Бесцветный газ без запаха и вкуса. При нормальных условиях 1 л O₂ весит 1,42895 г. Пл. газа (по воздуху) 1,1053. Пл. жидкого кислорода 1,158 г/см³ (при -186 °С). Т. пл. -218,8, т. кип. -182,97 °С. Очень мало растворим в воде (0,031 объема в 1 объеме воды при 20 °С).

Кислород быстро поглощается щелочным раствором пирогаллола и кислыми растворами солей двухвалентного хрома. Расплавленное серебро растворяет почти 10 объемов O₂, выделяя его при затвердевании.

Кислород энергично поддерживает горение, поэтому в атмосфере чистого O₂ горят такие вещества, которые не удается зажечь на воздухе (железо и др.).

1. Небольшие количества кислорода удобнее всего получать термическим разложением KClO₃ в присутствии катализатора (MnO₂ или Fe2O₃):

2KClO₃ = 2KCl + 3O₂б

KClO3 и катализатор не должен содержать примеси горючих веществ (уголь, бумага и т. д.), возможен сильный взрыв! Полезно предварительно прокалить небольшую порцию реакционной смеси в металлической ложке, чтобы убедиться, что кислород выделяется спокойно (незначительные искорки, появляющиеся в смеси не представляют опастности).

Смесь из 1 вес. ч. KClO₃ и 0,5 вес. ч. катализатора загружают в большую пробирку или колбочку и нагревают горелкой. Выделяющийся кислород может содержать незначительную примесь хлора, от которого его легко очистить, пропуская газ через раствор KOH.

2. Препарат можно получить также при термическом разложении перманганата калия:

2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂б

Нагревание проводят аналогично KClO₃ (см. п. 1).

Если необходимо получить кислород, не содержащий даже следов азота и инертных газов, то рекомендуется предварительно нагреть KMnO₄ в вакууме при 120 °С для удаления адсорбированных газов, затем отключить вакуумный насос и повысить температуру до начала разложения KMnO₄. Из 318 г KMnO₄ получается 17 л чистого кислорода.

3. Кислород можно получить путем каталитического разложения перекиси водорода:

2H₂O₂ = 2H₂O + O₂б

Грубо измельченную MnO₂ (ч.) отсевают от пыли и помещают в средний шар аппарата Киппа на подостланный волокнистый асбест. Аппарат заполняют раствором, который готовят, прибавляя при охлаждении 150 мл H₂SO₄ (пл. 1,84) к 1 л 3%-ной H₂O₂. Выделяющийся кислород довольно чист. При работе с малыми количествами вместо аппарата Киппа можно использовать колбу Эрленмейера.

4. Чистый кислород можно получить также по методике, основанной на каталитическом разложении H₂O₂ при погружении в реакционный раствор платинированной никелевой пластинки^*1; меняя глубину погружения, можно регулировать скорость разложения. Пластинку предварительно прокаливают в токе водорода до светло-серого цвета поверхности.

Процесс рекомендуется проводить в приборе, схема которого изображена на рис. 24. К реакционной колбе 1 емкостью 500 мл присоединяют насадку 3 со стеклянной поворачивающейся на шлифе пробкой-ворот 4. К этой пробке на тонкой (0,1 мм) платиновой проволоке подвешивают платинированную никелевую пластинке 2, свернутую в цилиндр. Вращая пробку 4, можно погружать пластинку в реакционный раствор на большую или меньшую глубину. Колбу заполняют 30%-ной перекисью водорода (техн.). Первые порции кислорода загрязнены воздухом, поэтому их отбрасывают. Далее выделяется очень чистый газ, содержащий лишь брызги H₂O₂. Для очистки газ пропускают через трубку 5, заполненную стеклянными бусами, и через платинированную медную сетку 7. Сушат газ в промывной склянке 9 с конц. H₂SO₄. Реакция прекращается, когда концентрация H₂O₂ упадет до 1,5%.

5. Чистый свободный от азота кислород, можно получить электролизом растворов щелочей или кислородных кислот. Электролиз рекомендуется проводить в стеклянной U-образной трубке^*2 (рис. 25) внутренним диаметром 40-50 мм с цилиндрическими из никелевой жести или лучше из платины электродами при напряжении 10 В. Электролитом может служить 30%-ный раствор NaOH, 20%-ная H₂SO₄ (при использовании платиновых электродов), 20%-ный раствор CrO₃ в 10%-ной H₂SO₄ или насыщенный раствор KMnO₄ в 10%-ной H₂SO₄.

Если кислород должен выходить из прибора под давлением более 20-30 мм вод. ст, то трубку, отводящую водород погружают на некоторую глубину в стакан с водой, чтобы создать равное давление во втором колене прибора.

Для очистки выделяющийся кислород пропускают через стеклянную вату для удерживания брызг, затем через нагретый до 400 °С платинированный асбест для контактного окисления следов водорода. Если применяют никелевые электроды, покрытые слоем черной NiO, то выделяющийся кислород не содержит H₂.

Этот же прибор может применяться для получения H₂.

При повторном пользовании прибором следует особо внимательно проверить, на перепутаны ли полюса.

6. Продажный сжатый кислород (в стальных баллонах) достаточно чист и его можно применять для большинства лабораторных работ. Полезно промывать его растворами KMnO₄, KOH и конц. H₂SO₄. Примесь N₂ обычно не мешает.

^*1Для патинирования никелевую пластинку опускают в 1-2%-ный раствор H₂[PtCl₆] и присоединяют к отрицательному полюсу аккумулятора напряжением 4 В. В качестве анода используют кусок платиновой проволоки. Через 10-15 мин пластинку вынимают из электролита и промывают водой.

^*2Чмутов К. В. Техника физико-химического исследования. М., Госхимиздат, 1954. См. с. 174.

---