ఆక్సిజన్ (O): రసాయన ధర్మాలు మరియు చర్యలు

రసాయన ధర్మాల అవలోకనం

ఆక్సిజన్ (O, పరమాణు సంఖ్య 8) అత్యంత చురుకైన అలోహం, ఇది ఆవర్తన పట్టికలోని గ్రూప్ 16 (చాల్కోజెన్‌లు) లోని ఒక మూలకం.

• క్రియాశీలత: ఆక్సిజన్ రెండవ అత్యంత ఎలక్ట్రోనెగటివ్ మూలకం (ఫ్లోరిన్ తర్వాత) మరియు శక్తివంతమైన ఆక్సీకరణ కారకం. ఇది దాదాపు అన్ని ఇతర మూలకాలతో సులభంగా సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తుంది.
• ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ: అధిక ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ (పాలింగ్ స్కేల్: 3.44) ధ్రువ బంధాల ఏర్పాటుకు మరియు ఎలక్ట్రాన్‌లను పొందే బలమైన ధోరణికి దారితీస్తుంది.
• ఆక్సీకరణ స్థితులు: సాధారణంగా చాలా సమ్మేళనాలలో -2 ఆక్సీకరణ స్థితిని ప్రదర్శిస్తుంది, కానీ -1 (పెరాక్సైడ్‌లు), -1/2 (సూపర్‌ఆక్సైడ్‌లు), మరియు +2 (ఆక్సిజన్ డైఫ్లోరైడ్, OF₂) కూడా చూపగలదు.
• రూపాంతరాలు: డైఆక్సిజన్ (O₂) మరియు ఓజోన్ (O₃) రెండు ప్రధాన రూపాంతరాలు.

గాలి మరియు ఆక్సిజన్ చర్య (దహనం/ఆక్సీకరణం)

ఆక్సిజన్ దహనాన్ని మద్దతు ఇస్తుంది మరియు అనేక మూలకాలు మరియు సమ్మేళనాలతో, ముఖ్యంగా వేడి చేసినప్పుడు, తీవ్రంగా చర్య జరుపుతుంది.

అలోహాలతో

1. కార్బన్ (C):
   • పూర్తి దహనం:

     C(s) + O₂(g) → CO₂(g)
     

   • పరిమిత ఆక్సిజన్‌లో (అసంపూర్ణ దహనం):

     2C(s) + O₂(g) → 2CO(g)
     

2. సల్ఫర్ (S):

   S(s) + O₂(g) → SO₂(g)
   

3. ఫాస్పరస్ (P₄):
   • అదనపు ఆక్సిజన్‌లో (ఫాస్పరస్ పెంటాక్సైడ్ ఏర్పడటానికి):

     P₄(s) + 5O₂(g) → P₄O₁₀(s)
     

   • పరిమిత ఆక్సిజన్‌లో (ఫాస్పరస్ ట్రైఆక్సైడ్ ఏర్పడటానికి):

     P₄(s) + 3O₂(g) → P₄O₆(s)
     

లోహాలతో

1. మెగ్నీషియం (Mg):

   2Mg(s) + O₂(g) → 2MgO(s)
   

2. ఇనుము (Fe):
   • ఇనుమును మండించడం (శుద్ధ ఆక్సిజన్‌లో, లేదా సూక్ష్మంగా విభజించిన ఇనుముతో):

     3Fe(s) + 2O₂(g) → Fe₃O₄(s)
     

   • తుప్పు పట్టడం (తేమ సమక్షంలో నెమ్మదిగా ఆక్సీకరణం):

     4Fe(s) + 3O₂(g) + nH₂O(l) → 2Fe₂O₃·nH₂O(s)
     

3. సోడియం (Na):
   • సోడియం పెరాక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది (అదనపు ఆక్సిజన్‌తో ప్రధాన ఉత్పత్తి):

     2Na(s) + O₂(g) → Na₂O₂(s)
     

   • సోడియం ఆక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది (చిన్న ఉత్పత్తి, లేదా పరిమిత ఆక్సిజన్‌తో):

     4Na(s) + O₂(g) → 2Na₂O(s)
     

4. పొటాషియం (K):
   • పొటాషియం సూపర్‌ఆక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది:

     K(s) + O₂(g) → KO₂(s)
     

సమ్మేళనాలతో (హైడ్రోకార్బన్‌లు, అమ్మోనియా)

1. మీథేన్ (CH₄):

   CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)
   

2. ఇథనాల్ (C₂H₅OH):

   C₂H₅OH(l) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 3H₂O(g)
   

3. అమ్మోనియా (NH₃):
   • ఉత్ప్రేరక ఆక్సీకరణం (నైట్రిక్ ఆమ్లం ఉత్పత్తికి ఆస్ట్‌వాల్డ్ ప్రక్రియ, అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద Pt/Rh ఉత్ప్రేరకంతో):

     4NH₃(g) + 5O₂(g) \xrightarrow{Pt/Rh, 800^\circ C} 4NO(g) + 6H₂O(g)
     

   • పూర్తి ఆక్సీకరణం (ఉత్ప్రేరకం లేకుండా, అదనపు ఆక్సిజన్‌లో):

     4NH₃(g) + 3O₂(g) → 2N₂(g) + 6H₂O(g)
     

నీరు మరియు ఆవిరి చర్య

మూలక ఆక్సిజన్ వాయువు (O₂) నీరు లేదా ఆవిరితో రసాయనికంగా చర్య జరదు. ఇది నీటిలో తక్కువగా కరుగుతుంది, ఈ లక్షణం జలచర జీవనానికి అత్యంత ముఖ్యమైనది. నీటిలో ఆక్సిజన్ కరిగే స్వభావం ఉష్ణోగ్రత పెరిగేకొద్దీ తగ్గుతుంది.

ఆమ్లాలు మరియు క్షారాల చర్య

మూలక ఆక్సిజన్ వాయువు (O₂) ఒక తటస్థ వాయువు మరియు సాధారణ ఆమ్లాలు లేదా క్షారాలతో చర్య జరపదు. అయితే, దాని ఆక్సైడ్‌లు ఆమ్లంగా (ఉదాహరణకు, CO₂, SO₂), క్షారంగా (ఉదాహరణకు, Na₂O, MgO), ఉభయధార్మికంగా (ఉదాహరణకు, Al₂O₃, ZnO), లేదా తటస్థంగా (ఉదాహరణకు, CO, NO) ఉండవచ్చు.

ముఖ్యమైన ప్రయోగశాల పరీక్ష/గుర్తింపు చర్యలు

ఆక్సిజన్ వాయువును క్రింది పరీక్ష ద్వారా గుర్తించవచ్చు:

1. మండే పుల్ల పరీక్ష (Glowing Splint Test):
   • మండే (మండుతున్నది కాదు) చెక్క పుల్లను ఆక్సిజన్ ఉన్న గ్యాస్ జార్‌లోకి ప్రవేశపెట్టినప్పుడు, పుల్ల వెంటనే తిరిగి మండి, మంటగా మారుతుంది. ఇది ఆక్సిజన్ దహనానికి మద్దతు ఇచ్చే సామర్థ్యం వల్ల జరుగుతుంది.
   • పరిశీలన:
   • మండే పుల్ల తిరిగి మండుతుంది.