Кислород газ — Искра Газ

Кислород

(Oxygenium), О — химический элемент. Элемент VI группы периодична системы элементов; ат. н. 8 ат м 15, 9994 В норм, условиях — газ без цвета, запаха и вкуса. При образовании большинства соединении приобретает электроны, В окислах (напр.

,Н2O, Li2O, СаО, Аl2O3, SiO2, Р2O6, SO3, Сl2O7), кислородных к-тах и их солях К.

проявляет формально степень окисления — 2, в пероксосоединениях (Н2O2, Na2O2, Ва2O2) есть кислородный перекисный мостик — О⁻ — О⁻ — с  межъядерным расстоянием 1,48 А, в надперекисях (КO2, Rb02 Gs02) содержится группа 0—2 с межъядерным расстоянием 1,26 А, в озонидах (КO3, RbO3, CsO3) — парамагнитный анион  0- 3.

Рис. Горение натрия. Горение угля Горение железа в кислороде.

Только в соединениях с фтором (F20, F202) и в солях диоксигенил-катиона. напр.  гексафтороплатинате  ( 5) диоксигенила 02 [PtF6], К. проявляет степень окисления 1. Природный К.

состоит из стабильных изотопов 16О (99,759%), 17О (0,037%) и 18О (0,204%); получены радиоактивные изотопы 14О, 15О и 19О с периодами полураспада соответственно 72,1 сек, 2,1 мин и 29,4 сек. Открыли К. швед, химик К. В.

Шееле — в 1771 (работы его опубликованы  в 1777) и независимо от него англ. ученый Дж. Пристли — в 1774. Франц. химик А. Л. Лавуазье повторил опыты Дж.

Пристли (термическое разложение окиси ртути), дал элементу название и к 1777 создал кислородную теорию горения, дыхания и окисления, п.- самый распространенный в земной коре элемент: содержание его составляет  47,0%   по   массе,   или 55 ат.%.

В форме газа O2 в воздухе находится 1,2« 104 т К., что составляет 20,95 об.%, или 23% по массе. В нижних слоях стратосферы содержится очень небольшое количество озона O3, образующегося под действием ультрафиолетового излучения Солнца, а выше 80 км — атомы К.

, образующиеся вследствие распада молекул O2, O3 и водяного пара под действием коротковолнового излучения. К. в воде — 88,8%, в водах мирового океана — 85,7%; в природных водах растворено около 1,5• 10 13 m К. Из минералов, содержащих К. (их около 1400), наиболее распространены кварц и его модификации (53% К.

), полевые шпаты, слюды и известняки (45—48%), окислы железа (28—43%), гипс и глины (около 55%).

Кислород образует два простых вещества: К.-газ и озон О3. При высоких давлениях возможно образование молекул O4. К.— трудно сжижающийся газ. Осн.

, теплота испарения 51,0 ккал/кг; плотность жидкого К. (т-ра 90,18 К) 1,142 г/см3. Т-ра плавления 54,36 К (—218,8° С); теплота плавления 3,3 ккал/кг. Кристаллич.

модификации: кубическая, устойчивая выше т-ры 43,77 К (—229,4° С), с плотностью 1,27 г/см3 при т-ре —219° С; гексагональная, устойчивая от 23,85 К (—249,3° С) до 43,77 К, и ромбическая, устойчивая при т-ре ниже 23,85 К, с плотностью 1,426 г/см3.

Жидкий кислород — светло-голубого цвета, притягивается магнитам; твердый К.— синие кристаллы. Во всех агрегатных состояниях парамагнитен. Диэлектрическая постоянная газа — 1,000507, жидкого К.— 1,491. Масса 1 а газа при т-ре 0° С и давлении 1 ат равна 1,42897 г/л,      коэфф.

      теплопроводности 58,3 • 10-6 кал/сек • см • град; теплоемкость Ср = 6,99  и  cv = 4,98  кал/моль • град; cp/cν = 1,403. Растворимость К. в воде (в 100 см3) при т-ре 0°С составляет 4,9 см3, при т-ре 20° С равна 3,1 см3. К.

хорошо растворяется в органических растворителях  и затвердевании расплава, разбрызгивая металл; хорошо поглощается также тонкими порошками металлов и угля. Молекула  О2 очень прочна(межъядерное расстояние 1,207 А), распад ее на атомы начинается выше т-ры 1500° С и становится полным при т-ре 5000° С. Энергия атомизации D298 = 119,12 ккал/моль.

Под действием ультрафиолетового излучения (А, — 190 нм) легко осуществляется фотолиз кислорода. Перем. степень окисления К., способность к принятию электронов от атомов др.

элементов (сродство к электрону 1,47 эв/атом) и возможность отдачи своего электрона (1-й потенциал ионизации—13,6 в, электроотрицательность по шкале Полинга 3,5) обусловливают возможность образования твердых растворов в металлах и различного рода стехиометрических и нестехиометрических соединений. К. образует соединения со всеми элементами, кроме гелия, неона и аргона.

На основе типов и св-в кислородных соединений строится классификация неорганических соединений. Увеличение содержания К. в молекуле окисла усиливает кислотный характер этого окисла, напр. МnО проявляет Основные св-ва, а Мn2O7 является ангидридом марганцевой (перманганатной) кислоты НМn04.

Катализатором для очень многих реакций с К. является вода; абсолютно сухой К. при комнатной т-ре не взаимодействует с металлическим калием, с белым фосфором.Большинство реакций К.

с различными веществами  экзотермичны;  некоторые из них используются для получения энергии в форме тепла и света (горение): в процессе сжигания угля, различных углеводородов, древесины, торфа и др. В смеси с горючими газами и парами, с тонкими порошками мн. металлов и органических веществ К.

-газ образует взрывчатые смеси. К. непосредственно реагирует почти со всеми простыми веществами за исключением галогенов, инертных газов, платины и золота, соединения с к-рыми получаются косвенным путем.

В лабораторных условиях К. получают термическим разложением   окислов   (напр.,   СrO3), перекисей (напр., ВаO2), солей кислородных кислот  (напр.,  КМn04), каталитическим разложением Н2O2, электролизом 30%-ного раствора калия гидроокиси с никелевыми электродами.

можно получать также из воздуха избирательной диффузией при повышенном давлении через пластмассовые мембраны (молекулярные сита).

Выпускают Кислород как газ технический, технологический, медицинский и жидкий технический.   Газообразный технический К. первого сорта содержит O2 не менее 99,7%, второго сорта — не менее 99,5%, третьего сорта — не менее 99,2%, технологический — не менее  95—98,5%,   медицинский — не менее 99,5%.  Медицинский К.

не должен содержать воды, масла, окиси углерода, ацетилена, газообразных оснований и к-т, озона и др. газов-окислителей.  Допускается наличие двуокиси углерода (смесь К. с 5—7% СO2 наз. «карбоген»). Из 1 кг жидкого К. образуется 0,75 м3 газа, из 1 л — 0,86 м3.  К. применяется в черной и цветной металлургии, хим. пром-сти, машиностроении, энергетике и др.

Замена воздуха кислородом снижает расход топлива и увеличивает производительность доменных мартеновских   печей,   вагранок, конверторов, электр. печей на 25 -30% и более, повышает качество выплавляемого металла. На выплавку 1 т чугуна расходуется К.

В цветной металлургии на 1 т металла расходуется 10 000—30 000 м3 К. Большое количество К. используют для автогенной сварки и резки, для газификации твердого топлива в кипящем слое, для огневого бурения твердых горных пород и др. Жидкий К.— основа мощных взрывчатых веществ — оксиликвитов (пропитанных жидким К. пористых горючих материалов, напр.

древесных опилок); применяется в ракетных двигателях.

Кислород -газ без цвета , запаха и вкуса . Мало растворим в воде : в 100 объёмах воды при 20 °C. Растворяется около 3 объёмов кислорода . При нормальном давлении он сжижается при — 183°C. И затвердевает при — 219°C . В жидком и твёрдом состоянии имеет бледно – синюю окраску . Молекула кислорода — двухатомная , неполярная .

В промышленности кислород получают в основном фракционированной разгонкой жидкого воздуха . Его хранят и перевозят в стальных баллонах . В лаборатории его получают разложением соединений , богатых кислородом . Чаще всего для этого используют хлорат или перманганат калия (KMnO4) . Разложение KMnO4 происходит по реакции :

2KMnO4 = K2MnO4 MnO2 O2

Наиболее важным химическим свойством кислорода является его способность соединятся с большинством простых веществ с выделением теплоты и света . Чтобы вызвать горение веществ в кислороде , часто приходится нагревать их до определённой температуры — температуры воспламенения , так как при обычной температуре кислород является довольно инертным веществом .

Наряду с горением известны многочисленные процессы медленного окисления при участии кислорода : дыхание живых организмов , ржавение металлов , гниение , тление и т.д . Выделяющая при этом теплота рассеивается в окружающее пространство , но в определённых условиях она может скапливаться и тогда происходит воспламенение , так самовоспламеняются масляные тряпки ,влажное сено и т.д.

Все окислительные процессы протекают гораздо быстрее в чистом кислороде , чем на воздухе . Например , лучина тлеющая на воздухе , при внесении в сосуд с кислородом вспыхивает и ярко горит .

Кислород — самый распространённый элемент на нашей планете : он составляет 49% от массы земной коры , гидросферы и атмосферы вместе взятых . В воздухе находится около 21% ( об. ) или 23 ( масс. ) кислорода .

Его количество в воздухе всё время пополняется на солнечном свету . Общее количество кислорода , выделяемых растениями в атмосферу в процессе питания , примерно в 6 раз больше чем потребляемого ими для дыхания .

Кислород весьма распространён в природе в виде соединений . Он входит в состав всех важнейших горных пород : гранитов , гнейсов , песка , сланцев и многих других .

В воде содержится 88,89% ( масс. ) кислорода . Доступная нам часть твёрдой земной коры содержит 47,3% ( масс. ) кислорода ( в виде оксидов и кислородных солей ) . Кислород как элемент входит в состав тела человека , животных и растений . Содержание кислорода в живых организмах составляет около 65% ( масс. )

велико значение кислорода в технике и промышленности . При сжигании горючих газов в специально сконструированных горелках в токе чистого кислорода , температура пламени резко повышается по сравнением с пламенем на воздухе . Пламя водорода , сжигаемого в токе кислорода , достигает 2000 градусов  , а ацетилена — 3000 град….

Пламенем таких горючих газов пользуются для сварки и резки металлов , для плавления платины , кварца и других очень тугоплавких материалов . Жидкий кислород или жидкий воздух , сильно обогащённый кислородом , применяют для изготовления взрывчатых веществ ( оксиликвитов ) .

Последнее представляет смесь пористого угля или других горючих составляющих ( нефть , парафин , нафталин ) с жидким воздухом .

Жидкий воздух применяют , в частности , как одна из составляющих при заправки ракет . Кислород широко используют для интенсификации ряда процессов металлургической и химической промышленности . Большое значение в применении кислорода в специальных аппаратах , используемых экипажами самолётов , подводных лодок , горно — рудном деле , в медицине и т.д.

Статья на тему Кислород

Нахождение в природе

Накопление O

₂

в атмосфере Земли. Зелёный график — нижняя оценка уровня кислорода, красный — верхняя оценка.

1

. (3,85—2,45 млрд лет назад) — O

₂

не производился

2

. (2,45—1,85 млрд лет назад) O

₂

производился, но поглощался океаном и породами морского дна

3

. (1,85—0,85 млрд лет назад) O

₂

выходит из океана, но расходуется при окислении горных пород на суше и при образовании озонового слоя

4

. (0,85—0,54 млрд лет назад) все горные породы на суше окислены, начинается накопление O

₂

в атмосфере

5

. (0,54 млрд лет назад — по настоящее время) современный период, содержание O

₂

в атмосфере стабилизировалось

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.

В атмосфере содержание свободного кислорода составляет 20,95 % по объёму и 23,10 % по массе (около 1015 тонн). Однако до появления первых фотосинтезирующих микробов в архее 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.

С начала кембрия 540 млн лет назад содержание кислорода колебалось от 15 % до 30 % по объёму. 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.

Основная часть кислорода на Земле выделяется фитопланктоном Мирового океана. Около 60 % кислорода от используемого живыми существами расходуется на процессы гниения и разложения, 80 % кислорода, производимого лесами, уходит на гниение и разложение растительности лесов.

Деятельность человека очень мало влияет на количество свободного кислорода в атмосфере. При нынешних темпах фотосинтеза понадобится около 2000 лет, чтобы восстановить весь кислород в атмосфере.

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 %.

В 2022 году датские учёные доказали, что свободный кислород входил в состав атмосферы уже 3,8 млрд лет назад.

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!

Распространённость в природе.

К. – са­мый рас­про­стра­нён­ный хи­мич. эле­мент на Зем­ле: со­дер­жа­ние хи­ми­че­ски свя­зан­но­го К. в гид­ро­сфе­ре со­став­ля­ет 85,82% (гл. обр. в ви­де во­ды), в зем­ной ко­ре – 49% по мас­се. Из­вест­но бо­лее 1400 ми­не­ра­лов, в со­став ко­то­рых вхо­дит К. Сре­ди них пре­об­ла­да­ют ми­не­ра­лы, об­ра­зо­ван­ные со­ля­ми ки­сло­род­со­дер­жа­щих ки­слот (важ­ней­шие клас­сы – кар­бо­на­ты при­род­ные, си­ли­ка­ты при­род­ные, суль­фа­ты при­род­ные, фос­фа­ты при­род­ные), и гор­ные по­ро­ды на их ос­но­ве (напр., из­вест­няк, мра­мор), а так­же разл. ок­си­ды при­род­ные, гид­ро­кси­ды при­род­ные и гор­ные по­ро­ды (напр., ба­зальт). Мо­ле­ку­ляр­ный К. со­став­ля­ет 20,95% по объ­ё­му (23,10% по мас­се) зем­ной ат­мо­сфе­ры. К. ат­мо­сфе­ры име­ет био­ло­гич. про­ис­хо­ж­де­ние и об­ра­зу­ет­ся в зе­лё­ных рас­те­ни­ях, со­дер­жа­щих хло­ро­филл, из во­ды и ди­ок­си­да уг­ле­ро­да при фо­то­син­те­зе. Ко­ли­че­ст­во К., вы­де­ляе­мое рас­те­ния­ми, ком­пен­си­ру­ет ко­ли­че­ст­во К., рас­хо­дуе­мое в про­цес­сах гние­ния, го­ре­ния, ды­ха­ния. К. – био­ген­ный эле­мент – вхо­дит в со­став важ­ней­ших клас­сов при­род­ных ор­га­нич. со­еди­не­ний (бел­ков, жи­ров, нук­леи­но­вых ки­слот, уг­ле­во­дов и др.) и в со­став не­ор­га­нич. со­еди­не­ний ске­ле­та.