Hóa học lớp 8 – Bài 27: Điều chế khí Ôxi

Để có được một lượng oxi nhất định thì trước tiên cũng ta phải xem nguồn tạo ra oxi là gì ? Như chúng ta đã biết, Oxi có rất nhiều trong không khí do vậy chúng ta có thể dựa vào tính chất vật lý của oxi để tách oxi từ không khí nhưng đó là khi chúng ta cần một lượng lớn oxi để phục vụ nhu cầu sản xuất hoặc kinh doanh. Vậy chỉ cần một lượng ít khí oxi thôi thì có cách nào không ?

Videos: Phương pháp điều chế Oxi từ KMnO4

Ngoài cách tách oxi từ không khí với lượng lớn thì chúng ta có thể điều chế oxi trong phòng thí nghiệm khi cần một lượng nhỏ cho thí nghiệm mà thôi. Để điều chế oxi trong phòng thí nghiệm, cách đơn giản nhất đó chính là sử dụng những hợp chất giàu oxi. Vậy cách thực hiện như thế nào và trong chương trình hóa học lớp 8 các em cần nhớ những cách điều chế oxi nào ?

I – Điều chế Oxi trong phòng thí nghiệm

1. Thí nghiệm:

a. Cho một lượng nhỏ Kali Pemanganat có công thức hóa học là KMnO4 có tên gọi khác là thuốc tím vào óng nghiệm rồi dùng kẹp gỗ cặp ống nghiệm rồi đưa lên ngọn lửa đèn cồn đun nóng. Sau đó, chúng ta lấy một que đóm cháy dở* còn tàn đỏ vào miệng ống nghiệm.
Hiện tượng quan sát được: Que đóm búng cháy trở lại.
Giải thích hiện tượng: Que đóm có thể bùng cháy trở lại do tàn đóm đỏ tiếp xúc với môi trường nhiều oxi làm cho quá trình cháy diễn ra mạnh mẽ hơn dẫn tới que đóm bùng cháy trở lại.
Phương trình phản ứng điều chế oxi từ KMnO4 như sau:
KMnO4 ↦ K2MnO4 + MnO2 + O2
Khí oxi thoát ra ở phương trình trên chính là thủ phạm làm que đóm bùng cháy trở lại.
*Cháy dở: Tức là đang cháy thì bị tắt và trên đầu ngọn đóm vẫn còn tàn đỏ.
b. Đun nóng KClO3 (Kali Clorat) là một chất rắn, màu trắng trong ống nghiệm cũng có khí oxi thoát ra theo phương trình phản ứng hóa học sau:
KClO3 ↦ KCl + O2

Nếu ta trộn thêm một MnO2 thì phản ứng trên xảy ra sẽ nhanh hơn, chúng ta thu được khí oxi nhanh hơn.

Phương pháp thu khí oxi khi điều chế khí oxi trong phòng thí nghiệm hiện tại đang có 2 cách:

Cách 1: Thu khí oxi bằng phương pháp đẩy không khí.

Như chúng ta quan sát ở hình bên phải, đấy chính là cách thu khí oxi bằng cách đẩy không khí.
Cách thực hiện: Chuẩn bị đường ống dẫn khí oxi sao cho đầu thát khí oxi ra gần đáy bình cần thu nhất. Ngoài ra, chúng ta lý giải việc làm trên do oxi nặng hơn không khí do vậy khi khí oxi được tạo ra và đi vào bình thì sẽ đẩy những thành phần khí khác có trong không khí ra khỏi bình.
Phương pháp này thu được oxi có độ tinh khiết cao nhưng có thể sẽ không tinh khiết bằng phương pháp đẩy nước.

Cách 2: Thu khí oxi bằng phương pháp đẩy nước tinh khiết.

Chúng ta hãy quan sát tiếp hình bên trên nhưng phương pháp đẩy nước đang là hình ở phía bên tay trái của các bạn. Để thực hiện phương pháp đẩy nước, chúng ta cần có một khay nước, một ống nghiệm, một đường dẫn ống hình chữ L . . . và một số thiết bị khác như: Nút ống nghiệm, giá đỡ . . .
Cách thực hiện: Đầu tiên, chúng ta cho đầy nước vào ống nghiệm sau đó đưa đầu thoát khí oxi ra vào trong miệng ống nghiệm cần thu. Phương pháp này hơi khó hơn một chút nhưng khí thực hiện được thì oxi thu được có độ tinh khiết rất cao.

II – Sản xuất khí oxi trong công nghiệp

1. Sản xuất khí oxi từ không khí

Phương pháp điều chế khí oxi từ không khí đơn giản nhất dựa trên tính chất vật lý của oxi hóa lỏng ở -183*C. Nói là đơn giản nhưng để thực hiện được quá trình hóa lỏng không khí thì không đơn giản một chút nào nhé các em. Nếu bạn nào có tìm hiểu chi tiết về vấn đề trên hãy liên hệ với chúng tôi để bổ sung thêm vào bài viết này nhé.
Trước hết, người ra sẽ hóa lỏng không khí tới -195*C ở nhiệt độ rất thấp và áp suất cao này thì chúng ta sẽ thu được hỗn hợp nhiều khí khác nhau trong đó chủ yếu là khí Nitơ và khí Oxi. Sau đó lại là quá trình làm bay hơi khí nitơ bằng cách nâng nhiệt độ từ -196*C lên -183*C và sau đó chúng ta sẽ thu được khí Oxi ở dạng lỏng.

2. Sản xuất oxi từ nước(H2O):

Trong nước, cứ 1 phân tử nước sẽ có 1 nguyên tử oxi do đó để điều chế được oxi từ nước thì chúng ta cần 2 phân tử nước sẽ điều chế được một phân tử oxi. Bằng cách điện phân nước trong các bình điện phân sẽ thu được hai chất khí riêng biệt là oxi và hiđrô.
Phương trình điện phân nước cơ bản:
H2O ↦ H2 + O2
Khí oxi được tạo thành người ta thường hóa lỏng và nén dưới áp suất cực cao trong các bình thép.

III – Ứng dụng của Oxi

Oxi lâu nay được con người sử dụng để duy trì sự sống thông qua quá trình trao đổi khí ở phổi. Oxi cũng được cung cấp bổ sung trong lĩnh vực y tế cho người bệnh hoặc những nhà leo nũi, người đi trên máy bay . . .
Oxi được sử dụng làm chất oxi hóa trong công nghiệp như: Công nghiệp hàn, công nghiệp luyện kim sắt thep và sản xuất rượu trong công nghiệp như Mêtanon . . .Trong thế kỷ 19, ôxy thường được trộn với nitơ ôxít để làm các chất giảm đau.

VI – Bài tập điều chế oxi

Khí oxi được sử dụng nhiều nhất trong lĩnh vực:
A. Y tế.
B. Luyện thép.
C. Công nghiệp hoá chất.
D. Khí oxi được sử dụng nhiều nhất trong lĩnh vực y tế.
Lời giải:
– Phương pháp giải:
Dựa vào ứng dụng của oxi trong bài 29 oxi – ozon sgk hóa 10 – trang 125
– Giải chi tiết:
Ứng dụng của oxi
+ y tế: 10%
+ luyện thép: 55%
+ công nghiệp hóa chất: 25%
+ hàn cắt kim loại: 5%
+ thuốc nổ nhiên liệu tên lửa: 5%
Oxi được sử dụng nhiều nhất trong lĩnh vực luyện thép.