Obtencion de oxigeno

Síntesis

El oxígeno es el elemento más abundante en la naturaleza. Se encuentra en estado libre en el aire en una proporción en volumen del 21% . La mayor parte del Oxígeno se encuentra en forma de compuestos, sobre todo agua, óxidos, silicatos y carbonatos. De los compuestos en los que se encuentra de manera natural la mayoría son muy estables químicamente, por lo que no es posibleutilizarlos todos para su preparación. Existen distintos procesos que se utilizan para prepararlo, utilizando el aire como materia prima se utiliza la Destilación Fraccionada del aire líquido, permitiendo separar y obtener Oxígeno, Nitrógeno , Bióxido de Carbono y Gases nobles. El otro proceso es la Electrólisis del Agua que permite obtener Oxígeno en cantidades menores pero de mayor pureza. Finalmentetenemos la descomposición por el calentamiento de sus compuestos, donde podemos apreciar que aparte del Oxido de Mercurio donde se puede apreciar el desprendimiento considerable de oxígeno, el resto de sus compuestos son tan estables que aún por encima de su punto de fusión no se observa descomposición. El Clorato de Potasio al calentarse a elevadas temperaturas si se descompone desprendiendo unagran cantidad de Oxígeno por lo que es necesario mezclarlo con Bióxido de Manganeso para que la descomposición de este compuesto se lleve a menor temperatura.

Objetivos

1. Conocer algunos de los métodos empleados en el laboratorio para la obtención de oxigeno.
2. Observar algunas propiedades físicas y químicas de este elemento y reconocer su presencia.
3. determinar la composición porcentualdel elemento de oxigeno en el clorato de potasio.

Oxigeno

El oxígeno se encuentra libre en la atmósfera en forma de O2, el cual constituye la quinta parte de su peso y en las altas capas de la atmósfera como O3. Combinado se lo encuentra formando H2O que cubre las 3/4 partes de la superficie terrestre y el mismo constituye 8/9 de su peso, también se lo encuentra formando una gran cantidadde óxidos, oxoácidos, sales oxigenadas, el alcohol, el azúcar, la celulosa y gran cantidad de compuestos orgánicos.
Obtención:
El oxígeno industrialmente se puedo obtener a partir de la destilación fraccionada del aire líquido. En este procedimiento llamado método de Georges Claude se desprende primero ázoe a -193° y luego el oxígeno a -181°.
Un método químico es el llamado método de Lavoisierel que consiste en el calentamiento de mercurio se oxida a 360° y luego se descompone el óxido.
Hg + O HgO
En la industria se emplea el método de Boussingault, el cual consiste en el calentamiento de barita u óxido de bario (BaO) que se calienta al aire, al rojo naciente (400° aprox.), combinándose con el Oxigeno para formar bióxido de bario.
BaO + O BaO2
Calentando en seguida el bióxido debario hacia 800°; se disocia en barita y oxígeno por la reacción inversa.
BaO2 BaO + O
Teóricamente la barita puede servir indefinidamente pero en la práctica esto no sucede ya que el gas carbónico contenido en el aire produce carbonato de bario y por esto se debe renovar la barita periódicamente.
Se puede obtener oxígeno a partir de la electrólisis de agua alcalinizada con un 10 o 15% deNaOH. Los electrodos son de hierro. Todo se produce como si el agua estuviese descompuesta, y se recoge el oxígeno en el electrodo positivo y el hidrogeno en el electrodo negativo.
Métodos de laboratorio: Se descompone el agua oxigenada en presencia de un catalizador; se utiliza generalmente el bióxido de manganeso: MnO2.
H2O2 H2 O + O
En lugar de utilizar H2O2, se puede utilizar el compuestometálico correspondiente:
Na2O2 ó K2O2
Estos compuestos son destruidos por el agua:
H2O + K2O2 2KOH + O
Se puede obtener oxígeno por calcinación de bióxido de manganeso y Clorato de potasio.
3MnO2 Mn3O4 + O2
ClO3K KCl + 3O
Realmente no se descompone el clorato de potasio completamente sino hasta una temperatura mucho mas elevada a una temperatura moderada la ecuación correspondiente es...