Сколько кг в 1 м3 кислорода? — Подборки ответов на вопросы

Сколько кг в 1 м3 кислорода? - Подборки ответов на вопросы Кислород

Извлечение и представление

Технически сегодня кислород получают путем очистки воздуха.

Этот процесс был впервые разработан Карлом фон Линде в 1902 году (процесс Линде) и стал успешным благодаря Жоржу Клоду. Небольшие количества О2 возникают как побочный продукт производства водорода электролизом воды.

Для получения кислорода по методу Клода воздух, очищенный от углекислого газа, влаги и других газов через фильтры, с помощью турбин сжимают до 5–6 бар. Получающееся тепло можно сначала преобразовать в механическую энергию, а через генераторы — в электрическую и, таким образом, разумно использовать.

Также можно получить кислород, отделив его от азота или других газов. Фактическое разделение азота и кислорода происходит путем перегонки в двух ректификационных колоннах с различным давлением. Дистилляция происходит по принципу противотока, т.е. газ, испаренный теплотой конденсации, идет вверх, а конденсированная жидкость — стекает вниз.

Разделение сначала происходит при 5–6 бар в так называемой колонне среднего давления. Полученная жидкость, обогащенная кислородом, затем подается в колонну низкого давления. Газообразный азот пропускают через жидкий кислород в колонне низкого давления.

Чтобы произвести меньшее количество кислорода, кислород из воздуха можно отделить от других газов путем адсорбции. Для этого воздух проходит через молекулярные сита. Азот и диоксид углерода адсорбируются, а кислород и аргон проходят.

Более старый процесс — это процесс оксида бария, основанный на химических реакциях. Это неэкономично из-за большого расхода энергии. Для этого оксид бария нагревают до 500 ° C с подачей воздуха, который образует пероксид бария. При нагревании до 700 ° C поглощенный ранее кислород снова высвобождается путем термолиза. До разработки процесса Линде, этот процесс был единственным способом получения чистого кислорода.

Некоторые обогащенные кислородом неорганические соединения, такие как перманганат калия, нитрат калия (селитры), хлорат калия и калия хромата выделяют кислород при нагревании, когда они вступают в реакцию с восстанавливающими агентами.

Другой способ получения кислорода в лаборатории — разложение пероксида водорода на платинированной никелевой фольге.

Чистый кислород можно получить электролизом 30% гидроксида калия на никелевых электродах. Водород и кислород производятся отдельно друг от друга.

История открытия

Официально считается[4][5], что кислород был открыт английским химиком Джозефом Пристли 1 августа 1774 года путём разложения оксида ртути в герметично закрытом сосуде (Пристли направлял на это соединение солнечные лучи с помощью мощной линзы).

2 H g O → o t 2 H g O 2 ↑ {displaystyle {mathsf {2HgO {xrightarrow {^{o}t}} 2Hg O_{2}uparrow }}}

Однако Пристли первоначально не понял, что открыл новое простое вещество, он считал, что выделил одну из составных частей воздуха (и назвал этот газ «дефлогистированным воздухом»). О своём открытии Пристли сообщил выдающемуся французскому химику Антуану Лавуазье.

Несколькими годами ранее (в 1771 году) кислород получил шведский химик Карл Шееле. Он прокаливал селитру с серной кислотой и затем разлагал получившийся оксид азота. Шееле назвал этот газ «огненным воздухом» и описал своё открытие в изданной в 1777 году книге (именно потому, что книга опубликована позже, чем сообщил о своём открытии Пристли, последний и считается первооткрывателем кислорода). Шееле также сообщил о своём опыте Лавуазье.

Важным этапом, который способствовал открытию кислорода, были работы французского химика Пьера Байена, который опубликовал работы по окислению ртути и последующему разложению её оксида.

Наконец, окончательно разобрался в природе полученного газа А. Лавуазье, воспользовавшийся информацией от Пристли и Шееле. Его работа имела громадное значение, потому что благодаря ей была ниспровергнута господствовавшая в то время и тормозившая развитие химии флогистонная теория.

Лавуазье провёл опыт по сжиганию различных веществ и опроверг теорию флогистона, опубликовав результаты по весу сожжённых элементов. Вес золы превышал первоначальный вес элемента, что дало Лавуазье право утверждать, что при горении происходит химическая реакция (окисление) вещества, в связи с этим масса исходного вещества увеличивается, что опровергает теорию флогистона.

Таким образом, заслугу открытия кислорода фактически делят между собой Пристли, Шееле и Лавуазье.

Краткие сведения о кислороде, пропан-бутане и ацетилене — газресурс

Кислород — это газ без вкуса, запаха и цвета, не горючий, но активно поддерживает горение, немного тяжелее воздуха. При нормальном атмосферном давлении (760 мм ртутного столба) при температуре 0° С масса 1 м куб. кислорода равна 1.43 кг, а при нормальном атмосферном давлении и температуре 20° С, масса 1 м куб. кислорода равна 1.33 кг, масса 1 м куб воздуха равна 1.29 кг.

Кислород — это газ без вкуса, запаха и цвета, не горючий, но активно поддерживает горение, немного тяжелее воздуха. При нормальном атмосферном давлении (760 мм ртутного столба) при температуре 0° С масса 1 м куб. кислорода равна 1.43 кг, а при нормальном атмосферном давлении и температуре 20° С, масса 1 м куб. кислорода равна 1.33 кг, масса 1 м куб воздуха равна 1.29 кг.

В промышленности кислород получают из атмосферного воздуха методом глубокого охлаждения и ректификации.

Технический кислород для газопламенных работ получают в специальных установках из атмосферного воздуха в жидком состоянии. Жидкий кислород — это легко подвижная, голубоватая жидкость. Температура кипения (начало испарения) жидкого кислорода минус 183° С.

При нормальных условиях и температуре минус 183° С. легко испаряется, превращаясь в газообразное состояние. При повышении температуры интенсивность испарении увеличивается. Из 1 литра жидкого кислорода, образуется около 860 литров газообразного.

Кислород обладает большой химической активностью. Реакция соединения его с маслами, жирами, угольной пылью, ворсинками ткани и т.д., приводит их к мгновенному окислению, самовоспламенению и взрыву при обычных температурах.

Кислород в смеси с горючими газами и парами горючих жидкостей образует в широких пределах взрывчатые смеси.

«Кислород газообразный технический» согласно ГОСТ 5583- 78 выпускается для сварки и резки трех сортов: 1-й — чистотой не менее 99,7%, 2-й — не менее 99,5%, 3-й — не менее 99,2% по объёму. Чем меньше в кислороде газовых примесей, тем выше скорость реза, чище кромки и меньше расход кислорода. На предприятие поставляется в газообразном состоянии, в стальных кислородных баллонах «голубого» цвета ёмкостью 40 дм. куб. и давлением 150 кгс/см2. Сжатый кислород хранят и транспортируют в баллонах по ГОСТ 949-73.


Пропан — технический, бесцветный газ с резким запахом, состоящий из пропана С3Н8 или из пропана и пропилена С3Н6, суммарное содержание которых должно быть не менее 93%. Получают пропан при переработке нефтепродуктов. Пропанобутановая смесь – это смесь газов главным образом технического пропана и бутана. Эти газы относятся к группе тяжёлых углеводородов. Сырьём для их получения являются природные нефтяные газы, отходящие газы нефтеперерабатывающих заводов. Эти газы в чистом виде или в виде смесей при нормальной температуре и на большом повышении давления могут быть переведены из газообразного состояния в жидкое состояние.Хранится и транспортируется пропанобутановая смесь в жидком состоянии, а используется в газообразном.

Газообразная пропанобутановая смесь — это горючий газ без вкуса, запаха и цвета, тяжелее воздуха в 2 раза, поэтому при утечке газа он не рассеивается в атмосфере, а опускается вниз и заполняет углубления пола или местности.

При содержании газа пропан-бутана в воздухе или кислороде до нижнего предела взрываемости и внесении открытого огня происходит горение газа вокруг источника открытого огня.

При содержании газа пропан-бутана в воздухе или кислороде свыше нижнего предела взрываемости и внесении открытого огня или искры происходит пожар, т.е. интенсивное горение газа.

Газообразная пропанобутановая смесь при атмосферном давлении не обладает токсичным (отравляющим) воздействием на организм человека, так как мало растворяется в крови. Но, попадая в воздух, смешивается с ним, вытесняет и уменьшает содержание кислорода в воздухе. Человек, находящийся, а такой атмосфере испытывает кислородное голодание, а при значительных концентрациях газа в воздухе может погибнуть от удушья.

Предельно допустимая концентрация пропан-бутана в воздухе рабочей зоны должна быть не более 300 мг/м3(в пересчёте на углерод).При попадании жидкого пропан-бутана на кожные покровы тела, нормальная температура которого 36,6 град. С, происходит быстрое его испарение и интенсивный отбор тепла с поверхности тела, затем наступает обморожение.

По ГОСТ 20448-80 промышленность выпускает пропанобутановую смесь 3 марок:

  • пропан технический, с содержанием пропана более 93%, бутана — менее 3 процентов;
  • бутан технический, с содержанием бутана менее 93%, пропана не более 4 процентов;
  • пропанобутановая смесь, 2-х типов: зимняя и летняя.

На предприятия для газопламенной обработки металлов поставляется пропанобутановая смесь в стальных баллонах зимняя и летняя.

Зимняя пропанобутановая смесь содержит 15% пропана, 25% бутана и прочих компонентов.

Летняя пропанобутановая смесь содержит 60% бутана, 40% пропана и прочих компонентов.

Для сжигания I куб. м газообразной пропано-бутановой смеси требуется 25-27 куб. м воздуха или 3,58 — 3,63 кг кислорода.

Температура воспламенения с воздухом:

  • пропана — 510 град. С;
  • бутана — 540 град. С

Температура воспламенения пропанобутановой смеси:

  • с воздухом 490-510 град. С;
  • с кислородом — 465-480 град. С.

Температура пламени пропанобутановой смеси с кислородом зависит от её состава и равна 2200-2680 град. С. При окислительном пламени (избыток кислорода) температура повышается.

Теплотворная способность пропанобутановой смеси равна 93000 Дж/м куб. (22000 ккал/м куб.).

Скорость горения пропанобутановой смеси:

  • при обычном горении 0,8 – 1,5 м/сек.;
  • при дистанционном (со взрывом) 1,5 — 3,5 км/сек.

Пределы взрывоопасности пропан-бутана при нормальном давлении составляют:

  • нижний – 1,5%;
  • верхний – 9,5%.нижний – 2%;
  • верхний – 46%.

Пропанобутановые смеси в жидком виде разрушают резину, поэтому необходимо тщательно следить за резиновыми изделиями, применяемыми в газопламенной аппаратуре, и в случае необходимости производить их своевременную замену.

Наибольшая опасность разрушения резины существует зимой, вследствие большей вероятности попадания жидкой фазы пропанобутановой смеси в рукава.


Ацетилен — это горючий газ, без цвета, вкуса, с резким специфическим чесночным запахом, он легче воздуха. Его плотность по отношению к воздуху 0,9.

При нормальном атмосферном давлении (760 мм ртутного столба) и температуре плюс 20 град. С 1 м куб. имеет массу 1,09 кг, воздух 1,20 кг.

При нормальном атмосферном давлении и температуре от — 82,4 градуса до — 84 градусов С ацетилен переходит из газообразного в жидкое состояние, а при температуре минус 85 град. С затвердевает.

Ацетилен — единственный широко применяемый в промышленности газ, горение и взрыв которого возможны в отсутствии кислорода или других окислителей.

При газопламенной обработке металлов ацетилен используют либо в газообразном состоянии, получая его в передвижных или стационарных ацетиленовых генераторах, либо растворённым в ацетиленовых баллонах. Растворенный ацетилен по ГОСТ 5457-75 представляет собой раствор газообразного ацетилена в ацетоне, распределённый в пористом наполнителе под давлением до 1,9 МПА (19 кгс/см2). В качестве пористых наполнителей используются насыпные – берёзовый активированный уголь (БАЦ) и литые пористые массы.

Основным сырьём для получения ацетилена является карбид кальция. Это твёрдое вещество тёмно-серого или коричневатого цвета. Ацетилен получается в результате разложения (гидролиза) кусков, карбида кальция водой. Выход ацетилена на 1 кг карбида кальция составляет 250 дм куб. Для разложения 1 кг карбида кальция требуется от 5 до 20 дм куб. воды. Карбид кальция транспортируется в герметически закрытых барабанах. Масса карбида в одном барабане от 50 до 130 кг.

При нормальном атмосферном давлении ацетилен с воздухом и кислородом образуют взрывоопасные смеси. Пределы взрывоопасности ацетилена с воздухом:

  • нижний – 2,2%;
  • верхний – 81%.

Пределы взрывоопасности ацетилена с кислородом:

  • нижний – 2,3%;
  • верхний – 93%.

Наиболее взрывоопасные концентрации ацетилена с воздухом и кислородом составляют:

  • нижний – 7%;
  • верхний – 13%.

Нахождение в природе

Кислород — самый распространённый в земной коре элемент, на его долю (в составе различных соединений, главным образом силикатов) приходится около 47 % массы твёрдой земной коры. Морские и пресные воды содержат огромное количество связанного кислорода — 85,82 % (по массе). Более 1500 соединений земной коры в своём составе содержат кислород[6].

В атмосфере содержание свободного кислорода составляет 20,95 % по объёму и 23,10 % по массе (около 1015 тонн[7]). Однако до появления первых фотосинтезирующих архей 3,5 млрд лет назад в атмосфере его практически не было. Свободный кислород в больших количествах начал появляться в палеопротерозое (3—2,3 млрд лет назад) в результате глобального изменения состава атмосферы (кислородной катастрофы).

Наличие большого количества растворённого и свободного кислорода в океанах и атмосфере привело к вымиранию большинства анаэробных организмов. Тем не менее, клеточное дыхание с помощью кислорода позволило аэробным организмам производить гораздо больше АТФ, чем анаэробным, сделав их доминирующими[10].

С начала кембрия 540 млн лет назад содержание кислорода колебалось от 15 % до 30 % по объёму[11]. К концу каменноугольного периода (около 300 миллионов лет назад) его уровень достиг максимума в 35 % по объёму, который, возможно, способствовал большому размеру насекомых и земноводных в это время[12].

Основная часть кислорода на Земле выделяется фитопланктоном Мирового океана. При этом около 60 % кислорода, производимого лесами и зелёными растениями, расходуется на процессы гниения и разложения в самих лесах и растительных зонах[13].

Деятельность человека очень мало влияет на количество свободного кислорода в атмосфере[14][нет в источнике

]. При нынешних темпах фотосинтеза понадобится около 2000 лет, чтобы восстановить весь кислород в атмосфере[15].

Кислород входит в состав многих органических веществ и присутствует во всех живых клетках. По числу атомов в живых клетках он составляет около 25 %, по массовой доле — около 65 %[6].

В 2021 году датские учёные доказали, что свободный кислород входил в состав атмосферы уже 3,8 млрд лет назад[16].

Применение кислорода в сварке

Сам по себе O2 является негорючим газом, но из-за свойства активно поддерживать горение и увеличения интенсивности (интенсификации) горения газов и жидкого топлива его используют в ракетных энергетических установках и во всех процессах газопламенной обработки.

В таких процессах газопламенной обработки, как газовая сварка, поверхностная закалка высокая температура пламени достигается путем сжигания горючих газов в O2, а при газовой резке благодаря ему происходит окисление и сгорание разрезаемого металла.

При полуавтоматической сварке (MIG/MAG) кислород O2 используют как компонент защитных газовых смесей с аргоном (Ar) или углекислым газом (CO2).

Кислород добавляют в аргон при полуавтоматической сварке легированных сталей для обеспечения устойчивости горения дуги и струйного переноса расплавленного металла в сварочную ванну. Дело в том, что как поверхностно активный элемент он уменьшает поверхностное натяжение жидкого металла, способствуя образованию на конце электрода более мелких капель.

При сварке низколегированных и низкоуглеродистых сталей полуавтоматом O2 добавляют в углекислый газ для обеспечения глубокого проплавления и хорошего формирования сварного шва, а также для уменьшения разбрызгивания.

Чаще всего кислород используют в газообразном виде, а в виде жидкости используют только при его хранении и транспортировке от завода-изготовителя до потребителей.

Применение при сварке и резке

Кислород – важнейший газ для сварки и резки. При сжигании горючего газа в воздухе образуется пламя с температурой не более 2000°C, а в технически чистом кислороде она может превышать 2500–3000°C. Именно такая температура пламени практически пригодна для сварки многих металлов.

При газопламенной обработке обычно используется кислород с объемным содержанием 99,2–99,5% и выше. Для неответственных видов газовой сварки, пайки, поверхностной закалки и других способов нагрева газовым пламенем может применяться кислород чистотой 92–98%.

Для сварки и резки используют кислород в газообразном виде, поступающий от баллона, газификационной установки (СГУ-1, СГУ-4, СГУ-7К, СГУ-8К, ГХ-0,75, ГХК-3 и др.) или автономной станции (КГСН-150, К-0,15, К-0,4, К-0,5 и др.). При значительных объемах потребления кислород безопаснее и экономически целесообразнее хранить и транспортировать в жидком, а не газообразном виде, несмотря на неизбежные потери при испарении сжиженного газа.

Превращение жидкого кислорода в газообразный осуществляется в газификационных установках – насосных или безнасосных. Примером насосной установки может служить стационарная установка СГУ-1, предназначенная для газификации непереохлажденного кислорода и наполнения реципиентов и баллонов под давлением до 240 кгс/см2 (24 МПа).

Наряду с процессами газопламенной обработки кислород также применяется:

  • в качестве вспомогательного газа при лазерной резке ряда материалов;
  • при кислородной резке с поддержкой лазерным лучом;
  • в качестве плазмообразующего газа при плазменной резке;
  • при резке копьем;
  • для добавки в небольших количествах к защитному газу (аргону, углекислому газу) при дуговой сварке некоторых сталей, металлов (в целях повышения производительности, предотвращения пористости и т. п.).

Надежный и удобный баллон
кислородный новый!

Баллон кислородный новый создан для транспортировки и хранения
газообразного вещества.

Стоит отметить, что баллон кислородный новый является
классическим типом концентратора химического элемента. Человечество использует
специальную емкость на протяжении нескольких десятилетий. Даже ведущие
европейские страны продолжают применять такой тип оборудования.

В настоящее время на
российском рынке представлен богатый ассортимент кислородного оборудования для
бытового, промышленного и клинического использования. Аквалангисты всегда
применяют баллон кислородный новый при
погружении под воду, мастера во время сварочных, работ, стоматологи при лечении
зубов и т. д.

Баллон кислородный новый выполняет широкий спектр серьезных задач в
каждой из этих сфер. Именно поэтому к его изготовлению применяется ряд важных
требований. Такой тип баллонов производят из цельнотянутых труб с обжатием
горловины и днища.

Сорт легированных и
углеродистых сталей может быть различным. Чем крепче материал, тем больше емкость
сможет выдержать максимальное давление. В конструкции сосуда предусмотрен специальный
клапан высокого давления, который обеспечивает эффективное распределение
кислорода.

Владелец оборудования
должен помнить о повышенной взрывоопасности и пожароопасности нового
кислородного баллона. В стандартной емкости давление химического элемента достигает
200 атмосфер.

Для того чтобы не
допустить чрезвычайной ситуации, каждый должен выполнить ряд требований.

В первую очередь мастер
должен пройти курсы безопасности по использованию специализированного
оборудования подобного вида. Заполнять баллон
кислородный новый можно только в официальных компаниях, имеющих профиль и
все необходимые лицензии.

В процессе
эксплуатации необходимо грамотно ухаживать за сосудами: постоянно
контролировать уровень замасленности, а также выполнять обезжиривание
поверхностей спиртом.

Отечественные и зарубежные
производители специализированных емкостей дают высокую гарантию качества. Тем
не менее, перед покупкой такого важного оборудования владельцу необходимо
попросить вскрыть новый кислородный баллон, чтобы убедится в его надежности.
Покупатель вместе со специалистами осматривают внутреннюю поверхность баллона.

В широком ассортименте
продукции каждый найдет баллон
кислородный новый!

Расчет ацетилена в баллонах

Параметры и размеры баллонов для ацетилена можно посмотреть по ГОСТ 949-73 «Баллоны стальные малого и среднего для газов на Рр ≤ 19,7МПа». Наиболее популярными являются баллоны объемами 5, 10 и 40 литров. Корпус ацетиленового баллона отличается от корпуса кислородного баллона меньшим размером.

   При давлении 1,0 МПа и температуре 20 °С в 40л баллоне вмещается 5 – 5,8 кг ацетилена по массе ( 4,6 – 5,3 м3 газа при температуре 20 °С и 760 мм.рт.ст.).

   Приближенное количество ацетилена в баллоне (определяется взвешиванием) можно определить по формуле:

Va = 0,07 • Е • (Р – 0,1)

   0,07– коэф., который учитывает количество ацетона в баллоне и растворимость ацетилена.

    Е – водяной объем баллона в куб.дм;

    Р – давление в баллоне, МПа (давлении 1,9 МПа (19,0 кгс/см2) при 20 °С по ГОСТ 5457-75 «Ацетилен растворенный и газообразный технический»);

    0,1 – атмосферное давление в МПа;

   Вес 1 м3 ацетилена при температуре 0°С и 760 мм.рт.ст. составляет – 1,17 кг.

   Вес 1 куб.м ацетилена при температуре 20°С и 760 мм.рт.ст. составляет 1,09 кг.

   Посчитаем объем ацетилена в баллоне объемом 40л с рабочим давлением 1,9МПа (19кгс/см2) при температуре 20°С:

Va = 0,07 • 40 • (1,9 – 0,1) = 5,04м3

   Вес ацетилена в баллоне объемом 40л с рабочим давлением 1,9МПа (19кгс/см2) при температуре 20°С:

5,04 • 1,09 = 5,5кг

   Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон = 40л = 5,5кг = 5,04м3

Данный газ доступен у нас: ацетилен (C2H2)

Расчет кислорода в баллонах

   Параметры и размеры кислородных баллонов можно посмотреть по ГОСТ 949-73 «Баллоны стальные малого и среднего для газов на Рр ≤ 19,7МПа». Наиболее популярными являются баллоны объемами 5, 10 и 40 литров.

   По ГОСТ 5583-78 «Кислород газообразный технический и медицинский» (приложение 2), объем газообразного кислорода в баллоне (V) в кубических метрах при нормальных условиях вычисляют по формуле:

V = K1•Vб,

   Vб — вместимость баллона, дм3;

    K1 — коэффициент для определения объема кислорода в баллоне при нормальных условиях, вычисляемый по формуле

К1 = (0,968Р 1) *   *

   Р — давление газа в баллоне, измеренное манометром, кгс/см2;

    0,968 — коэффициент для пересчета технических атмосфер (кгс/см2) в физические;

    t — температура газа в баллоне, °С;

    Z — коэффициент сжигаемости кислорода при температуре t.

    Значения коэффициента К1 приведены в таблице 4, ГОСТ 5583-78.

   Посчитаем объем кислорода в самом распространенном баллоне в строительстве: объемом 40л с рабочим давлением 14,7МПа (150кгс/см2). Коэффициент К1 определяем по таблице 4, ГОСТ 5583-78 при температуре 15°С:

V = 0,159 • 40 = 6,36м3

   Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон кислорода = 40л = 6,36м3

Таблица 4. ГОСТ 5583-78.

Температура газа в баллоне, °С

Значение коэффициента Ki при избыточном давлении, МПа (кгс/см2)

13,7 (140) 14,2 (145) 14,7 (150) 15,2 (155) 15,7 (160) 16,2 (165) 16,7 (170) 17,2 (175) 17,7 (180) 18,1 (185) 18,6 (190) 19,1 (195) 19,6 (200) 20,1 (205) 20,6 (210)
-50 0,232 0,242 0,251 0,260 0,269 0,278 0,286 0,296 0,303 0,311 0,319 0,327 0,335 0,342 0,349
-40 0,212 0,221 0,229 0,236 0,245 0,253 0,260 0,269 0,275 0,284 0,290 0,298 0,305 0,312 0,319
-35 0,203 0,211 0,219 0,226 0,234 0,242 0,249 0,257 0,264 0,272 0,278 0,286 0,293 0,299 0,306
-30 0,195 0,202 0,211 0,217 0,225 0,232 0,239 0,248 0,253 0,261 0,267 0,274 0,281 0,288 0,294
-25 0,188 0,195 0,202 0,209 0,217 0,223 0,230 0,238 0,243 0,251 0,257 0,264 0,270 0,277 0,283
-20 0,182 0,188 0,195 0,202 0,209 0,215 0,222 0,229 0,235 0,242 0,248 0,255 0,261 0,267 0,273
-15 0,176 0,182 0,189 0,196 0,202 0,208 0,215 0,221 0,227 0,234 0,240 0,246 0,252 0,258 0,263
-10 0,171 0,177 0,183 0,189 0,195 0,202 0,208 0,214 0,220 0,226 0,232 0,238 0,244 0,250 0,255
-5 0,165 0,172 0,178 0,184 0,190 0,195 0,202 0,207 0,213 0,219 0,225 0,231 0,236 0,242 0,247
0 0,161 0,167 0,172 0,179 0,184 0,190 0,196 0,201 0,207 0,213 0,219 0,224 0,229 0,235 0,240
5 0,157 0,162 0,168 0,174 0,179 0,185 0,190 0,196 0,201 0,207 0,212 0,217 0,223 0,228 0,233
10 0,153 0,158 0,163 0,169 0,174 0,180 0,185 0,191 0,196 0,201 0,206 0,211 0,217 0,222 0,227
15 0,149 0,154 0,159 0,165 0,170 0,175 0,180 0,186 0,191 0,196 0,201 0,206 0,211 0,216 0,221
20 0,145 0,150 0,156 0,160 0,166 0,171 0,176 0,181 0,186 0,191 0,196 0,201 0,206 0,211 0,215
25 0.142 0,147 0,152 0,157 0,162 0,167 0,172 0,177 0,182 0,186 0,191 0,196 0,201 0,206 0,210
30 0,139 0,143 0,148 0,153 0,158 0,163 0,168 0,173 0,177 0,182 0,187 0,192 0,196 0,201 0,206
35 0,136 0,140 0,145 0,150 0,154 0,159 0,164 0,169 0,173 0,178 0,182 0,187 0,192 0,196 0,201
40 0,133 0,137 0,142 0,147 0,151 0,156 0,160 0,165 0,170 0,174 0,178 0,183 0,188 0,192 0,196
50 0,127 0,132 0,136 0,141 0,145 0,149 0,154 0,158 0,163 0,167 0,171 0,175 0,180 0,184 0,188

Сколько весит куб воздуха?

При температуре, равной 0° по Цельсию вес 1 м 3 воздуха составляет 1,29 кг .

То есть, если в комнате мысленно выделить пространство высотой, шириной и длиной, равными 1м, то в этом воздушном кубе будет находиться именно это количество воздуха.

Если воздух имеет вес и вес, достаточно ощутимый, почему человек не чувствует тяжести? Такое физическое явление, как атмосферное давление, подразумевает, что на каждого жителя планеты давит воздушный столб весом 250 кг . Площадь ладони взрослого человека, в среднем, равна 77 см 2 .

То есть, в соответствии с физическим законами, каждый из нас держит на ладони 77 кг воздуха ! Это равноценно тому, что мы постоянно носим в каждой руке по 5 пудовых гирь . В реальной жизни это не под силу даже тяжелоатлету, однако, с такой нагрузкой каждый из нас справляется легко, потому что атмосферное давление давит с двух сторон, как снаружи человеческого организма, так и изнутри, то есть разница в конечном итоге равна нулю.

Свойства воздуха таковы, что он по-разному действует на организм человека. Высоко в горах, из-за недостатка кислорода у людей возникают зрительные галлюцинации, а на большой глубине, соединение кислорода и азота в особую смесь – «веселящий газ» может создавать чувство эйфории и ощущение невесомости.

Зная эти физические величины можно рассчитать массу атмосферы Земли – то количество воздуха, которое удерживается в околоземном пространстве силами тяготения. Верхняя граница атмосферы заканчивается на высоте 118 км , то есть, зная вес м 3 воздуха, можно поделить всю заемную поверхность на воздушные столбы, с основанием 1х1 м и сложить полученную массу таких колонн.

В конечном итоге, она будет равна 5,3*10 15 тонн. Вес воздушной брони планеты достаточно велик, но и он составляет лишь одну миллионную долю от общей массы земного шара. Атмосфера Земли служит своеобразным буфером, сохраняющим Землю от неприятных космических сюрпризов.

Состав воздуха

Вес 1 м 3 воздуха составляет 1,29 кг.

Можно ли доказать, что воздух имеет вес? Вполне. Если соорудить весы из обычного карандаша и двух воздушных шаров, закрепив конструкцию на нити, карандаш будет находиться в равновесии, поскольку вес двух накачанных шариков одинаков. Стоит проткнуть один из шаров, перевес окажется в сторону надутого шарика, потому как воздух из поврежденного шарика вышел наружу.

Причин разного веса несколько:

  • чем выше поднимается воздух, тем более разряженным он становится, то есть высоко в горах, давление воздуха будет составлять не 1 кг на см 2 , а вполовину меньше, но и содержание необходимого для дыхания кислорода так же уменьшается ровно вполовину, что способно вызвать головокружение, тошноту и боль в ушах;
  • содержание воды в воздухе.

В состав воздушной смеси входят:

  1. Азот – 75,5% ;
  2. Кислород – 23,15% ;
  3. Аргон – 1,292% ;
  4. Углекислый газ – 0,046% ;
  5. Неон – 0,0014% ;
  6. Метан – 0,000084% ;
  7. Гелий – 0,000073% ;
  8. Криптон – 0,003% ;
  9. Водород – 0,00008% ;
  10. Ксенон – 0,00004% .

Рассмотрим, что из себя представляют газы, которые формируют воздух?

Содержание азота в воздухе – 78% по объему и 75% по массе, то есть этот элемент доминирует в атмосфере, имеет звание одного из самых распространенных на Земле, и, кроме того, содержится и за пределами зоны обитания человека – на Уране, Нептуне и в межзвездных пространствах.

  • белков;
  • аминокислот;
  • нуклеиновых кислот;
  • хлорофилла;
  • гемоглобина и др.

В среднем около 2% живой клетки составляют как раз атомы азота, что объясняет, зачем столько азота в воздухе в процентах объема и массы.Азот также является одним из инертных газов, добываемых из атмосферного воздуха. Из него синтезируют аммиак, используют для охлаждения и в других целях.

Таблица 4. гост 5583-78.

Температура газа в баллоне, °С Значение коэффициента K i при избыточном давлении, МПа (кгс/см 2 )
13,7 (140) 14,2 (145) 14,7 (150) 15,2 (155) 15,7 (160) 16,2 (165) 16,7 (170) 17,2 (175) 17,7 (180) 18,1 (185) 18,6 (190) 19,1 (195) 19,6 (200) 20,1 (205) 20,6 (210)
-50 0,232 0,242 0,251 0,260 0,269 0,278 0,286 0,296 0,303 0,311 0,319 0,327 0,335 0,342 0,349
-40 0,212 0,221 0,229 0,236 0,245 0,253 0,260 0,269 0,275 0,284 0,290 0,298 0,305 0,312 0,319
-35 0,203 0,211 0,219 0,226 0,234 0,242 0,249 0,257 0,264 0,272 0,278 0,286 0,293 0,299 0,306
-30 0,195 0,202 0,211 0,217 0,225 0,232 0,239 0,248 0,253 0,261 0,267 0,274 0,281 0,288 0,294
-25 0,188 0,195 0,202 0,209 0,217 0,223 0,230 0,238 0,243 0,251 0,257 0,264 0,270 0,277 0,283
-20 0,182 0,188 0,195 0,202 0,209 0,215 0,222 0,229 0,235 0,242 0,248 0,255 0,261 0,267 0,273
-15 0,176 0,182 0,189 0,196 0,202 0,208 0,215 0,221 0,227 0,234 0,240 0,246 0,252 0,258 0,263
-10 0,171 0,177 0,183 0,189 0,195 0,202 0,208 0,214 0,220 0,226 0,232 0,238 0,244 0,250 0,255
-5 0,165 0,172 0,178 0,184 0,190 0,195 0,202 0,207 0,213 0,219 0,225 0,231 0,236 0,242 0,247
0,161 0,167 0,172 0,179 0,184 0,190 0,196 0,201 0,207 0,213 0,219 0,224 0,229 0,235 0,240
5 0,157 0,162 0,168 0,174 0,179 0,185 0,190 0,196 0,201 0,207 0,212 0,217 0,223 0,228 0,233
10 0,153 0,158 0,163 0,169 0,174 0,180 0,185 0,191 0,196 0,201 0,206 0,211 0,217 0,222 0,227
15 0,149 0,154 0,159 0,165 0,170 0,175 0,180 0,186 0,191 0,196 0,201 0,206 0,211 0,216 0,221
20 0,145 0,150 0,156 0,160 0,166 0,171 0,176 0,181 0,186 0,191 0,196 0,201 0,206 0,211 0,215
25 0.142 0,147 0,152 0,157 0,162 0,167 0,172 0,177 0,182 0,186 0,191 0,196 0,201 0,206 0,210
30 0,139 0,143 0,148 0,153 0,158 0,163 0,168 0,173 0,177 0,182 0,187 0,192 0,196 0,201 0,206
35 0,136 0,140 0,145 0,150 0,154 0,159 0,164 0,169 0,173 0,178 0,182 0,187 0,192 0,196 0,201
40 0,133 0,137 0,142 0,147 0,151 0,156 0,160 0,165 0,170 0,174 0,178 0,183 0,188 0,192 0,196
50 0,127 0,132 0,136 0,141 0,145 0,149 0,154 0,158 0,163 0,167 0,171 0,175 0,180 0,184 0,188

Физические свойства

Сколько кг в 1 м3 кислорода? - Подборки ответов на вопросы
В мировом океане содержание растворённого O2 больше в холодной воде, а меньше — в тёплойСколько кг в 1 м3 кислорода? - Подборки ответов на вопросы
В мировом океане содержание растворённого O2 больше в холодной воде, а меньше — в тёплойСколько кг в 1 м3 кислорода? - Подборки ответов на вопросы

Жидкий кислород
При нормальных условиях кислород — это газ без цвета, вкуса и запаха.

1 л его имеет массу 1,429 г. Немного тяжелее воздуха. Слабо растворяется в воде (4,9 мл/100 г при 0 °C, 2,09 мл/100 г при 50 °C) и спирте (2,78 мл/100 г при 25 °C). Хорошо растворяется в расплавленном серебре (22 объёма O2 в 1 объёме Ag при 961 °C). Хорошо растворяется в перфторированных углеводородах (20-40 об/об %).

Межатомное расстояние — 0,12074 нм. Является парамагнетиком. В жидком виде притягивается магнитом.

При нагревании газообразного кислорода происходит его обратимая диссоциация на атомы: при 2000 °C — 0,03 %, при 2600 °C — 1 %, 4000 °C — 59 %, 6000 °C — 99,5 %.

Жидкий кислород (температура кипения −182,98 °C) — это бледно-голубая жидкость.

Сколько кг в 1 м3 кислорода? - Подборки ответов на вопросы
Фазовая диаграмма O2

Твёрдый кислород (температура плавления −218,35 °C) — синие кристаллы. Известны 6 кристаллических фаз, из которых три существуют при давлении в 1 атм.:

  • α-О2 — существует при температуре ниже 23,65 K; ярко-синие кристаллы относятся к моноклинной сингонии, параметры ячейки a
    =5,403 Å,
    b
    =3,429 Å,
    c
    =5,086 Å; β=132,53°[17].
  • β-O2 — существует в интервале температур от 23,65 до 43,65 K; бледно-синие кристаллы (при повышении давления цвет переходит в розовый) имеют ромбоэдрическую решётку, параметры ячейки a
    =4,21 Å, α=46,25°[17].
  • γ-O2 — существует при температурах от 43,65 до 54,21 K; бледно-синие кристаллы имеют кубическую симметрию, период решётки a
    =6,83 Å[17].

Ещё три фазы образуются при высоких давлениях:

  • δ-O2 — интервал температур 20—240 K и давление 6—8 ГПа, оранжевые кристаллы;
  • ε-фаза, содержит молекулы O4[18] или O8[19][20], существует при давлении от 10 и до 96 ГПа, цвет кристаллов от тёмно-красного до чёрного, моноклинная сингония;
  • ζ-On — давление более 96 ГПа, металлическое состояние с характерным металлическим блеском, при низких температурах переходит в сверхпроводящее состояние.

Характеристики марок жидкого технического кислорода (гост 6331-78)

Параметр Кислород жидкий технический
первого сорта второго сорта
Объемная доля кислорода O2, %, не менее 99,7 99,5
(в ряде случаев – 99,2)
Объем углекислоты CO2 в 1 дм3жидкого кислорода при 760 мм рт. ст. и 20°С, см3, не более 2,0
(по согласованию с потребителем – 3,0)
3,0
(по согласованию с потребителем – не норм.)
Содержание ацетилена C2H2, масла Отсутствие
Содержание окиси углерода CO, газообразных кислот и оснований, озона O3 и других газов-окислителей Не нормируется
Содержание влаги и механических примесей На внутренней поверхности колбы после испарения 1 дм3 кислорода не должно быть водяных капель и твердых частиц (при комнатной температуре)
Запах Не нормируется

Сосуды Дьюара бывают шаровые или цилиндрические. Внутренний и наружный корпус изготавливают из сплава алюминия, трубку (горловину), на которой подвешен внутренний сосуд, – из стали Х18Н10Т, имеющей низкий коэффициент теплопроводности. В межстенном пространстве обычно создается вакуумно-порошковая теплоизоляция из технического вакуума и смеси порошкообразного аэрогеля с бронзовой пудрой.

При испарении 1 л жидкого кислорода образуется около 860 л газообразного (при нормальном атмосферном давлении и температуре 20°С). При транспортировке жидкого кислорода масса тары, приходящаяся на 1кг кислорода, в 10 и более раз меньше, чем при транспортировке газообразного. При хранении, перевозке и газификации сжиженного газа неизбежны потери на его испарение.

Химические свойства

Сильный окислитель, самый активный неметалл после фтора, образует бинарные соединения (оксиды

) со всеми элементами, кроме гелия, неона, аргона. Наиболее распространенная степень окисления −2. Как правило, реакция окисления протекает с выделением тепла и ускоряется при повышении температуры (см. Горение). Пример реакций, протекающих при комнатной температуре:

2 N O O 2 → 2 N O 2 ↑ {displaystyle {mathsf {2NO O_{2}rightarrow 2NO_{2}uparrow }}}

Окисляет большинство органических соединений в реакциях горения:

2 C 6 H 6 15 O 2 → 12 C O 2 6 H 2 O {displaystyle {mathsf {2C_{6}H_{6} 15O_{2}rightarrow 12CO_{2} 6H_{2}O}}} C H 3 C H 2 O H 3 O 2 → 2 C O 2 3 H 2 O {displaystyle {mathsf {CH_{3}CH_{2}OH 3O_{2}rightarrow 2CO_{2} 3H_{2}O}}}

При определённых условиях можно провести мягкое окисление органического соединения:

C H 3 C H 2 O H O 2 → C H 3 C O O H H 2 O {displaystyle {mathsf {CH_{3}CH_{2}OH O_{2}rightarrow CH_{3}COOH H_{2}O}}}

Кислород реагирует непосредственно (при нормальных условиях, при нагревании и/или в присутствии катализаторов) со всеми простыми веществами, кроме и инертных газов (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn); реакции с галогенами происходят под воздействием электрического разряда или ультрафиолета.

Кислород образует пероксиды

со степенью окисления атома кислорода, формально равной −1.

  • Например, пероксиды получаются при сгорании щелочных металлов в кислороде:

2 N a O 2 → N a 2 O 2 {displaystyle {mathsf {2Na O_{2}rightarrow Na_{2}O_{2}}}}

  • Некоторые оксиды поглощают кислород:

2 B a O O 2 → 2 B a O 2 {displaystyle {mathsf {2BaO O_{2}rightarrow 2BaO_{2}}}}

  • По теории горения, разработанной А. Н. Бахом и К. О. Энглером, окисление происходит в две стадии с образованием промежуточного пероксидного соединения. Это промежуточное соединение можно выделить, например, при охлаждении пламени горящего водорода льдом, наряду с водой, образуется пероксид водорода:

H 2 O 2 → H 2 O 2 {displaystyle {mathsf {H_{2} O_{2}rightarrow H_{2}O_{2}}}}

  • В надпероксидах
    кислород формально имеет степень окисления −½, то есть один электрон на два атома кислорода (ион O− 2). Получают взаимодействием пероксидов с кислородом при повышенных давлении и температуре:

N a 2 O 2 O 2 → 2 N a O 2 {displaystyle {mathsf {Na_{2}O_{2} O_{2}rightarrow 2NaO_{2}}}}

  • Калий K, рубидий Rb и цезий Cs реагируют с кислородом с образованием надпероксидов:

K O 2 → K O 2 {displaystyle {mathsf {K O_{2}rightarrow KO_{2}}}}

  • Неорганические озониды
    содержат ион O− 3 со степенью окисления кислорода, формально равной −1/3. Получают действием озона на гидроксиды щелочных металлов:

3 K O H 3 O 3 → 2 K O 3 K O H ∗ H 2 O 2 O 2 ↑ {displaystyle {mathsf {3KOH 3O_{3}rightarrow 2KO_{3} KOH*H_{2}O 2O_{2}uparrow }}}

  • В ионе диоксигенила
    O2 кислород имеет формально степень окисления ½. Получают по реакции:

P t F 6 O 2 → O 2 P t F 6 {displaystyle {mathsf {PtF_{6} O_{2}rightarrow O_{2}PtF_{6}}}}В этой реакции, кислород проявляет восстановительные свойства.

Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий