Simbolo dell’elemento: O
Numero atomico: 8
Config. elettronica: [He] 2s22p4
Isotopi naturali: 16O,17O,18O,
Massa atomica: 16.00 uma
Densita: 1.43 g dm-3 (0°C, 1atm)
Punto di fusione: -219°C
Punto di ebollizione: -183°C
Elettronegativita: 3.50
Ossigeno liquido a -183°C
Ossigeno
Combustione di una sigaretta in ossigeno
La velocità di una reazione dipende dalla concentrazione. In particolare, tutte le reazioni di combustione all’aria avvengono con una certa velocità, che dipende principalmente dalla quantità di ossigeno disponibile nell’aria (circa 20%). In questo filmato possiamo osservare come la combustione di una sigaretta, che in condizioni normali avviene in alcuni minuti, in presenza di una elevata concentrazione di ossigeno si conclude nel giro di pochi secondi. Si osserva inoltre che la quantità di fumo che si libera è molto minore di quella liberata in condizioni normali. Questo si può ben comprendere se si ricorda la definizione di fumo: il fumo è una dispersione di un solido, finemente suddiviso, in un gas. Nel caso del fumo di sigaretta il solido è costituito da particelle incombuste, che all’aria non hanno modo di bruciare completamente a causa della bassa concentrazione di ossigeno. Quando invece la concentrazione di ossigeno è molto superiore, la combustione avviene in modo più completo liberando una quantità di residui incombusti molto inferiore.
Combustione di un filo di ferro in ossigeno
Altri materiali, che normalmente all’aria non bruciano, in presenza di una alta concentrazione di ossigeno possono bruciare rapidamente, come nel caso del filo di ferro mostrato nel filmato. La combustione del filo di ferro viene innescata con un piccolo pezzetto di legno, posizionato all’estremità del filo di ferro, acceso con un accendino. Quando il filo di ferro viene immerso nella beuta satura di ossigeno, inizia la combustione del ferro, che in pochi secondi si consuma completamente formando ossidi di ferro. La reazione mostrata è la stessa che conduce all’ossidazione del ferro nei processi di formazione della ruggine, ma in condizioni normali (bassa concentrazione di ossigeno) il processo è molto più lento.
Combustione del fosforo in ossigeno
La combustione del fosforo, in presenza di alta concentrazione di ossigeno, avviene molto più velocemente con una forte emissione di luce.
Combustione dello zolfo in ossigeno
Lo zolfo brucia all’aria ma la fiamma è molto debole e la combustione piuttosto lenta. La stessa reazione di combustione, condotta in presenza di una alta concentrazione di ossigeno, avviene molto più velocemente con fiamma blu. Il fumo che si genera è principalmente dovuto alla formazione di anidride solforica SO3 che, con l’umidità dell’aria, forma una nebbia di acido solforico.
Formazione di ossigeno singoletto ed effetto chemiluminescente
In questo esperimento viene generato dell’ossigeno in stato di singoletto, molto reattivo, che si converte rapidamente in ossigeno normalmente presente nell’atmosfera (ossigeno in stato di tripletto). Tale conversione genera una evidente emissione di luce rossa, fenomeno noto con il nome di “chemiluminescenza”. Nel filmato l’ossigeno in stato di singoletto viene generato dalla seguente reazione: Cl2 + 2NaOH + H2O2 à O2(singoletto) + 2NaCl + 2H2O ottenuta gorgogliando del cloro gassoso in una soluzione di NaOH e H2O2.
Paramagnetismo dell’ossigeno
L’esperimento dimostra il paramagnetismo dell’ossigeno (cioè l’attrazione dell’ossigeno da parte di un campo magnetico). Si può osservare come l’ossigeno liquido, versato su un potente magnete al neodimio, viene attratto e tende a rimanere sulla superficie del magnete.