Диоксид углерода можно получить из солей угольной кислоты (карбонатов), если вытеснить его с помощью более сильных кислот. В технике его получают при обжиге извести, т. е. в результате нагревания известняка при температуре примерно 1000 °С: 

В лабораторных условиях применим самый дешевый способ. Для этого в аппарате для получения газов, например в аппарате Киппа, зальем кусочки мрамора (карбоната кальция СаСОз) 20 %-ным раствором соляной кислоты:

СаСО₃+2НСl →   СаСl₂ + Н₂О + СО₂

Само собой разумеется, что пригодны и другие карбонаты: сода (карбонат натрия Nа₂СО₃), поташ (карбонат калия КаСО₃), питьевая сода (гидрокарбонат натрия NаНСО₃), и ряд кислот, в том числе даже относительно слабые — уксусная, винная и лимонная.

Полученный в аппарате диоксид углерода уловим в пневматической ванне или лучше вытеснением воздуха. Диоксид углерода тяжелее воздуха, 1 л его при О °С и 760 мм рт. ст. весит  1,977 г,  поэтому им можно наполнить стоячий сосуд, опустив газоотводную трубку на самое дно сосуда. Так как горящая лучина гаснет в атмосфере   углекислого газа, то таким образом можно проверить, наполнился ли наш сосуд. Есть простое правило, которое помогает узнать, легче газ воздуха или тяжелее. Условимся  число 29 считать относительной   молекулярной массой воздуха и сравним молекулярные массы (М)  газов с этой величиной. Например, молекулярная масса метана СН4  16, значит, метан легче воздуха; для азота N₂ М = 28, т. е. азот немного легче воздуха, а SO₂  (М = 64)  и СО₂  (М = 44)  значительно тяжелее воздуха.

Тот, кто после напряженной работы или длительной прогулки по  пыльной улице отведает лимонаду или газированной воды, ощутит освежающее действие этих напитков. Любителям газированных    напитков необходим сифон, знаток восхваляет устойчивую пену пива, весело играет шампанское в бокалах на праздничном столе.

Крошечные пузырьки газа разрыхляют тесто, благодаря им  булочки становятся мягкими. Во всех случаях здесь действует один и тот же углекислый газ (диоксид углерода). Тысячи кубических метров этого   газа ежедневно выбрасываются из дымовых труб. В  природном    круговороте  веществ он играет решающую роль, на нем основаны  многие химические процессы, а в твердом  виде он  представляет  собой чрезвычайно распространенное охлаждающее средство — сухой лед.

С помощью нескольких опытов мы можем познакомиться важнейшими свойствами диоксида углерода,  который  является ангидридом угольной кислоты:

H₂O + CO₂ → H₂CO₃

С помощью каталитического окисления (метод Оствальда) можно перевести аммиак в азотную кислоту. На химическом комбинате Биттерфельд, смесь аммиака и воздуха с большой скоростью пропускают над платино-кобальтовым катализатором. Возникающий при этом бесцветный монооксид азота NO сначала превращается на воздухе в коричневый диоксид азота NO₂, а затем при действии кислорода и воды — в азотную кислоту:

4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6 H₂O
4NO + 2O₂ → 4NO₂
4NO₂ + O₂ +2H₂O → 4HNO₃

Аммиак — бесцветный газ. Он раздражает дыхательные пути, а в больших концентрациях ядовит. Аммиак легче воздуха, 1 л газа весит 0,7709 г. Он чрезвычайно хорошо растворяется в воде, и в этом мы сейчас убедимся на опыте.

Из продажного 25 %-ного раствора аммиака  (гидроксида аммония, NH4OH, нашатырного спирта)  выделим при нагревании аммиак, который соберем в сухую круглодонную колбу. (Ни в коем случае  нельзя использовать плоскодонную или эрленмейеровскую колбу!   Эти сосуды не  выдерживают вакуума и взрываются. Для этого опыта удобно также использовать нижние части склянок для промывания   газов.) Затем закроем колбу резиновой пробкой, в отверстие которой вставлена оттянутая на конце стеклянная трубка.  Большой химический стакан наполним водой с несколькими каплями фенолфталеина.

Многократно погружая горлышко колбы в этот раствор, попытаемся ввести внутрь колбы через трубку несколько капель воды. Благодаря   большой растворимости аммиака (в 1 объеме воды при 20 °С растворяется 702 объема аммиака) большая часть газа растворится. В колбе возникнет разрежение, и внешнее давление воздуха выбросит с  большой силой воду из химического стакана в колбу. Красная окраска индикатора в колбе указывает на наличие там основной среды.

По способу Габера — Боша из воздуха, водяного пара и бурого угля (или буроугольного кокса) либо используя газификацию масел нефтяных остатков получают смесь азота и водорода. После очистки (удаления серы, оксида и диоксида углерода) на смешанном катализаторе при давлении 240 кгс/см² и температуре 420—610°С смесь превращается в аммиак:

N₂ + ЗН₂ ↔ 2NH₃ + Q

Наибольший  экономический   эффект дает   использование для синтеза отходов от процессов переработки нефти.

В  природе кислород встречается в  виде двухатомных молекул. Атомарный кислород О обладает чрезвычайно сильной окислительной способностью. Он получается при разложении озона, молекула которого содержит три атома кислорода: О₃ → О₂ + О

Если на налитую в фарфоровую чашку концентрированную серную кислоту насыпать немного тонкораспыленного перманганата калия, образуется озон. (Надеть защитные очки! Взрывоопасно!) Будем держать над чашкой:

а) кусок крахмальной бумаги, смоченной иодидом калия,
б) полоску лакмусовой бумажки.

Из иодида калия выделится иод, который окрасит крахмальную бумагу в синий цвет (иодокрахмальная реакция); лакмусовая бумажка обесцветится. Наконец, погрузим на стеклянной палочке в смесь серной кислоты и перманганата немного ваты, пропитанной спиртом или скипидаром. Вата со взрывом сгорит.

В высоких (30—45 км) слоях воздуха, в так называемой озоносфере, озон возникает под влиянием ультрафиолетовых лучей или при грозе, а в технике он чаще всего получается в результате тихого электрического разряда в озонаторе. Его используют для дезинфекции и озонирования воздуха в помещениях (больницах, холодильных камерах), а также для обеззараживания питьевой воды.

Если бы в начале нашего века учитель географии в немецкой гимназии спросил своего ученика о Лёйне, то он едва ли получил бы удовлетворительный ответ. В то время Лёйна была деревней а государственном округе Мерзебург и насчитывала около трехсот жителей. В географической книге 1899 г. говорится, что там расположены залежи бурого угля, который может быть использован для получения прессованного торфа, горного воска (парафина) и нефти «солярового масла».

Нынешний ученик на такой же вопрос учителя без особого труда ответит, что Лёйна лежит на участке железнодорожного пути Мерзебург — Гросскорбета и там находится крупнейшее химическое предприятие республики. Лёйна стала известна в последние годы.

История предприятия Лёйны одновременно является и частью немецкой истории. Она началась во время первой мировой войны и, казалось, ей суждено было закончиться во время второй...

Применим собранный кислород для опытов по окислению. Внесем в наполненные кислородом пробирки небольшие, по возможности тонкоизмельченные, пробы свинца, меди, алюминия, цинка и олова и неплотно закроем пробирки ватой. При нагревании металлы сгорят с появлением яркого пламени; в пробирках останутся оксиды.

В чистом кислороде сгорит также тонкая железная проволока. Придадим ей спиралеобразную форму и укрепим на одном из концов пропитанного парафином куска дерева, который подожжем. Проволоку как можно скорее внесем в широкий химический стакан, наполненный кислородом. Чтобы стакан не дал трещину из-за падающих горячих частиц, необходимо погрузить дно стакана в слой песка или воды. Проволока сгорит с появлением ярких разлетающихся искр, в результате образуется оксид железа (II, III), так называемая окалина:

3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄

Кислород — газ без цвета, запаха и вкуса, частично растворимый в воде; 1 литр кислорода при О °С и 760 мм рт, ст. весит 1,429 г. Следовательно, кислород тяжелее воздуха (1 л воздуха при тех же условиях весит 1,293 г). Почти со всеми металлами и неметаллами кислород образует оксиды.

Укрепим пробирку из тугоплавкого стекла на штативе и внесем в нее 5 г порошкообразной селитры (нитрата калия КNО₃ или нитрата натрия NaNO₃). Поставим под пробирку чашку из огнеупорного материала, наполненную песком, так как при этом опыте стекло часто плавится и вытекает горячая масса. Поэтому и горелку при нагревании будем держать сбоку. Когда мы сильно нагреем селитру, она расплавится и из нее выделится кислород (обнаружим это с помощью тлеющей лучины — она воспламенится в пробирке). При этом нитрат калия перейдет в нитрит KNO2. Бросим затем тигельными щипцами или пинцетом кусок черенковой серы в расплав (никогда не держать лицо над пробиркой).

Сера воспламенится и сгорит с выделением большого количества тепла. Опыт следует проводить при открытых окнах (из-за получающихся окислов серы). Полученный нитрит натрия сохраним для последующих опытов...

Кислород — самый распространенный элемент. Наша атмосфера, как вы уже знаете, содержит 21 % (об.) кислорода: исследованные 16 км земной коры - литосфера - состоит наполовину из кислорода, а водный бассейн — гидросфера — на 89 % (по массе).

Растения, животные и человек нуждаются в кислороде, так как от него зависит нормальное протекание жизненных процессов. В промышленности и технике он используется для окисления. Он содержится во многих химических соединениях.

Чтобы получить чистый кислород, нужны исходные вещества, богатые этим элементом. К ним относятся нитраты и хлораты, то есть соли азотной и хлорноватой кислоты, а также пероксиды. В технике, где счет идет на тысячи тонн, используются широко распространенные сырьевые источники — воздух и вода. Необходимая для этого аппаратура очень сложна и дорога. В лабораториях, напротив, другие условия, так как в наших опытах часто имеем дело с объемами газов меньше миллилитра. Поэтому аппаратура в лаборатории должна быть дешевой и простой в обращении. Для небольших количеств, которые мы получаем, не имеет существенного значения высокая цена исходных продуктов.