tại ở dạng khí.
- Điểm nóng chảy của oxy là: -218,79°C.
- Điểm sôi của oxy là: -182,95°C.
- Cấu hình electron của oxy là: 1s²2s²2p⁴.
2. Tính chất vật lý của oxy
- Ở điều kiện bình thường, oxy là khí không màu, không mùi và không vị. Oxy ở dạng lỏng và rắn có màu xanh nhạt. Oxy ít tan trong nước và có trọng lượng lớn hơn không khí.
- Oxy cần thiết cho sự hô hấp của con người và động vật.
- Oxy cũng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự cháy và quá trình đốt nhiên liệu.
* Oxy chiếm 21% tổng thể tích khí quyển của Trái Đất, trong khi khí quyển của Sao Hỏa chỉ chứa khoảng 0,15%.
* Trong cơ thể người, oxy chiếm khoảng 2/3 tổng khối lượng cơ thể, và trong nước, oxy chiếm khoảng 9/10.
3. Tính chất hóa học của oxy
Oxy là một phi kim hoạt động mạnh, dễ dàng phản ứng với nhiều phi kim và kim loại khác.
1. Oxy + kim loại:
Ví dụ: 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄ (Điều kiện: nhiệt độ cao).
2. Oxy + phi kim:
- S + O₂ → SO₂ (Điều kiện: nhiệt độ cao).
- 4P + 5O₂ → 2PO₅ (Điều kiện: nhiệt độ cao).
- C + O₂ → CO₂ (Điều kiện: nhiệt độ cao).
3. Oxy + hợp chất:
- CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O (Điều kiện: nhiệt độ cao).
- CO + O₂ → 2CO₂
- C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O
4. Đồng vị của oxy
Trong tự nhiên, oxy có các đồng vị như Oxy-16, Oxy-17 và Oxy-18. Tất cả ba đồng vị này đều ổn định.
Oxy-16 có 8 proton và 8 neutron. Đây là đồng vị phổ biến nhất, chiếm khoảng 99,762% tổng lượng oxy.
Oxy-17 có 8 proton và 9 neutron.
Oxy-18 có 8 proton và 10 neutron.
5. Ozon
Ozon, ký hiệu là O₃, là một phần tử có mặt trong tầng ozon của tầng bình lưu. O₃ có khả năng hấp thụ hầu hết các tia cực tím từ Mặt Trời.
Ozon là một dạng đồng hình của oxy.
- Tính chất vật lý của ozon:
+ Ở dạng khí, ozon có mùi đặc trưng và màu xanh nhạt.
+ Ozon sẽ chuyển sang dạng lỏng ở -112°C và có màu xanh đậm.
+ Ozon tan trong nước nhiều hơn so với oxy.
- Tính chất hóa học của ozon:
+ Ozon có tính chất hóa học mạnh mẽ hơn so với oxy. Nó có khả năng oxy hóa hầu hết các kim loại (trừ bạc và platin), phi kim, cũng như các hợp chất vô cơ và hữu cơ.
Trong không khí, ozon ở nồng độ thấp giúp làm sạch không khí, nhưng nếu nồng độ cao có thể gây hại cho sức khỏe con người.
Ozon được sử dụng để khử trùng thiết bị y tế, điều trị sâu răng, và làm sạch nước sinh hoạt.
6. Phương pháp điều chế oxy
6.1. Điều chế oxy trong phòng thí nghiệm:
Trong phòng thí nghiệm, oxy thường được điều chế bằng cách phân hủy các hợp chất chứa oxy dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao như KMnO₄, KClO₃, ...
Ví dụ: 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂.
6.2. Điều chế oxy trong công nghiệp:
- Sản xuất oxy từ không khí: Sau khi loại bỏ nước, việc chưng cất phân đoạn không khí lỏng sẽ thu được oxy.
- Sản xuất oxy từ nước: Điện phân nước có thêm một lượng nhỏ H₂SO₄ hoặc NaOH để tăng tính dẫn điện, oxy sẽ được thu tại cực dương và khí H₂ tại cực âm.
7. Vai trò của oxy trong đời sống và sản xuất
- Đối với con người, thiếu oxy có thể dẫn đến tử vong chỉ trong vài phút. Ngược lại, quá nhiều oxy cũng có thể gây ra vấn đề cho cơ thể. Do đó, cần đảm bảo hệ thống thông gió và các biện pháp kiểm soát nồng độ oxy để duy trì mức độ an toàn.
- Trong sinh học, oxy đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh hóa và sinh lý. Nó là nguyên tố chiếm tỷ lệ cao nhất trong cơ thể con người, khoảng 65%, tiếp theo là carbon 18,5%, hydro 9,5%, nitơ 3,2%, canxi 1,5% và cuối cùng là photpho 1%.
- Oxy là yếu tố thiết yếu trong quá trình hô hấp của con người và động vật. Oxy vào cơ thể qua phổi, liên kết với hemoglobin trong tế bào hồng cầu để phân phối đến các bộ phận khác nhau. Sau khi oxy được sử dụng tại các mô, khí carbon dioxide sẽ được vận chuyển trở lại phổi và thải ra ngoài.
- Khi oxy đi vào tế bào, nó được sử dụng bởi ti thể để tạo ra ATP thông qua quá trình hô hấp. Tại đây, oxy hoạt động như chất nhận điện tử cuối cùng trong chuỗi vận chuyển điện tử trong quá trình phosphoryl hóa oxy hóa, hay còn gọi là hô hấp hiếu khí.
- Oxy còn đóng vai trò quan trọng trong hệ miễn dịch, giúp tiêu diệt các mầm bệnh trong cơ thể.
- Oxy là thành phần thiết yếu trong quá trình quang hợp. Các sinh vật quang hợp như vi khuẩn lam, tảo lục, và thực vật tạo ra oxy thông qua quang hợp, được biểu diễn qua phương trình: 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂.
- Oxy cũng có tác dụng điều trị các mô bị thiếu máu cục bộ. Liệu pháp oxy sử dụng oxy để điều trị các tình trạng giảm khả năng hấp thụ oxy như viêm phổi.
- Trong công nghiệp, oxy chủ yếu được dùng để sản xuất kim loại, đặc biệt là thép. Ngoài ra, oxy cũng được dùng để khử trùng nước, thiết bị y tế, hoặc để tẩy trắng hàng dệt và bột giấy.
8. Mức độ oxy trong không gian hạn chế
Nhiều ngành nghề như dầu khí, khai thác mỏ, và xây dựng yêu cầu người lao động làm việc trong các không gian hạn chế. Những khu vực này thường thiếu oxy, cần được giám sát liên tục và trang bị mặt nạ phòng độc cung cấp oxy cho người lao động.
Một số không gian hạn chế dễ nhận diện như hố gas, bể chứa, hầm, và đường hầm. Tuy nhiên, có những không gian hạn chế khó phát hiện như bể chứa chất tẩy dầu mỡ, hố hở,... những khu vực này có thể gây cản trở thông gió tự nhiên, dẫn đến nồng độ oxy thấp.
9. Một số câu hỏi ứng dụng
1. Phát biểu nào dưới đây là không chính xác?
A. Oxy là khí không màu, không mùi và ít tan trong nước.
B. Oxy ít hòa tan trong nước, chuyển thành dạng lỏng khi được nén ở áp suất thấp và nhiệt độ thấp.
C. Oxy có dạng thù hình là Ozon.
D. Oxy ít hòa tan trong nước và hơi nặng hơn không khí.
Đáp án đúng: B
2. Làm thế nào để sản xuất Oxy từ không khí?
A. Hóa lỏng không khí.
B. Chưng cất phân đoạn từ không khí.
C. Chưng cất không khí.
D. Chưng cất phân đoạn không khí đã được làm lỏng.
Đáp án đúng: D.
3. Phản ứng nào dưới đây không xảy ra?
A. 2Mg + O2 → 2MgO.
B. 4P + 5O2 → 2P2O5.
C. 2Cl2 + 7O2 → 2Cl2O7.
D. C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O.
Đáp án chính xác: C.
4. Khí nào sau đây giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì sự sống?
A. N2
B. O2
C. Cl2
D. CO2.
Đáp án chính xác: O2.
5. Tại sao nước Ozon giúp bảo quản trái cây lâu hơn?
A. Ozon là một loại khí độc hại.
B. Ozon có khả năng làm mất màu.
C. Ozon có tính độc và hòa tan tốt trong nước.
D. Ozon có đặc tính oxi hóa mạnh mẽ, khả năng khử trùng hiệu quả và dễ hòa tan trong nước.
Đáp án chính xác: D.
Mong rằng bài viết từ Mytour đã mang đến cho các bạn thông tin hữu ích, chúc các bạn học tập hiệu quả.
