Пояснювальна записка докурсовій роботі
тема: "Методи визначенняконцентрації розчиненого кисню у воді "
Введення
Контрольвмісту кисню - надзвичайно важлива проблема, у вирішенні якоїзацікавлені практично всі галузі народного господарства, включаючи чорну такольорову металургію, хімічну промисловість, сільське господарство, медицину,біологію, рибну та харчову промисловість, служби охорони навколишнього середовища.Вміст розчиненого кисню визначають у незабруднених природних і встічних водах після очищення. Процеси очищення стічних вод супроводжуютьсяпостійним контролем.
Кисень(Опис, властивості, отримання)
Кисеньє найпоширенішим елементом земної кори. В атмосфері йогознаходиться близько 23 вага%, у складі води - близько 89%, в людському організмі -близько 65%, в піску міститься 53% кисню, в глині вЂ‹вЂ‹- 56% і т.д. Якщопідрахувати його кількість в повітрі (атмосфері), воді (гідросфері) і доступноюбезпосередньому хімічному дослідженню частини твердої земної кори(Літосфері), то виявиться, що на частку кисню припадає приблизно 50% їхзагальної маси. Вільний кисень міститься майже виключно в атмосфері,причому кількість його оцінюється в 1,2 • 10 15 т. При всій громадности цієї величини вона неперевищує 0,0001 загального вмісту кисню в земній корі.
Вивченняхімічних перетворень земної кори становить предмет геохімії . Зпозицій цієї науки значення того чи іншого елемента для протікають в земнійкорі хімічних взаємодій визначається його відносним числом атомів.Тому більш правильним є зіставлення поширеності окремихелементів не у вагових, а в атомних відсотках. Останні знаходять, ділячи ваговівідсотки на відповідні атомні ваги і висловлюючи кожен отриманий такимшляхом атомний фактор в частках від їх загальної суми, прийнятої за 100. Для киснюподібний перерахунок дає цифру 52,3. Таким чином, більше половини всіхскладових земну кору атомів припадає на частку кисню.
Найдавнішаатмосфера Землі, мабуть, не містила вільного кисню. Можнаприпускати, що первинне його поява була обумовлена ​​тим, що відбувається піддією ультрафіолетових променів Сонця розкладанням молекул водяної пари позагальною схемою:
2 Н 2 Про= 2 Н 2 + Про 2 .
виникаєтаким шляхом водень здіймався вгору, а головна маса кисню витрачалася навзаємодія зі здібними окислюватися речовинами. Швидке збагаченняатмосфери киснем почалося, ймовірно, лише після появи на Землірослинності.
Кисень буввідкритий в 1774 р. Хоча поблизу земної поверхні атмосфера містить його ввигляді молекул (Про 2 ), вище 100 км основною формою існуванняцього елемента стає атомарна. Розпад молекул Про 2 на атомиздійснюється під впливом ультрафіолетового випромінювання Сонця.
З'єднанняокремих атомів кисню в молекули О 2 супроводжується значнимвиділенням енергії (250 кДж/моль атомів). Є припущення, що це можебути використано для забезпечення польотів на великих висотах.
Вільнийкисень складається з двохатомних молекул. Під звичайним тиском він зріджується при-183 В° С і твердне при -219 В° С. У газоподібномустані кисень безбарвний, а в рідкому і твердому має блідо-синє забарвлення.
Критичнатемпература кисню дорівнює -118 В° С, критичний тиск 50 атм. Рідкий кисень маєщільність 1,14 г./см 3 (при температурі кипіння) і характеризуєтьсятеплотою випаровування 7 кДж/моль. Щільність твердого кисню (при температуріплавлення) дорівнює 1,27 г./см 3 , а його теплота плавлення 0,5 кДж/моль.Для твердого кисню характерні кристали трьох різних типів, причому кожнийз них стійкий в певних межах температур: нижче -249 В° С, від -249 до -229 В° С, і від -229 В° С до температуриплавлення. Граничні значення температур між такими областями стійкості(В даному випадку -249 і -229 В° С) носять назву точок переходу .
Лабораторнеотримання кисню грунтується на розкладанні багатьох їм, але порівнянонетривких речовин. Звичайно застосовується хлорат калію (В«бертолетова сільВ»),розпадається при нагріванні на хлорид калію і кисень:
2 KClO 3 = 2 KCl + 3 O 2 .
Ця реакціяцікава тим. що вона значно прискорюється і йде при більш низькихтемпературах, якщо до KClO 3 попередньо додати трохи двоокисумарганцю (MnO 2 ), кількість якої після закінчення процесузалишається незмінним. Подібні двоокису марганцю речовини, що прискорюютьреакції, але в результаті їх самі залишаються хімічно незмінними ,називаються каталізаторами . Каталітична активність речовин специфічна,тобто будь-яка з них, що служить хорошим каталізатором для однієї реакції,нерідко виявляється абсолютно недіяльному при іншій. Разом з тим дляреакції, що каталізується небудь однією речовиною, можна звичайно підібрати щеряд каталізаторів. Так, при розкладанні KClO 3 замість MnO 2 можна застосувати оксид заліза (III) (Fe 2 O 3 ), оксид хрому(III) (Cr 2 O 3 ) і т.д.
Для отриманняповільного та рівномірного струму кисню замість MnO 2 до KClO 3 домішують подрібнену кухонну сіль. Однак у цьому випадку нагріванняповинно бути більш сильним. При точних роботах слід мати на увазі, щоотриманий шляхом розкладання КCIO 3 кисень зазвичай містить слідихлору.
Кисеньможе бути отриманий в лабораторії також рядом інших методів, з якихнайбільш зручні наступні: а) слабке прожарювання КМnO 4 , б)Прилив по краплях розчину КМnO 4 до підкислення сірчаною кислотоюрозчину Н 2 Про 2 ; в) дія води в присутності солейкобальту на пероксид натрію; г) дією розведеної азотної кислоти на сумішрівних вагових частин ВаО 2 і РbO 2 ; д) розкладання води,містить Н 2 SO 4 або NaOH, постійним електричним струмом(Одночасно утворюється також водень). Для одержання особливо чистого кисню(Містить тільки домішка водяної пари) електролізу піддають звільненийкип'ятінням від розчинних газів повітря сірчанокислий розчин До 2 СRO 4 .Щорічний світовий видобуток кисню обчислюється мільйонами тонн.
У польовихумовах для одержання кисню зручно користуватися тісному сумішшю 100 вага. ч.КCIO 3 c 13 вагу. ч. MnO 2 і невеликою кількістю вугільноїпилу. Суміш ця - Оксигену - починає виділяти кисень при її підпалюванні.Очищення від СО 2 може бути здійснена пропусканням виділяєтьсягазу крізь посудину з вологою гашеним вапном.
Основнимджерелом промислового отримання кисню є рідке повітря. Виділюванийз нього кисень містить зазвичай лише незначні кількості домішок азотуі важких інертних газів. Для одержання особливо чистого кисню користуютьсяіноді розкладанням води електричним струмом.
У 100 об'ємахводи розчиняється про 0 В° С близько п'яти обсягів кисню, при 20 В° С - близько трьох. Водигідросфери містять 1,5 • 10 13 т розчиненого кисню. Розчинність його у воді має величезне значеннядля життя, так як служить джерелом енергії живих організмів процес диханняздійснюється за участю розчиненого кисню.
Хімічнасутність дихання полягає в з'єднанні вуглецю і водню органічних речовинз киснем повітря. Як у тварин, так і у рослин воно відбувається вхімічному сенсі однаково. Однак у рослин паралельно протікає процесхарчування: під дією сонячних променів організм рослин синтезуєнеобхідні йому органічні речовини з вуглекислого газу і води, причомувільний кисень повертається в атмосферу. Загальне його кількість, що виділяєтьсярослинами в процесі дихання, приблизно в шість разів більше споживаного нимипри диханні.
дихання живихорганізмів аналогічні в хімічному відношенні протікають всюди різноманітніпроцеси окислення. У вузькому сенсі с...
