Получение кислорода

В лаборатории кислород можно получать несколькими способами

Является одним из самых распространённых способов получения кислорода в лаборатории.

Перманганат калия помещают в пробирку с газоотводной трубкой, нагревают. Выделяющийся кислород собирают в сосуд. Достоинствами такого метода являются дешевизна и доступность реактивов, скорость реакции и невысокая температура проведения.

${\displaystyle {{\ce {2KMnO4 -> K2MnO4 + MnO2 + O2 ^}}}}$^[1].

Хлорат калия нагревают примерно до 200 С, используют MnO₂ в качестве катализатора. При нагревании хлорат калия разлагается на хлорид калия и кислород. В данном случае получается кислород высокой чистоты. Бертолетова соль является сильным окислителем и при контакте с горючими веществами склонна взрываться, что является недостатком использования данного метода.

${\displaystyle {{\ce {2KClO3 -> 2KCl + 3O2 ^}}}}$.

В раствор пероксида водорода добавляют катализатор MnO₂. Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой. Выделяющийся кислород собирают в отдельную ёмкость.

${\displaystyle {{\ce {2H2O2 -> 2H2O + O2 ^}}}}$.

Реакция по которой протекает разложение нитратов металлов, с выделение кислорода зависит от металла, входящего в состав нитрата.

Например, разложение нитрата натрия:

${\displaystyle {{\ce {2NaNO3 -> 2NaNO2 + O2 ^}}}}$.

Разложение нитрата серебра:

${\displaystyle {{\ce {2AgNO3 -> 2Ag + 2NO2 ^ + O2 ^}}}}$.

Кислород образуется в процессе разложения воды под действием электрического тока. Вода является слабым электролитом, поэтому для ускорения процесса в воду добавляют сильные щёлочи или сильную кислоту. В воду, подкисленную серной кислотой помещают два электрода, которые подключены к источнику тока. Электрод, соединённый с отрицательным полюсом является катодом, а электрод, подключённый к положительному полюсу — анодом. В результате электролиза кислород выделяется на аноде, а водород на катоде. Метод позволяет получить чистые кислород и водород^[2].

Криогенный метод является промышленным способом получения кислорода методом разделения атмосферного воздуха на компоненты. Основан на разнице температур кипения газов^[3].

Оборудованием для получения кислорода таким методом являются криогенные воздухоразделительные установки. Воздух сжимается компрессором, пропускается через теплообменники, расширяется в машине-детандере, охлаждается и переходит в жидкое состояние. Далее происходит постепенное испарение и разделение воздуха на азот и кислород.

В основе метода лежит процесс адсорбции. В качестве адсорбента используют цеолиты. Метод короткоцикловой безнагревной адсорбции является способом разделения атмосферного воздуха на кислород и другие составляющие.

Сжатый воздух пропускают через ёмкость с адсорбентов. Кислород проходит через адсорбер, в то время как азот и часть других газов задерживается в порах цеолита.

Происходит разделение атмосферного воздуха на компоненты с помощью селективных мембран, которые пропускают кислород, но задерживают молекулы азота и других газов.

Электролиз воды также используется в промышленности для получения кислорода. Он осуществляется с помощью электролизёров^[4].