Як отримати кисень?
На сьогодні питання екології виходить на перший план. Але здорова екологія неможлива без кисню. Саме він є основною цеглиною підтримання життя на планеті Земля. Крім цього, кисень часто бере участь у багатьох хімічних реакціях. Давайте розглянемо, як отримати кисень в умовах хімічної лабораторії.
Щоб одержати кисень закріпимо пробірку з тугоплавкого скла на штативі і внесемо в неї 5 г порошкоподібної селітри (нітрату калію KNO3 або нітрату натрію NaNO3). Поставимо під пробірку чашку з вогнетривкого матеріалу, наповнену піском, тому що при цьому досліді скло часто плавиться і витікає гаряча маса. Тому і пальник при нагріванні триматимемо збоку. Коли ми сильно нагріємо селітру, вона розплавиться і з неї виділиться кисень (виявимо це за допомогою тліючої скіпки - вона спалахне в пробірці). При цьому нітрат калію перейде у нітрит KNO2. Кинемо потім тигельними щипцями або пінцетом шматок черешкової сірки в розплав (не тримати лице над пробіркою!). Сірка спалахне і згорить із виділенням великої кількості тепла. Дослід слід проводити при відкритих вікнах (через окисли сірки).
Процес протікає наступним чином (нагрівання):
Отримати кисень можна й іншими способами. Перманганат калію КМnО4 віддає при нагріванні кисень і перетворюється при цьому на оксид марганцю (4):
З 10 г перманганату калію можна отримати приблизно літр кисню, отже, двох грамів достатньо, щоб наповнити киснем п'ять пробірок нормальної величини.
Деяка кількість перманганату калію нагріємо в тугоплавкій пробірці і вловимо в пробірки кисень, що виділяється, за допомогою пневматичної ванни. Кристали, тріскаючи, руйнуються, і, часто деяка кількість пилоподібного перманганату захоплюється разом із газом. Вода в пневматичній ванні та відвідній трубці в цьому випадку забарвиться в червоний колір.
У великих кількостях отримати кисень можна також з пероксиду (перекису) водню Н2O2. Пероксид водню мало стійкий. Вже при стоянні на повітрі він розкладається на кисень і воду:
Отримати кисень можна суттєво швидше, якщо додати до пероксиду трохи діоксиду марганцю МnО2, активоване вугілля, металевого порошку, крові (згорнутої або свіжої), слини. Ці речовини діють як каталізатори.
Ми можемо в цьому переконатися, якщо в маленьку пробірку помістимо приблизно 1 мл пероксиду водню з однією з названих речовин, а наявність кисню, що виділяється, встановимо за допомогою скібки. Якщо в хімічній склянці до 5 мл тривідсоткового розчину пероксиду водню додати рівну кількість крові тварини, то суміш сильно спіниться, піна застигне і здувається внаслідок виділення бульбашок кисню.
Каталізатори підвищують швидкість реакції хімічного процесу при цьому самі не витрачаються. Зрештою вони знижують енергію активації, необхідну для протікання реакції. Але існують і речовини, що діють протилежним чином. Їх називають негативними каталізаторами або інгібіторами. Наприклад, фосфорна кислота перешкоджає розкладу пероксиду водню. Тому продажний розчин пероксиду водню зазвичай стабілізовано фосфорною чи сечовою кислотою. У живій природі в багатьох процесах беруть участь так звані біокаталізатори (ензими, ферменти, гормони).
