Урок 17. Получение кислорода – HIMI4KA

Урок 17. Получение кислорода – HIMI4KA Кислород

Что такое сатурация

Для того чтобы понять, как повысить кислород в крови в домашних условиях, придется разобраться в нескольких терминах. Итак, насыщение крови 0₂ (сатурация, Sp0₂) — это показатель, который определяет количество кислорода, циркулирующего в кровотоке. Это значение относительное и определяется в процентах.

Нормальная сатурация для взрослого человека — 95-100 %. Это означает, что организм получает достаточно кислорода для функционирования. Самый простой способ измерить уровень кислорода в крови — использовать пульсоксиметр: это небольшой прибор, который цепляется на указательный палец и в течение 1-2 минут определяет сатурацию.

Падение насыщения крови кислородом чаще всего бывает вызвано болезнями органов дыхания, такими как воспаление легких, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), бронхиальная астма и др. Если сатурация падает до 90-95 %, перед больным может стоять вопрос, как поднять кислород в крови дома, однако когда значение опускается ниже 90 %, необходимо обращаться в больницу.

Как понять, что нужно поднять кислород в крови в домашних условиях

От гипоксии в той или иной степени страдают практически все жители мегаполисов. Дело в том, что в современных городах кислород из воздуха все активнее вытесняется углекислым газом, диоксидами азота и серы и другими веществами. Так, если в сельской местности содержание кислорода в атмосфере составляет 21 %, то в мегаполисах — 17-18 %.

Другие факторы, которые приводят к гипоксии, это заболевания органов дыхания и сердечно-сосудистой системы, анемия, отравление угарным газом, беременность, интенсивные физические нагрузки, нахождение в душном непроветриваемом помещении.


Вот симптомы, которые свидетельствуют о том, что требуется насыщение крови кислородом дома или обращение в клинику:

  • вялость и сонливость;
  • головная боль;
  • головокружения;
  • шум в ушах;
  • снижение когнитивных функций (память, способность ясно мыслить);
  • заторможенность;
  • расстройство координации движений;
  • тошнота и рвота;
  • ощущение тяжести в груди;
  • судороги;
  • обмороки.

Если вы заметили подобные симптомы, стоит измерить сатурацию. Если значение выше 90 % и самочувствие удовлетворительное, то можно воспользоваться нашими советами, как поднять кислород в домашних условиях. При падении уровня 0₂ в крови ниже 90 %, неспособности устранить проявления гипоксии дома или наличии отягощающих состояние заболеваний нужно обратиться в больницу.

Влияние концентрации кислорода на процесс сжигания газообразного топлива

100

Труды БГТУ, 2022, серия 2, № 2, с. 100-105

УДК 66.02

В. Н. Павлечко, В. С. Францкевич

Белорусский государственный технологический университет

ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА НА ПРОЦЕСС СЖИГАНИЯ

ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА

Приведены результаты расчета процесса горения природного газа с различными количествами добавляемого технического кислорода взамен атмосферного воздуха. Для снижения трудоемкости расчетов использована специально разработанная программа. Расчет выполнен для сжигания 1 нм3 природного газа и для 150 нм3/ч применительно к условиям одной из стекловаренных печей ОАО «Полоцк-Стекловолокно». Добавление каждых 5% кислорода от его количества, необходимого для горения газа, повышает температуру в печи на 41-58оС, снижает расход воздуха на 0,55 нм3/нм3 газа, природного газа на 1,18-1,39%, выбросов оксидов азота на 6%. Экономия 1 нм3 газа достигается при использовании 7 нм3 кислорода.

Ключевые слова: сжигание природного газа, добавление технического кислорода.

V. N. Pavlechko, V. S. Frantskevich

Belarusian State Technological University

INFLUENCE OF OXYGEN CONCENTRATION ON THE PROCESS OF COMBUSTION GAS FUEL

The results of calculating the combustion process of natural gas with various amounts of added oxygen in place of atmospheric air are given. To reduce the complexity of calculations, a specially developed program was used. The calculation was carried out for the combustion of 1 nm3 of natural gas and for 150 nm3/h in relation to the conditions of one of the glass furnaces OJSC Polotsk-Steklovolokno. The addition of every 5% of oxygen from its amount necessary for burning gas raises the temperature in the furnace by 41-58°C, reduces air consumption by 0.55 nm3/nm3 of gas, natural gas by 1.18-1.39%, emissions of nitrogen oxides on 6%. Saving 1 nm3 of gas is achieved when 7 nm3 oxygen is used.

Key words: burning of natural gas, addition of technical oxygen.

Введение. Используемый в промышленности в качестве окислителя воздух содержит большое количество азота, который в процессах горения не используется, а является бесполезным балластом, так как для его нагрева необходимо расходовать некоторое количество тепловой энергии, а для его транспортировки по трубопроводам требуется расходовать заметное количество электрической энергии. Балласт, выводимый в атмосферу с дымовыми газами, содержит существенное количество тепла и вызывает тепловое загрязнение окружающей среды. При высокой температуре топки азот частично окисляется с образованием оксидов, которые также загрязняют воздух. Частичное или полное замещение азота необходимым и достаточным количеством кислорода позволяет соответствующим образом уменьшить его расход и отмеченное выше его негативное влияние на процесс горения топлива. Кроме того, при использовании кислорода достигается более высокая температура в топке, появляется возможность использования низкокалорийного топлива и снижения его расхода [1, 2]. В то же время внедрение кислородного дутья сдерживается его высокой стоимо-

стью, необходимостью использования специальных горелок, перенастройки системы управления и автоматизации процесса горения, кроме того, отсутствием отечественного опыта.

Основная часть. По заданию крупнейшего в Республике Беларусь производителя продуктов разделения воздуха ОАО «Крион» проведена работа по определению возможности использования дополнительного количества кислорода в процессе горения газообразного топлива. Целью работы являлось определение влияния концентрации кислорода на процесс сжигания газообразного топлива. Расчет процесса горения необходимо было представить в виде специальной программы. Необходимость разработки программы была обусловлена большим объемом и трудоемкостью вычислительных операций. Программа разработана на основе электронных таблиц Excel. Апробация программы проводилась на примере расчета процесса горения природного газа в одной из стекловаренных печей ОАО «Полоцк-Стекловолокно».

В программе использована общепринятая методика расчета процесса горения топлива [3-5], на основании которой определены температура

В. Н. Павлечко, В. С. Францкевич

101

и теплоемкость продуктов горения, их состав и количество.

Как известно, взаимодействие кислорода и компонентов природного газа при полном сгорании топлива осуществляется в соответствии с формулами:

СН4 2О2 = СО2 2Н2О;

2С2Н2 7О2 = 4 СО2 = 6Н2О;

СэН8 5О2 = ЗСО2 4Н2О;

2С4Н10 1ЗО2 = 8СО2 1ОН2О;

С5Н10 8О2 = 5СО2 6Н2О.

Стехиометрический расход кислорода для окисления 1 кг метана

Оо, = °сн4

где M02, Мсн4

МО 64

—= 1 — = 4 кг/кг, (1) Мсн 16

молекулярная масса кислорода и метана соответственно, кг/кмоль.

Объемный расход кислорода для окисления 1 нмЗ метана

Ь02 = ОО2

РСН4 л 0,7143 2 3,3 (2)

— = 4-= 2 нм /нм , (2)

Ро 1,4286

где рСН4, Ро — плотность соответственно метана

и кислорода при нормальных условиях, кг/м3.

Объемный расход воздуха для окисления 1 нм3 метана

Ьвозд

Ьо

°2-= — 100 = 9,524 нм3/нм3, (3) 21

где X 0 — объемное содержание кислорода в

воздухе, % (об.).

С учетом горения других компонентов природного газа помимо метана стехиометриче-ские удельные расходы кислорода и воздуха

будут несколько меньше (1,9677 нм3/нм3 кислорода и 9,37 нм3/нм3 воздуха).

В расчете принята средняя температура воздуха, подаваемого на горение, 1в = 600°С и кислорода О = 600°С с учетом того, что газовая смесь, состоящая из воздуха и добавляемого кислорода, проходит через рекуператор, в котором частично утилизируется тепло отходящих дымовых газов.

Первоначально расчет выполнен для 1 м3 природного газа, состав и характеристика которого приведены в табл. 1, параметры воздуха, используемого для горения, — в табл. 2. Параметры кислорода, используемого для горения, приняты в соответствии с ГОСТ 6331-78 (табл. 3). Необходимые для расчета технологические параметры одной из стекловаренных печи ОАО «Полоцк-Стекловолокно» приведены в табл. 4.

Выход дымовых газов (диоксида углерода, водяного пара, азота и остаточного кислорода) принят пропорциональным расходу топлива. При высокой температуре печи азот атмосферного воздуха частично окисляется с образованием оксидов. Образование диоксидов зависит от множества факторов, которые при выполнении работы не учитывались, но логически следует, что с уменьшением азота, вводимого в топку, выход его оксидов должен снижаться.

Приход тепла в печь определен по формуле

о,=V (вр вв в во,),

(4)

где Уг — расход природного газа, нм /с; вр -низшая теплота сгорания природного газа, кДж/кг; 0в — физическое тепло, вносимое в топку воздухом, кДж/кг; 0г — физическое тепло, вносимое в топку природным газом, кДж/кг; во2 — физическое тепло, вносимое в топку добавляемым техническим кислородом, кДж/кг.

Таблица 1

Состав и характеристика природного газа

Наименование показателя Размерность Величина

Метан (СН4) % (об.) 95,6

Этан (С2Н6) % (об.) 0,7

Пропан (С3Н8) % (об.) 0,4

Бутан (С4Н10) % (об.) 0,2

Пентан (С5Н12) % (об.) 0,2

Диоксид углерода (С02) % (об.) 0,1

Азот (N2) % (об.) 2,8

Плотность природного газа, рг кг/нм3 0,7312

Температура природного газа, /г °С 0

Удельная теплоемкость природного газа, сг кДж/(нм3-град) 1,55

Теплота сгорания природного газа, в|р кДж/нм3 33 948

Таблица 2

Параметры воздуха для горения

Наименование показателя Размерность Величина

Плотность воздуха, рв кг/нм3 1,293

Удельная теплоемкость воздуха, св кДж/(нм3-град) 1,350

Температура воздуха, 4 °С 600

Влагосодержание воздуха, х кг/кг 0,01

Коэффициент избытка воздуха, а — 1,1455

Содержание кислорода в воздухе, х02 % (об.) 21

Содержание азота в воздухе, х^ % (об.) 79

Параметры кислорода, используемого для горения Таблица 3

Наименование показателя Размерность Величина

Содержание кислорода, х’02 % (об.) 99,7

Содержание диоксида углерода, Х’С02 % (об.) 0,2

Плотность чистого кислорода, р02 кг/нм3 1,4286

Удельная теплоемкость кислорода, с0 02 кДж/(нм3-град) 1,300

Температура кислорода, 10 °2 °С 600

Таблица 4

Некоторые технологические параметры стекловаренной печи

Наименование параметра Размерность Величина

Низшая теплота сгорания топлива, О кДж/нм3 33 948

Расход природного газа, Уг нм3/ч 150

Расход воздуха, Ь’а нм3/ч 1650

Температура воздуха, 4 °С 500—700

Температура газового пространства, 4 °С 1550

При расчете реальной температуры топки значение пирометрического коэффициента принято равным 0,8. Удельные теплоемкости компонентов дымовых газов приняты из справочников при рабочей температуре топки.

В результате расчета установлено, что при добавлении кислорода снижается расход воздуха и, соответственно, расход азота. Суммарный приход кислорода не изменяется, так как добавочный кислород полностью компенсирует снижение прихода кислорода вследствие уменьшения количества воздуха, подаваемого на горение. Следовательно, при добавлении кислорода снижаются затраты тепла на нагрев балластного азота от температуры 600°С после рекуператора до температуры газового пространства печи (1550°С), уменьшается количество тепла, вносимого воздухом в печь, но повышается тепло, вносимое добавляемым кислородом, нагретым до температуры 600°С в рекуператоре. Расчет некоторых параметров печи

выполнен исходя из одинакового количества тепла, которое должно быть внесено в печь с учетом потерь тепла.

Результаты расчета разработанной программой процесса горения 1 нм3 природного газа приведены в табл. 5, в одной из стекловаренных печей — в табл. 6.

Анализ результатов показал, что каждые 5% добавляемого кислорода (0,0989 нм3/нм3), используемого взамен воздуха для горения природного газа, позволяют повысить рабочую температуру процесса горения на 41-58°С (меньшие цифры соответствуют меньшим добавкам кислорода), а также снижают расход воздуха на 0,55 нм3/нм3 газа. Количество тепла, вносимого в топку, определено без учета снижения потерь тепла на нагрев азота до температуры топки. Замещение воздуха на 20% кислородом приводит к снижению объемов дымовых газов на 18% и в первом приближении к пропорциональному уменьшению выбросов оксидов азота.

Результаты расчета процесса сгорания 1 нм природного газа

Таблица 5

Наименование показателя Размерность Величина

Расход технического кислорода, Уо? нм3/нм3 0,0000 0,0989 0,1978 0,2966 0,3955 0,4944 0,5933 0,6922 1,9776

Удельный расход чистого кислорода от расхода воздуха, у = Уо/ / Ь0/теор об. доли 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 1,00

Расход чистого кислорода, У02 нм3/нм3 0,0000 0,0984 0,1968 0,2952 0,3935 0,4919 0,5903 0,6887 1,9677

Снижение расхода влажного воздуха, ДЬвозд нм3/нм3 0,0000 0,2436 0,4872 0,7309 0,9745 1,2181 1,4617 1,7053 4,8724

Теоретический расход сухого воздуха, Ь0 нм3/нм3 9,4510 8,9784 8,5059 8,0333 7,5608 7,0882 6,6157 6,1431 0,0000

Теоретический расход влажного воздуха, Ьа нм3/нм3 9,6022 9,1221 8,6420 8,1619 7,6818 7,2022 6,7215 6,2414 0,0000

Действительный расход сухого воздуха, Ь0′ нм3/нм3 10,8261 10,2848 9,7435 9,2022 8,6609 8,1196 7,5783 7,0370 0,0000

Действительный расход влажного воздуха, Ьа’ нм3/нм3 10,9993 10,4493 9,8994 9,3494 8,7995 8,2495 7,6995 7,1496 0,0000

Расход избыточного количества сухого воздуха, (а — 1) Ь0′ нм3/нм3 1,5752 1,4964 1,4177 1,3389 1,2602 1,1814 1,1026 1,0239 0,0000

Расход избыточного количества влажного воздуха, (а — 1) Ьа’ нм3/нм3 1,6004 1,5204 1,4404 1,3603 1,2803 1,2003 1,1203 1,0403 0,0000

Выход диоксида углерода, УС02 нм3/нм3 1,0010 1,0012 1,0014 1,0016 1,0018 1,0020 1,0022 1,0024 1,0049

Выход водяного пара, УН?о нм3/нм3 1,9727 1,9726 1,9726 1,9725 1,9724 1,9723 1,9722 1,9721 1,9710

Выход азота, У^ нм3/нм3 8,5806 8,1530 7,7254 7,2977 6,8701 6,4425 6,0148 5,5872 0,0280

Выход кислорода, У02 нм3/нм3 0,2888 0,2743 0,2599 0,2455 0,2310 0,2166 0,2021 0,1877 0,0000

Суммарный выход дымовых газов, Удг нм3/нм3 11,8431 11,4012 10,9592 10,5172 10,0753 9,6333 9,1914 8,7494 3,0039

Влагосодержание дымовых газов, хдг кг/кг сух. газа 0,1208 0,1262 0,1320 0,1384 0,1454 0,1532 0,1619 0,1716 0,7838

Задаваемая удельная теплоемкость дымовых газов, сдг кДж/(нм3-°С) 1,6123 1,6231 1,6348 1,6476 1,6614 1,6765 1,6931 1,7113 2,4283

Пирометрический коэффициент, Г| — 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80

Приход тепла, 0т кДж/нм3 34323 34032 33740 33449 33158 32866 32575 32283 28496

Рабочая температура печи, 4 °С 1798 1839 1883 1930 1981 2035 2093 2156 3906

Удельная теплоемкость дымовых газов при 1„, сдт, кДж/(нм3-°С) 1,6123 1,6231 1,6348 1,6476 1,6614 1,6765 1,6931 1,7113 2,4283

Н. П

03 >

п

■С

В.

С.

Ф

■а

№ I

с

П

03

Таблица 6

Результаты расчета некоторых параметров стекловаренной печи

Наименование показателя Размерность Величина

Расход газа, Уг нм3/ч 150,00 147,92 145,89 143,92 142,00 140,13 138,31 136,54 117,0

Расход добавляемого кислорода, У02 об. доли 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 1,00

Расход добавляемого кислорода, У0? нм3/ч 0,000 14,626 28,851 42,691 56,163 69,280 82,056 94,507 231,4

Расход воздуха, Ув нм3/ч 1650 1546 1444 1346 1250 1156 1065 976 0

Температура газового пространства, ^ оС 1550 1550 1550 1550 1550 1550 1550 1550 1550

Выход дымовых газов, Удг нм3/ч 1776 1686 1599 1514 1431 1350 1271 1195 352

Удельная теплоемкость дымовых газов при ^ сдг, кДж/(нм3-°С) 1,5827 1,5883 1,5944 1,6010 1,6082 1,6160 1,6246 1,6341 2,010

Приход тепла, впр кВт 1430,1 1398,3 1367,3 1337,2 1307,9 1279,3 1251,5 1224,4 926,3

Расход тепла на нагрев азота воздуха до температуры печи, 0^ кВт 505,1 473,2 442,3 412,1 382,8 354,3 326,5 299,4 1,3

Экономия тепла на нагрев азота, Д0^ кВт 0,0 31,8 62,8 92,9 122,3 150,8 178,6 205,7 503,8

Расход тепла на нагрев и плавление шихты, 0ш кВт 286 286 286 286 286 286 286 286 286

Расход тепла с дымовыми газами, 0дг кВт 1144 1112 1081 1051 1022 993 965 938 640

Снижение расхода газа, ДУг нм3/ч 0,00 2,08 4,11 6,08 8,00 9,87 11,69 13,46 32,97

Снижение расхода газа, ДУг % 0,00 1,39 2,74 4,05 5,33 6,58 7,79 8,97 21,98

р л £

№ У

Сери

5

Л 2

№ 2 2

О

—А

8

О

(-о

Графическая иллюстрация зависимости температуры процесса горения от количества добавляемого кислорода приведена на рис. 1.

/р,°С 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000

нм3/ч

А ч п )

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40

у, об. доли

Рис. 1. Зависимость температуры процесса горения газа от расхода добавочного кислорода

Апробация программы при расчете процесса горения в одной из стекловаренных печей ОАО «Полоцк-Стекловолокно» (табл. 6) показала, что каждые 5% добавляемого кислорода (12,45—14,62 нм3/ч) снижают расход природного газа на 1,77—2,08 нм3/ч (рис. 2) и расход воздуха на 88,7—104,3 нм3/ч (рис. 3) (большие величины соответствуют меньшим добавкам кислорода). Экономия тепла на нагреве азота составляет 63 кВтч на каждые 10% введенного кислорода. Выход дымовых газов снижается на 80—90 нм3/ч при добавлении каждых 5% кислорода.

ДГг, нм3/ч

100

Г С>2- НМ3/ч

Рис. 3. Зависимость расхода воздуха от расхода добавочного кислорода

Разработанная программа проста в использовании и позволяет значительно снизить трудоемкость и продолжительность вычислений.

Заключение. Таким образом, разработанная программа при своей простоте использования позволяет определять основные параметры продуктов горения природного газа при различных долях введения технического кислорода и сравнивать полученные значения с горением только при использовании атмосферного воздуха.

Результаты апробации программы показали, что добавление каждых 5% кислорода (0,0989 нм3/нм3) в топку для горения природного газа позволяет снизить расход воздуха на 0,55 нм3/нм3 газа и повысить рабочую температуру процесса горения на 41—58°С.

Добавление каждых 5% кислорода в одну из стекловаренных печей ОАО «Полоцк-Стекловолокно» позволяет снизить расход воздуха в среднем

3

и природного газа на нм3 кислорода нм3 природного

100

нм3/ч

на 100 нм /ч 2 нм3/ч. Причем добавление 7 приводит к экономии всего 1 газа, что на первый взгляд представляется экономически нецелесообразным.

Но с учетом снижения выбросов оксидов азота и взвешенных твердых частиц в атмосферу, а также уменьшения затрат на транспортировку дымовых газов и рекуперацию тепла данное техническое решение может оказаться оправданным.

Литература

1. Лешина В. А., Пулина И. А. Эффективные способы сжигания топлива в производстве стекла // Труды Владимирского государственного университета. 2022. Вып. 10. С. 97-99.

2. Передовые технологии сжигания топлива. URL: http://www.techgaz.ru/page/232.html (дата обращения: 01.01.2022).

3. Левченко П. В. Расчеты печей и сушил силикатной промышленности. М.: АльянС, 2007. 366 с.

Рис. 2. Зависимость снижения расхода газа от расхода добавочного кислорода

В. H. Павлечко, В. С. Францкевич

105

4. Новый справочник химика и технолога. Процессы и аппараты химических технологий / под общ. ред. Г. М. Островского. СПб.: НПО «Профессионал», 2006. Ч. II. 916 с.

5. Исламов М. Ш. Печи химической промышленности. Л.: Химия, 1975. 432 с.

References

1. Leshina V. A., Pulina I. A. Effective methods of burning fuel in the production of glass. Trudy Vladimirskogo gosudarstvennogo universiteta [Proceedings of Vladimir State University], 2022, issue 10, pp. 97-99 (In Russian).

2. Peredovyye tekhnologii szhiganiya topliva [Advanced combustion technologies]. Available at: http://www.techgaz.ru/page/232.html (accessed 01.01.2022).

3. Levchenko P. V. Raschety pechey i sushil silikatnoy promyshlennosti [Calculations of furnaces and dried silicate industry]. Moscow, Al’yanS Publ., 2007. 366 p.

4. Ostrovskiy G. M. Novyy spravochnik khimika i tekhnologa. Protsessy i apparaty khimicheskikh tekhnologiy [A new directory of chemist and technologist. Processes and apparatus of chemical technologies. Part II]. St. Petersburg, NPO «Professional» Publ., 2006. 916 p.

5. Islamov M. Sh. Pechi khimicheskoy promyshlennosti [The furnaces of the chemical industry]. Leningrad, Khimiya Publ., 1975. 432 p.

Информация об авторах

Павлечко Владимир Никифорович — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры машин и аппаратов химических и силикатных производств. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: pavlechko@tut.by

Францкевич Виталий Станиславович — кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой машин и аппаратов химических и силикатных производств. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: fvs2@tut.by

Information about the authors

Pavlechko Uladimir Nikiforovich — PhD (Engineering), Associate Professor, Assistant Professor, the Department of Machines and Apparatus for Chemical and Silicate Production. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: pavlechko@tut.by

Frantskevich Vitaliy Stanislavovich — PhD (Engineering), Associate Professor, Head of the Department of Machines and Apparatus for Chemical and Silicate Production. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: fvs2@tut.by

Поступила 18.04.2022

Как повысить кислород в домашних условиях: методы профилактики гипоксии

Теперь сосредоточимся на долгосрочных методах насыщения крови кислородом, нацеленных на общее улучшение самочувствия и профилактику гипоксии.

  1. Делайте дыхательную гимнастику. С ее помощью можно добиться более длительных дыхательных паттернов и увеличения используемого для дыхания объема легких. Кстати, хорошее профилактическое воздействие имеют плавание, занятия вокалом и даже йога. Обратите внимание, что у дыхательной гимнастики есть противопоказания. Обсудите этот вариант лечения с пульмонологом.
  2. Делайте дыхательную гимнастику. С ее помощью можно добиться более длительных дыхательных паттернов и увеличения используемого для дыхания объема легких. Кстати, хорошее профилактическое воздействие имеют плавание, занятия вокалом и даже йога. Обратите внимание, что у дыхательной гимнастики есть противопоказания. Обсудите этот вариант лечения с пульмонологом.
  3. Откажитесь от курения. Даже пассивное курение, т.е. вдыхание табачного дыма, распространяемого курильщиком неподалеку от вас, наносит серьезные повреждения легким и негативно влияет на альвеолы.
  4. Почаще бывайте на свежем воздухе. Если вы живете в местности с хорошей экологической обстановкой, заведите привычку каждый день хотя бы 15-20 минут ходить пешком. Если прогулки в местах без пыли и углекислого газа невозможны, постарайтесь создать благополучные условия дома: регулярно протирайте пыль, посадите побольше растений, используйте очистители и увлажнители воздуха.
  5. Пейте больше воды. Во-первых, она разжижает слизь в дыхательных путях и облегчает вывод мокроты. Во-вторых, разжижает кровь. Пить желательно отдельно от приема пищи небольшими глотками. Вода должна быть чистой, без добавок, комнатной температуры.
  6. Ешьте продукты, богатые железом. Это простой способ для тех, кто ищет, как повысить уровень кислорода в крови дома и в целом улучшить самочувствие. Дело в том, что для насыщения артериальной крови кислородом важен высокий уровень гемоглобина и анемия — одна из причин гипоксии. Какие продукты богаты железом? Гречка, фасоль, морковь, грибы, гранаты, черника, говядина, печень.
  7. Устраивайте себе курсы кислородотерапии. Процедура практически не имеет противопоказаний, при этом воздействие на организм потрясающее: укрепляется иммунная система, ускоряется метаболизм, выводятся токсины, успокаивается нервная система, улучшается качество сна, повышается жизненный тонус и т.д. Оксигенотерапию в домашних условиях можно проводить с помощью вдыхания кислорода из кислородных баллонов или приема кислородных коктейлей.

Компания Prana осуществляет производство и продажу кислородных баллонов емкостью от 8 до 16 литров. Внутри — смесь азота (20 %) и кислорода (80 %), которая не сушит дыхательные пути, не имеет вкуса и запаха. Есть варианты баллончиков с индивидуальной маской в комплекте.

Как увеличить кислород в крови в домашних условиях при проявлении симптомов гипоксии


Для начала давайте рассмотрим, что можно сделать для поднятия уровня кислорода в кровотоке «здесь и сейчас».

  1. Откройте окна. Часто понижение уровня кислорода в крови бывает вызвано духотой в помещении и отсутствием притока свежего воздуха.
  2. Дышите медленно и глубоко. Так вы задействуете для дыхания больший объем воздуха и увеличите сатурацию.
  3. Покашляйте. Этот совет актуален при заболеваниях дыхательных путей. Мокрота может блокировать дыхательные пути.
  4. Воспользуйтесь кислородным баллончиком. Они наполнены смесью с содержанием кислорода в 4-5 раз выше, чем в атмосфере, поэтому достаточно 4-5 вдохов для повышения сатурации и облегчения состояния.

Кислород в природе

Огромное количество газообразного кислорода содержится в атмосфере, растворено в водах морей и океанов. Кислород необходим всем живым организмам для дыхания. Без кислорода невозможно было бы получать энергию за счет сжигания различных видов топлива. На эти нужды ежегодно расходуется примерно 2% атмосферного кислорода.

Откуда берется кислород на Земле и почему его количество остается примерно постоянным, несмотря на такой расход? Единственным источником кислорода на нашей планете являются зеленые растения, производящие его под действием солнечного света в процессе фотосинтеза.

Это очень сложный процесс, включающий много стадий. В результате фотосинтеза в зеленых частях растений углекислый газ и вода превращаются в глюкозу C6H12O6 и кислород. Суммарноеуравнение реакций, протекающих в процессе фотосинтеза, можно представить следующим образом:

Установлено, что примерно одну десятую часть (11%) производимого зелеными растениями кислорода дают наземные растения, а остальные девять десятых (89%) — водные растения.

Положение в периодической системе химических элементов

Кислород расположен в главной подгруппе VI группы  (или в 16 группе в современной форме ПСХЭ) и во втором периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Получение кислорода в лабораторных условиях

В химической лаборатории кислород можно получать нагреванием некоторых сложных веществ, в состав которых входят атомы кислорода. К числу таких веществ относится вещество KMnO4, которое имеется в вашей домашней аптечке под названием «марганцовка».

Вы знакомы с простейшими приборами для получения газов. Если в один из таких приборов поместить немного порошка KMnO4 и нагреть, то будет выделяться кислород (рис. 76):

Кислород можно также получить разложением пероксида водорода H2O2. Для этого в пробирку с H2O2 следует добавить очень небольшое количество особого вещества — катализатора — и закрыть пробирку пробкой с газоотводной трубкой (рис. 77).

Для данной реакции катализатором является вещество, формула которого MnO2. При этом протекает следующая химическая реакция:

Обратите внимание на то, что ни в левой, ни в правой частях уравнения формулы катализатора нет. Его формулу принято записывать в уравнении реакции над знаком равенства. Для чего же добавляется катализатор? Процесс разложения H2O2 при комнатных условиях протекает очень медленно.

Катализатор — это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но само в ней не расходуется.

Именно потому, что катализатор не расходуется в реакции, мы не записываем его формулу ни в одной из частей уравнения реакции.

Еще один способ получения кислорода — разложение воды под действием постоянного электрического тока. Этот процесс называется электролизом воды. Получить кислород можно в приборе, схематично изображенном на рисунке 78.

При этом протекает следующая химическая реакция:

Получение кислорода и азота из воздуха

Огромные запасы кислорода в атмосфере позволяют получать и использовать его в различных производствах. В промышленных условиях кислород, азот и некоторые другие газы (аргон, неон) получают из воздуха.

Для этого воздух сначала превращают в жидкость (рис. 79) путем охлаждения до такой низкой температуры, при которой все его компоненты переходят в жидкое агрегатное состояние.

Затем эту жидкость медленно нагревают, в результате чего при разных температурах происходит последовательное выкипание (т. е. переход в газообразное состояние) веществ, которые содержатся в воздухе. Собирая выкипающие при разных температурах газы, по отдельности получают азот, кислород и другие вещества.

Краткие выводы урока:

  1. В лабораторных условиях кислород получают разложением некоторых сложных веществ, в состав которых входят атомы кислорода.
  2. Катализатор — вещество, которое ускоряет протекание химической реакции, но само при этом не расходуется.
  3. Источником кислорода на нашей планете являются зеленые растения, в которых протекает процесс фотосинтеза.
  4. В промышленности кислород получают из воздуха.

Решу егэ

Решение.

По правилу Ле-Шателье, если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-либо из условий равновесия (температура, давление, концентрация, внешнее электромагнитное поле), то в системе усиливаются процессы, направленные в сторону противодействия изменениям.

А. 1, т. к. в правой части уравнения 1 моль газа, а в левой части газ отсутствует, только твёрдый реагент.

Б. 2, т. к. кислород является продуктом реакции.

В. 2, т. к. реакция эндотермическая.

Г. 3.

Ответ: 1223.

§

Ре­ше­ние.

Прин­цип Ле Ша­те­лье — если на си­сте­му, на­хо­дя­щу­ю­ся в рав­но­ве­сии, воз­дей­ство­вать извне, из­ме­няя какое-либо из усло­вий рав­но­ве­сия (тем­пе­ра­ту­ра, дав­ле­ние, кон­цен­тра­ция), то в си­сте­ме уси­ли­ва­ют­ся про­цес­сы, на­прав­лен­ные на ком­пен­са­цию внеш­не­го воз­дей­ствия.

По­ни­же­ние дав­ле­ние (внеш­нее воз­дей­ствие) при­ве­дет к уси­ле­нию про­цес­сов уве­ли­чи­ва­ю­щих дав­ле­ние, зна­чит, рав­но­ве­сие сме­стит­ся в сто­ро­ну боль­ше­го ко­ли­че­ства га­зо­об­раз­ных ча­стиц (ко­то­рые и со­зда­ют дав­ле­ние), т. е. в сто­ро­ну ре­а­ген­тов.

При по­вы­ше­нии тем­пе­ра­ту­ры (внеш­нее воз­дей­ствие) си­сте­ма будет стре­мить­ся по­ни­зить тем­пе­ра­ту­ру, зна­чит, уси­ли­ва­ет­ся про­цесс по­гло­ща­ю­щий тепло. рав­но­ве­сие сме­стит­ся в сто­ро­ну эн­до­тер­ми­че­ской ре­ак­ции, т. е. в сто­ро­ну ре­а­ген­тов.

Ка­та­ли­за­тор не вли­я­ет на сме­ще­ние рав­но­ве­сия

До­бав­ле­ние во­до­ро­да (внеш­нее воз­дей­ствие) при­ве­дет к уси­ле­нию про­цес­сов рас­хо­ду­ю­щих во­до­род, т. е. рав­но­ве­сие сме­стит­ся в сто­ро­ну про­дук­та ре­ак­ции

Источник: Яндекс: Тренировочная работа ЕГЭ по химии. Вариант 1.

§

Ре­ше­ние.

По пра­ви­лу Ле-Ша­те­лье, если на си­сте­му, на­хо­дя­щу­ю­ся в устой­чи­вом рав­но­ве­сии, воз­дей­ство­вать извне, из­ме­няя какое-либо из усло­вий рав­но­ве­сия (тем­пе­ра­ту­ра, дав­ле­ние, кон­цен­тра­ция, внеш­нее элек­тро­маг­нит­ное поле), то в си­сте­ме уси­ли­ва­ют­ся про­цес­сы, на­прав­лен­ные в сто­ро­ну про­ти­во­дей­ствия из­ме­не­ни­ям.

А. 1, т. к. в пра­вой части урав­не­ния 1 моль газа, а в левой части газ от­сут­ству­ет, толь­ко твёрдый ре­а­гент.

Б. 2, т. к. кис­ло­род яв­ля­ет­ся про­дук­том ре­ак­ции.

В. 2, т. к. ре­ак­ция эн­до­тер­ми­че­ская.

Г. 3.

Ответ: 1223.

Соединения кислорода

Основные степени окисления кислород 2, 1, 0, -1 и -2.

Соединения кислорода:

Степень окисленияТипичные соединения
2Фторид кислорода OF2
1Пероксофторид кислорода O2F2
-1Пероксид водорода H2O2

Пероксид натрия Na2Oи др.

-2Вода H2O

Оксиды металлов и неметаллов Na2O, SO2 и др.

Кислородсодержащие кислоты

Соли кислородсодержащих кислот

Кислородсодержащие органические вещества

Основания и амфотерные гидроксиды

Способы получения кислорода

В промышленности кислород получают перегонкой жидкого воздуха.

Лабораторные способы получения кислорода:

  • Разложение некоторых кислородосодержащих веществ:

Разложение перманганата калия:

2KMnO4 → K2MnO4 MnO2 O2

Разложение бертолетовой соли в присутствии катализатора  MnO2:

2KClO3 → 2KCl 3O2

Разложение пероксида водорода в присутствии оксида марганца (IV):

2H2O2 →  2H2O O2

2HgO → 2Hg O2

2KNO3 → 2KNO2 O2

Физические свойства и нахождение в природе

Кислород О2 — газ без цвета, вкуса и запаха, немного тяжелее воздуха. Плохо растворим в воде. Жидкий кислород – голубоватая жидкость, кипящая при -183оС.

Озон О3 — при нормальных условиях газ голубого цвета со специфическим запахом, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода.

Кислород — это самый распространённый в земной коре элемент. Кислород входит в состав многих минералов — силикатов, карбонатов и др. Массовая доля элемента кислорода в земной коре —  около 47 %. Массовая доля элемента кислорода в морской и пресной воде составляет 85,82 %. 

В атмосфере содержание свободного кислорода составляет 20,95 % по объёму и 23,10 % по массе.

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

Электронное строение кислорода

Электронная конфигурация  кислорода в основном состоянии:

😯 1s22s22p4     1s Урок 17. Получение кислорода – HIMI4KA  2s Урок 17. Получение кислорода – HIMI4KA  2s Урок 17. Получение кислорода – HIMI4KA 2p Урок 17. Получение кислорода – HIMI4KA

Атом кислорода содержит на внешнем энергетическом уровне 2 неспаренных электрона и 2 неподеленные электронные пары в основном энергетическом состоянии.

Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий