Kiseonik – rasprostranjenost, dobijanje i hemijske osobine
Kiseonik je nemetal iz VI-A grupe periodnog sistema. Latinski naziv kiseonika je
oxygenium, a njegov hemijski simbol je O.
slika 1: Periodni sistem elemenata
Jedan atom kiseonika ima 8 protona, 8 elektrona i 8 neutrona, a njegov maseni broj je 16.
Kiseonik je u normalnim uslovima gas, bez boje, ukusa i mirisa. Izolovan je u periodu
između 1771. i 1774. godine. Engleski hemičar Džozef Presli i švedski hemičar Karl Viljem Šil
primetili su da se pri zagrijavanju živa (II) oksida izdvaja gas, koji podržava gorenje:
2 HgO (s) → 2Hg (l) + O
2
(g)
Gasoviti kiseonik se kondenzuje na -183 °C u svetlo plavu tečnost, a smrzava na -219 °C.
Kiseonik u čistom obliku se javlja u vidu molekula O
2
i njegove alotropske modifikacije, ozona
O
3
.
slika 2: molekuli O
2
i O
3
Kiseonik je najrasprostranjeniji element na Zemlji. Njegov sadržaj u zemljinoj kori iznosi
oko 45%. Takođe, on čini i 20,8% zemljine atmosfere.
Zahvaljujući kiseoniku nastao je, ali i opstao celokupni živi svet na planeti. Bez njega ne može
funkcionisati ni jedna ćelija složenih živih organizama.
1
Kiseonik – rasprostranjenost, dobijanje i hemijske osobine
Prema rasprostranjenost u pojedinim omotačima zemlje elementi se dele na:
1. atmofilne (pretežno se nalaze u vazdušnom omotaču - atmosferi)
2. hidrofilne (pretežno se nalaze u vodenom omotaču - hidrosferi )
3. litofilne (pretežno se nalaze u zemljinoj kori - litosferi )
4. halkofilne (pretežno se nalaze u zemljinom omotaču)
5. siderofilne (pretžno se nalaze u zemljinom jezgru)
Za mnoge elemente nije moguća precizna klasifikacija prema mestu nalaženja, jer su
zastupljeni u više omotača ili čak u svim omotačima zemlje. Takav je slučaj sa kiseonikom. S
obzirom na njegovu rasprostranjenost može se reći da je on atmofilan, litofilan i hidrofilan
elemenat.
slika 3: rasprostranjenost hemijskih elemenata
Kiseonik se u prirodi javlja u elementarnom i u vezanom obliku. Elementarni kiseonik
čini 20,8% atmosfere. Smatra se da je kiseonik iz atmosfere nastao procesom fotosinteze biljaka
u prisustvu sunčeve svetlosti. Kiseonik ulazi u sastav hidrosfere sa oko 88,8 % ukupne mase, a u
litosferi je po rasprostranjenosti na prvom mestu (oko 45%). Kiseonik je u litosferi prisutan u
sastavu silikata, karbonata, oksida, fosfata, sulfata i hidroksida. Intresantan je podatak da
kiseonik čini cak 93,77% zapremine litosfere zbog čega se ona sa punim pravom može nazvati
oksisfera.Takođe, ulazi i u sastav živih organizama.
Najrasprostranjenije jedinjenje kiseonika na zimlji je voda, koja je hemijski spoj dva
atoma vodika i jednog atoma kiseonika.Hemijska formula vode je H
2
O. Veliko prisustvo
kiseonika u hidrosferi je od neprocenjivog značaja. Usled zagađenja vode često dolazi do
smanjenja koncentracije kiseonika, što ugrožava opstanak biljaka i životinja pod vodom.
Kiseonik u čistom obliku se javlja u vidu molekula koji se sastoji od dva atoma kiseonika
(O
2
) i molekula koji se sastoji od tri atoma kiseonika (O
3
). U vidu molekula O
2
nalazi se u nižim
slojevima atmosfere, a u vidu molekula O
3,
koji se naziva ozon, u višim slojevima atmosfere.
Ozon je troatomna alotropska modifikacija kiseonika, koja je mnogo nestabilnija od uobičajenog
dvoatomnog oblika O
2.
2
Kiseonik – rasprostranjenost, dobijanje i hemijske osobine
Kiseonik je moguće dobiti laboratorijski. U veću epruvetu treba staviti nešto kalijum-
permanganata (KMnO
4
) i preliti ga razblaženom sumpornom kiselinom (H
2
SO
4
). Ztim treba
polako i oprezno dodati vodonik-peroksid (H
2
O
2
). Pri tom se razvija kiseonik, koji prelazi u
epruvetu prethodno uronjenu u posudu sa vodom, kao na slici 6.
2KMnO
4
+ 3H
2
SO
4
+ 5H
2
O
2
= K
2
SO
4
+ 2Mn
S
O
4
+ 8H
2
O + 5O
2
slika 6: ogled – laboratorijsko dobijanje kiseonika
Kiseonik je laboratorijskim putem moguće dobiti i zagrevanjem kalijum-permanganata.
Na temperaturi preko 230 C
o
kalijum-permanganat se razlaže po sledećoj formuli:
2KMnO
4
→ K
2
MnO
4
+ MnO
2
+ O
2
Laboratorijski način dobijanja kiseonika je skup za industrijske potrebe, pa se u tu svrhu
kiseonik dobija iz vazduha i vode.
Kada je reč o dobijanju kiseonika iz vazduha, neophodno je pretvaranje vazduha u tečno
stanje, a iz njega se zatim dobija kiseonik. Ovaj proces naziva se frakciona destilacija i njemu
prethode procesi pranja, sabijanja i hlađenja vazduha.
Proces “pranja” podrazumeva uklanjanje prašine, ugljendioksida, vlage i drugih primesa
iz vazduha. Očišćeni vazduh se zatim sabija, što dovodi do njegovog zagrevanja, pa je nakon
toga potrebno njegovo hlađenje. Vazduh se postupno hladi do -200 C
o
i na toj temperaturi on
prelazi u tečno agregatno stanje. Zatim se pristupa procesu frakcione destilacije, kojim se
razdvajaju pojedini gasovi, među kojima je i kiseonik.
4
