Сварочные смеси на основе аргона. какие бывают и как влияют на процесс полуавтоматической сварки низколегированных и углеродистых сталей
Исследования сварки в среде различных смесей на основе аргона (далее Ar) берут свое начало с 70-х годов прошлого столетия, однако наибольшее практическое распространение сварочные смеси получили в 90-х годах, особенно в европейских государствах, таких как Германия, Великобритания, Франция, Швеция. На сегодняшний день применение смесей Ar в вышеперечисленных государствах занимает не менее 95% рынка.
Многие отечественные предприятия, напротив, до сих пор применяют СО2 для низколегированных и углеродистых сталей, несмотря на неоспоримые преимущества использования смесей на основе Ar.
Атмосфера, защищающая ванну, играет важнейшую роль в MAG-процессе. Ее воздействие сказывается на свойствах сварного шва, скорости сварки, загрязнении атмосферы рабочего поста.
Переход на смеси на основе Ar вместо СО2 позволяет оптимизировать сварку, в том числе сделать ее более экономичной. Смеси Ar пришли на смену углекислому газу и теперь используются в Европе при работе с черными сталями ( или со сталями с небольшим количеством легирующих добавок). При сварке черных сталей в чистом Ar в шве образуются поры, поэтому используют смеси с добавочными газами — кислородом и/или углекислотой, нормализующие электродугу и улучшающие весь процесс в целом. Добавление к Ar кислорода практически не меняет поведение дуги и ее влияние на ванну и каплю. Также в качестве добавки может выступать гелий, особенно, когда требуется повышенная скорость сварки. Количество добавочного газа зависит от толщин, требуемой скорости, метода: ручной, автоматизированный либо роботизированный.
Выбор газа, прежде всего, оказывает воздействие на следующие ключевые параметры MAG-сварки:
- Поджиг дуги и ее управляемость.
- Производительность и, как следствие, затраты на производство.
- Вид металлопереноса и размер капли.
- Защита от газов, содержащихся в воздухе.
- Возникновение окалины и количество брызг.
- Мех.характеристики шва.
- Геометрия шва и глубина проплава.
- Количество и состав выделяющихся аэрозолей.
Преимущества смеси на основе Ar.
Помимо нарушений режимов сварки, состав защитной среды является наиболее важным фактором, влияющим на возникновение брызг. Использование чистого СО2 приводит к повышенному «брызгообразованию» , как результат к нестабильности электродуги. Чем больше СО2 в смеси с Ar, тем большее брызг образуется в процессе полуавтоматической сварки. Чем больше их размер, тем интенсивнее выделение теплоты. Опыты показали, что капли-брызги металла с диаметром более 0,8 мм содержат такое количество теплоты, что привариваются к рабочей плоскости. В большинстве случаев это влечет за собой последующую зачистку или подрезку резцом.
На рис. 1 проиллюстрировано, как доля брызг размером более 0,8 мм. увеличивается с ростом процента СО2 в смеси с Ar.
Шлак, покрывающий шов, состоит из оксидов и выглядит как коричневые стеклообразные «островки». Чем больше окислительных элементов содержится в смеси (СО2 или О2), тем больше оксидов будет образовываться. Они должны быть удалены перед покраской или другой операцией.
Мех.свойства сварного соединения также очень подвержены влиянию состава защитного газа. Чем ниже содержание СО2, тем «чище» металл шва, тем меньше оксидных включений он содержит. Также микроструктура становится более мелкозернистой, что благоприятно сказывается на ударной вязкости металла шва (рис. 2).
Усталостная прочность шва также в некоторой степени зависит от защитного газа. Сварка в смесях на основе Ar позволяет получить более плавный переход между швом и основным металлом, чем при использовании чистого СО2 (рис. 3). К сварным соединениям, подвергающимся динамическим нагрузкам, предъявляются повышенные требования к усталостной прочности. Если переход недостаточно плавный, впоследствии потребуется дорогостоящая мех.обработка.
Скорость сварки. При ее увеличении в чистом СО2 профиль сварного шва становится более выпуклым, а также ухудшается перенос металла, что ограничивает скорость по сравнению со сваркой в смесях на основе Ar (рис. 3, 4). В данном примере были использованы три различных газа в процессе MAG-сварки стали с небольшим количеством легирующих добавок. Скорость подачи проволоки сохранялась неизменной, напряжение было установлено на наиболее подходящем уровне для каждого защитного газа. Скорость сварки увеличивалась до тех пор, пока шов не становился слишком выпуклым. В результате при снижении процента содержания СО2 в защитной смеси скорость могла быть увеличена (рис. 4).
Как уже упоминалось, различные защитные газы позволяют получить разнообразную геометрию сварного шва. При работе в смесях на основе Ar металл в сварочной ванне более жидкий, что делает профиль шва более сопряженным с основным металлом, невыпуклым. Сварка же в чистом СО2 делает его сильно выпуклым, переходы — неплавные. Кроме того, это приводит к низкой усталостной прочности, что также влечет за собой перерасход присадочной проволоки при сварке в СО2 для получения необходимого катета шва (рис.5).
Задание режимов. При использовании аргоновых смесей гораздо легче настроить наиболее подходящие сварочные режимы, чем при работе с чистым СО2. Диапазон токов, в которых дуга остается стабильной, гораздо шире в смесях Ar. Чтобы избежать дефектов в шве очень важно выполнить правильную настройку аппарата.
Риск прожога. Напряжение в составах на основе Ar на несколько вольт ниже, чем при сварке в СО2 при той же скорости движения сварочной проволоки. Это означает, что в сварочную ванну передается меньше тепловой энергии и риск прожога тонких пластин значительно снижается. Итак, выгоды, получаемые при переходе с чистого СО2 на смеси Ar и СО2, следующие:
● снижение потерь металла вследствие разбрызгивания;
● небольшое количество шлака, всплывающего на поверхность шва;
• улучшение мех. свойств шва (пластичные свойства, вязкость, усталостная прочность);
● меньшее выгорание легирующих добавок, что означает более высокое значение предела текучести и прочности при растяжении;
● плоский сварной шов с отсутствием резких «скачков» при переходе к основному металлу;
● более высокие скорость и эффективность.
● более простая установка оптимальных сварочных режимов , расширенный диапазон, в котором дуга стабильна — малый риск получения дефектов в шве;
● меньший риск проплавления, особенно, если речь идет о тонких листах за счет пониженного количества передаваемого тепла.
Виды некоторых смесей, которые можно найти сейчас на рынке сварочных материалов перечислены ниже.
● 92% Ar, 8% СО2. Используется в роли защитной атмосферы для различных сталей в режиме струйного переноса металла. Количество брызг, вылетающих из-под проволоки, минимизируется, что делает данную смесь идеальной для применения в цехе, где требуется экономия времени на зачистку (экономия средств).
Практически отсутствует окисление шва, что отлично для процессов с последующей окраской. Используется в различных отраслях производства, от выпуска грузовых автомобилей до судостроения. Очень хорошо подходит для тех.процессов, включающих порошковую покраску.
● 93% Ar, 5% СО2, 2% O2. Эта трехсоставная смесь приготовлена в основном для тонких сталей. Низкие уровни СО2 и О2 сильно снижают риск прожога и, как следствие, возникновения дефектов в виде пор и свищей. Обеспечивает устойчивость горения электрической дуги, что, в свою очередь, снижает уровень брызг, позволяет экономить проволочный материал и снижает затраты на мех.обработку.
Большая скорость выполнения проходов и небольшое тепловложение позволяют уменьшить температурные деформации.
● 82% Ar и 18%СО2. Здесь достигается хорошая глубина провара, особенно, если сталкиваться приходится с толстолистовым материалом. Позволяет избежать дефектов в шве. Достаточно высокое содержание СО2 делает возможным более продуктивную сварку стали, запачканной маслом, влагой, коррозией, снижая таким образом себестоимость изготовления. Самая популярная смесь, применяемая при сварке полуавтоматом. В сравнении с чистым СО2 позволяет увеличить скорость до 10% и достичь экономии сварочной проволоки до 15%.
● 86% Ar, 12% СО2, 2% О2. Предназначена для достижения maх производительности. Позволяет варить в большом диапазоне по току и напряжению, облегчая сварщику их выбор и достижение хороших результатов без дефектов. Отлично подходит как для полуавтоматической, так и для автоматической и роботизированной сварки. Обеспечивает низкий уровень образования брызг наряду с хорошей глубиной провара. Позволяет получить гладкие сварные швы, сократить расход проволоки. Обеспечивает плавный переход между основным металлом и швом, что позволяет избежать возникновения концентраторов напряжения. Высокая скорость сварки приводит к снижению термических деформаций в конструкциях.
● 60% Ar, 10% СО2, 30% Не. Данная смесь, содержащая гелий, была специально разработана для роботизированной сварки, где может быть полностью использован ее потенциал в части скорости. Значительно возрастает производительность, а также заметно снижаются температурные коробления.
Высокая устойчивость дуги наряду с увеличением теплопроводности, благодаря наличию Не создает жидкую, долго остывающую ванну, что позволяет избежать таких дефектов, как поры при остывании.
Применение
Широкое промышленное применение кислорода началось в середине XX века, после изобретения турбодетандеров — устройств для сжижения и разделения жидкого воздуха.
Конвертерный способ производства стали или переработки штейнов связан с применением кислорода. Во многих металлургических агрегатах для более эффективного сжигания топлива вместо воздуха в горелках используют кислородно-воздушную смесь.
Кислород в баллонах голубого цвета широко используется для газопламенной резки и сварки металлов.
В качестве окислителя для ракетного топлива применяется жидкий кислород, пероксид водорода, азотная кислота и другие богатые кислородом соединения. Смесь жидкого кислорода и жидкого озона — один из самых мощных окислителей ракетного топлива (удельный импульс смеси водород — озон превышает удельный импульс для пары водород-фтор и водород-фторид кислорода).
Медицинский кислород хранится в металлических газовых баллонах высокого давления голубого цвета различной ёмкости от 1,2 до 10,0 литров под давлением до 15 МПа (150 атм) и используется для обогащения дыхательных газовых смесей в наркозной аппаратуре, при нарушении дыхания, для купирования приступа бронхиальной астмы, устранения гипоксии любого генеза, при декомпрессионной болезни, для лечения патологии желудочно-кишечного тракта в виде кислородных коктейлей.
В пищевой промышленности кислород зарегистрирован в качестве пищевой добавки E948, как пропеллент и упаковочный газ.
В химической промышленности кислород используют как реактив-окислитель в многочисленных синтезах, например, — окисления углеводородов в кислородсодержащие соединения (спирты, альдегиды, кислоты), аммиака в оксиды азота в производстве азотной кислоты. Вследствие высоких температур, развивающихся при окислении, последние часто проводят в режиме горения.
В тепличном хозяйстве, для изготовления кислородных коктейлей, для прибавки в весе у животных, для обогащения кислородом водной среды в рыбоводстве.
Большинство живых существ (аэробы) дышат кислородом. Широко используется кислород в медицине. При сердечно-сосудистых заболеваниях, для улучшения обменных процессов, в желудок вводят кислородную пену («кислородный коктейль»). Подкожное введение кислорода используют при трофических язвах, слоновости, гангрене и других серьёзных заболеваниях.
Кислород – О2 –Окисляет вещества:Железо, серу, углерод –Вот такой он Кислород!О кислороде знают все,Даже дети,Потому что дышат имВсе на свете.
Аляпкина А.
*****
Номер 8 элемента,Период которого второй.Необходим для аэроба,И для живности любой.
Молекула сим веществеДвухатомна сама.Но есть молекула одна:Озон, 3 атома в молекуле.
Мы вдыхаем кислород,А выдыхаем оксид углерода.Даже растения в полной тьмеПоглощают кислород.
Он везде, даже в земле.Даже в воде, даже в тебе.Он в спиртах, он в альдегиде,Он находится в любом оксиде.
Но если вдохнутьКислород чистейший,То тогда скажи «прощай»,Твои легкие сгорят.
Более рассказыватьЯ о нем не стану.Пропаганда, жизнь и школаСкажут больше Вам.*****
Это знают все на свете:Кислород нужен планете.Это знают даже дети:Без него не жить на свете.И животные, и люди –Все вдыхают кислород.Без него и у растенийФотосинтез не идет.И в больнице дядя доктор,Чтоб микробы одолеть,Кислород дает больному,Чтоб болезнь преодолеть.А электрогазосварщик,Чтобы трубы заварить,Кислород дает в горелку,Чтобы дырку победить.Тайны есть у кислорода,Чтобы их узнать, дружок,Ты бери скорей учебник,И в припрыжку на урок!
Березина М.
*****
От нужды, порой от скуки, были созданы науки.Век за веком пролетали — люди многое познали,Тем не менее, народ знать не знал про кислород.Да и как о том узнать, что не можешь в руки взять?!Газ без запаха, без вкуса, не заметен на просвет,На весах его не взвесить, и нужды в нем вроде нет.Были, правда, рассужденья — для дыханья нужен он,При горении, в металлах «обнаружен» ФЛОГИСТОН…Англичанин ДЖОЗЕФ ПРИСТЛИ свойства газов изучал.Взявши линзу, жаром солнца все что видел, нагревал.Над окалиною ртути ставил опыт в этот разПолучилась капля ртути, и еще какой-то газ.В нем свеча горела ярче, дольше мышь могла дышать,При нагреве в этом газе ртуть окислилась опять.Воздух, взятый для сравненья, меньше пользы принесетТак, попутно, в атмосфере обнаружили азот!Шведский химик КАРЛ ШЕЕЛЕ раньше кислород открылНо об опытах в журнале чуть позднее сообщил.Но и Пристли и Шееле оплошали в этот раз,Не сумев ни дать оценку, ни пристроить к делу газ.АНТУАН ЛАВУАЗЬЕ эти опыты проверил,Все старательно измерил и научно доказал:ФЛОГИСТОНА нет в природе, а все дело в кислороде!И дыханье, и горенье — это просто ОКИСЛЕНЬЕ!Производство кислорода возрастает каждый год.К металлургам, в газорезку, в медицину газ идет,К водолазам, космонавтам, в производство кислоты,Окислителем в ракете, словом, всюду встретишь ты.Как сильнейший окислитель часто может навредитьРядом с ним самоубийца не решится закурить!При искре, нагреве малом с ним органика горит,Кислород с обычным углем заменяет динамит.По запасам в целом Мире нет богаче никого —Газ, оксиды, руды, соли — всюду мы найдем его.Можно только удивляться, как смогла Природа — МатьИз космических просторов кислорода столько взять.В общей массе, половина оболочки кислород,А в ГАЛАКТИКЕ процента никогда не наберет.Можно нагревать селитру, марганцовку прокалить,Сунув в банку электроды воду током разложить,При реакциях обменных удается отделить,Но гораздо проще воздух охладить и разделить.Так тогда и поступали.
Сдавят воздух в сотни раз,И холодною водою охладят горячий газ.Поднимая поршень, сильно СЖАТЫЙ ВОЗДУХ охладятИ, по физики законам, в ЖИДКИЙ ВОЗДУХ превратят.Оставалось по составу жидкий воздух разделить —Кислород, кипящий позже, от азота отделить.Внешне метод прост, НО сложным получался агрегат,Здесь на литр кислорода тратим много киловатт!Академик ПЕТР КАПИЦА этот способ изменил —Сжатым воздухом ТУРБИНУ у ДЕТАНДЕРА крутил!Расширяясь, сжатый воздух ей напор свой отдавал,Охлаждался и по трубам в виде жидкости стекал.Для турбины можно воздух сжать в десятки раз слабей,Меньше станет установка и мороки меньше с ней.КПД гораздо выше, ниже уровень затрат,Золотой звездой Капицу за работу наградят.Это «море» кислорода в дело сразу же идетТратя меньше денег, газа больше стали, льет завод.Сварка стали, резка стали, лучше обжиг руд идет…С пользой в деле применяют и полученный азот.Кислород в разрядах тока превращается в ОЗОНТак за свой особый запах получил названье он.В малых дозах и приятен, и полезен нам озон,Доза больше — все живое беспощадно травит он.Это свойство эффективно удается применитьОЗОНИРУЯ квартиру можно вирусы убить.На работе, дома ставят неприметнейший прибор,Дым табачный, вирус вредный исчезают с этих пор.Если врезать озонатор в городской водопроводХЛОР становится излишним — всех врагов озон убьет.Слой озона в стратосфере поглощает вредный свет,А разрушим слои озона то и жизнь сойдет на нет!Кислород — восьмой по счету, если вес за меру брать,Если ж мера место в жизни — номер надо б поменять!
Прасолов Ю.
*****
Без молекул кислородаНе возникла бы природа!Всех веществ круговоротОбусловил кислород:Синтез и распад едины,Окисленье — их причина!
*****
Гордый важный КислородГоворит: «Живой народ –Птицы, ящерки и звери –Дышат мною, кислородом.Открывайте окна, двери,Дайте воздуху свободу!И растениям зелёным,Кактусам, цветам и клёнамТоже очень нужен яДля дыхания, друзья!А ещё не загорятсяБез меня костёр и газ!Всем теперь понятно, братцы,Как стараюсь я для вас?»
*****
В чем горят дрова и газ,Фосфор, водород, алмаз?Дышит чем любой из насКаждый миг и каждый час?Без чего мертва природа?Правильно, без…(Кислорода)
*****
Множество людейПо свету ходит,Но только с меня,Взгляд никто не сводит.Я невидим никому,Только богу одному.Без меня и жизни нетИ мне жутко много лет.
Кислород! О Кислород!При вдохе в лёгкие идёт.Пролетая через нос,Он здоровье нам донёс.Вроде бы обычный газ,Но убеждаюсь каждый раз,Самый важный он для нас!Нас пробудив, нам сил придаст!
Отблагодарить,Увы не можем.Поваленных лесов,Лишь числа множим.Если вырубим лесаИ повалим все деревья,Кислород диван не даст,Убьёт нас — Углекислый газ!!!
Кислород! О Кислород!При вдохе в лёгкие идёт.Пролетая через нос,Он здоровье нам донёс.Вроде бы обычный газ,Но убеждаюсь каждый раз,Самый важный он для нас!Нас пробудив, нам сил придаст!
Кусов А.
Артем Пивоваров — Кислород текст песни
Так скованны мы в чувствах, Так тяжело проснуться нам. Засыпаю, засыпаю, засыпаю… Ты кусаешь свои губы, Ты любишь, когда грубый я. Закипаю, закипаю, закипаю…
Кругом голова, задыхаюсь я, Не хватает мне. Кругом голова, задыхаюсь я, Не хватает мне тебя, тебя!
Ты меня найди, я здесь один, И ты мой кислород, я твой кислород. Тысячи причин, я ведь здесь один, И ты мой кислород, я твой кислород.
Как? Как ты так танцуешь? Ты движениями рисуешь. Я залипаю, залипаю, залипаю… Кусаешь мои губы, Ты любишь, когда плавно я. Закипаю, закипаю, закипаю…
Кругом голова, задыхаюсь я, Не хватает мне. Кругом голова, задыхаюсь я, Не хватает мне тебя, тебя!
Ты меня найди, я здесь один, И ты мой кислород, я твой кислород. Тысячи причин, я ведь здесь один, И ты мой кислород, я твой кислород.
Найди, найди, меня найди. Ты мой кислород и всё наоборот. Найди, найди, меня найди. Ты мой кислород, весь Мир наоборот.
Ты меня найди, ты меня найди, Ты меня найди, ты меня найди.
Ты меня найди, я здесь один, И ты мой кислород, я твой кислород. Тысячи причин, я ведь здесь один, И ты мой кислород, я твой кислород.
Найди, найди, меня найди. Ты мой кислород и всё наоборот. Найди, найди, меня найди. Ты мой кислород, весь Мир наоборот.
Распространенность оксигена в природе
Оксиген — один из самых распространенных элементов на нашей планете. В земной коре его атомов больше, чем атомов любого другого элемента (§ 6). Атомы Оксигена содержатся в песке, глине, известняке, многих минералах. Оксиген — второй по распространенности в атмосфере (после Нитрогена) и в гидросфере (после Гидрогена).
Атомы Оксигена входят в состав молекул многих веществ, находящихся в живых организмах (белков, жиров, крахмала и пр.). В теле взрослого человека массовая доля этого элемента составляет примерно 65 %.
Кислород. Важнейшее простое вещество Оксигена — кислород. Этот газ необходим для дыхания; он поддерживает горение.
Формула кислорода вам известна — 
Молекула кислорода достаточно устойчива. Но под действием электрического разряда или ультрафиолетовых лучей, а также при температуре свыше 2000 °С она распадается на атомы:
Кислород — компонент воздуха, природной смеси газов. На него приходится приблизительно 1/5
Атомы Оксигена входят в состав молекул многих веществ, находящихся в живых организмах (белков, жиров, крахмала и пр.). В теле взрослого человека массовая доля этого элемента составляет примерно 65 %.
Кислород. Важнейшее простое вещество Оксигена — кислород. Этот газ необходим для дыхания; он поддерживает горение.
Формула кислорода вам известна — 02. Это вещество содержит молекулы, состоящие из двух атомов Оксигена.
Молекула кислорода достаточно устойчива. Но под действием электрического разряда или ультрафиолетовых лучей, а также при температуре свыше 2000 °С она распадается на атомы:
02 = 20.
Кислород — компонент воздуха, природной смеси газов. На него приходится приблизительно 1/5 объема воздуха. Состав сухого воздуха
Организм взрослого мужчины ежесуточно потребляет приблизительно 900 г кислорода, а женщины — 600 г.
Состав воздуха:
Газ компонент воздуха Доля воздуха в%
| Название | Формула | объемная* | массовая |
| Азот |  | 78,09 | 75,51 |
| Кислород |  | 20,95 | 23,15 |
| Аргон |  | 0,93 | 1,28 |
| углекислый газ |  | 0,037 | 0,056 |
| Другие газы | менее 0,002 | менее 0,003 |
* Объемная доля вещества в смеси — отношение объема вещества к объему смеси. Объемную долю обозначают греческой буквой 
Определить объемную долю кислорода в воздухе можно экспериментально. Для этого нужны стеклянная бутылка без дна с пробкой и кристаллизатор с водой. В пробку вставляют ложку для сжигания, в которую набрано немного красного фосфора. Его поджигают, быстро вносят в бутылку и плотно I закрывают ее пробкой (рис. 52).
Кислород содержится не только в атмосфере. Небольшое его количество вместе с другими газами воздуха растворено в природной воде.
Существует еще одно простое вещество Оксигена — озон 
Это бесцветный сильнотоксичный газ с резким запахом. Он очень неустойчив и постепенно превращается в кислород: 
Озон содержится в атмосфере в незначительном количестве; его объемная доля не превышает
Определение объемной доли кислорода в воздухе сжиганием фосфора:
а — начало опыта;
б — окончание опыта
1 0,0004 %. Распадаясь, он поглощает часть ультрафиолетовых лучей солнечного света, вредную для растений и животных, и тем самым оберегает природу.
Химические свойства
При нормальных условиях чистый кислород — очень активное вещество, сильный окислитель. В составе воздуха окислительные свойства кислорода не столь явно выражены.
1. Кислород проявляет свойства окислителя(с большинством химических элементов) и свойства восстановителя(только с более электроотрицательным фтором). В качестве окислителя кислород реагирует и с металлами, и с неметаллами. Большинство реакций сгорания простых веществ в кислороде протекает очень бурно, иногда со взрывом.
1.1. Кислород реагирует с фтором с образованием фторидов кислорода:
O2 2F2 → 2OF2
С хлором и бромом кислород практически не реагирует, взаимодействует только в специфических очень жестких условиях.
1.2. Кислород реагирует с серой и кремниемс образованием оксидов:
S O2 → SO2
Si O2 → SiO2
1.3.Фосфоргорит в кислороде с образованием оксидов:
При недостатке кислорода возможно образование оксида фосфора (III):
4P 3O2 → 2P2O3
Но чаще фосфор сгорает до оксида фосфора (V):
4P 5O2 → 2P2O5
1.4.С азотомкислород реагирует при действии электрического разряда, либо при очень высокой температуре (2000оС), образуя оксид азота (II):
N2 O2→ 2NO
1.5. В реакциях с щелочноземельными металлами, литием и алюминием кислород также проявляет свойства окислителя. При этом образуются оксиды:
2Ca O2 → 2CaO
Однако при горении натрияв кислороде преимущественно образуется пероксид натрия:
2Na O2→ Na2O2
А вот калий, рубидий и цезий при сгорании образуют смесь продуктов, преимущественно надпероксид:
K O2→ KO2
Переходные металлы окисляются кислород обычно до устойчивых степеней окисления.
Цинк окисляется до оксида цинка (II):
2Zn O2→ 2ZnO
Железо, в зависимости от количества кислорода, образуется либо оксид железа (II), либо оксид железа (III), либо железную окалину:
2Fe O2→ 2FeO
4Fe 3O2→ 2Fe2O3
3Fe 2O2→ Fe3O4
1.6. При нагревании с избытком кислорода графит горит, образуя оксид углерода (IV):
C O2 → CO2
при недостатке кислорода образуется угарный газ СО:
2C O2 → 2CO
Алмаз горит при высоких температурах:
Горение алмаза в жидком кислороде:
Графит также горит:
Графит также горит, например, в жидком кислороде:
Графитовые стержни под напряжением:
2. Кислород взаимодействует со сложными веществами:
2.1. Кислород окисляет бинарные соединения металлов и неметаллов: сульфиды, фосфиды, карбиды, гидриды. При этом образуются оксиды:
4FeS 7O2→ 2Fe2O3 4SO2
Al4C3 6O2→ 2Al2O3 3CO2
Ca3P2 4O2→ 3CaO P2O5
2.2. Кислород окисляет бинарные соединения неметаллов:
- летучие водородные соединения (сероводород, аммиак, метан, силан гидриды. При этом также образуются оксиды:
2H2S 3O2→ 2H2O 2SO2
Аммиакгорит с образованием простого вещества, азота:
4NH3 3O2→ 2N2 6H2O
Аммиакокисляется на катализаторе (например, губчатое железо) до оксида азота (II):
4NH3 5O2→ 4NO 6H2O
- прочие бинарные соединения неметаллов — как правило, соединения серы, углерода, фосфора (сероуглерод, сульфид фосфора и др.):
CS2 3O2→ CO2 2SO2
- некоторые оксиды элементов в промежуточных степенях окисления (оксид углерода (II), оксид железа (II) и др.):
2CO O2→ 2CO2
2.3. Кислород окисляет гидроксиды и соли металлов в промежуточных степенях окисления в водных растворах.
Например, кислород окисляет гидроксид железа (II):
4Fe(OH)2 O2 2H2O → 4Fe(OH)3
Кислород окисляет азотистую кислоту:
2HNO2 O2 → 2HNO3
2.4. Кислород окисляет большинство органических веществ. При этом возможно жесткое окисление (горение) до углекислого газа, угарного газа или углерода:
CH4 2O2→ CO2 2H2O
2CH4 3O2→ 2CO 4H2O
CH4 O2→ C 2H2O
Также возможно каталитическое окисление многих органических веществ (алкенов, спиртов, альдегидов и др.)
2CH2=CH2 O2 → 2CH3-CH=O
