Što je tekući kisik: opće informacije

Kisik je najčešći element na planeti. Prisutna je u vodi, zemljinoj kori, zraku iu organizmima živih bića, aktivno sudjeluje u mnogim metaboličkim procesima. U prirodi obično postoji kao plin, au industriji se često koristi kao tekućina. Kako se ponaša tekući kisik? Koja svojstva ima i gdje se koristi?

Plin s kisikom

Kisik je jedan od najvažnijih elemenata na planeti. Sudjeluje u procesu disanja, u metabolizmu živih organizama, kao iu cirkulaciji tvari u biosferi. Osim toga, doprinosi raspadanju i razgradnji organskih ostataka.

Pod normalnim uvjetima, to je bezbojni plin koji nema okus ili miris. Teži je od zraka i teško se otapa u vodi. U kemijskom smislu vrlo je aktivan i sposoban je formirati spojeve s gotovo svim elementima.

U slobodnom stanju u obliku O2 molekula koje se sastoje od dva atoma kisika, on se nalazi u atmosferi. Zbog te strukture, element se naziva i "kisikom", ali može postojati iu drugim varijacijama. Pod određenim uvjetima njegovi atomi mogu tvoriti "tri-kisik" s molekulom O3 _, koji je plavi ozonski plin sa specifičnim mirisom.

U atmosferi je sadržaj kisika oko 21 mas.%, U zemljinoj kori, njegov udio je mnogo veći i iznosi oko 47 mas.%. Element je dio više od jedne i pol tisuće različitih stijena i minerala, od kojih su većina silikati. Tamo je prisutan u obliku spojeva. U vodi njegov sadržaj doseže 85%, što ne iznenađuje, jer kisikovi atomi i voda zajedno s elementom tvore vodik.

Tekući kisik

Kao i druge tvari, kisik može biti u različitim agregacijskim stanjima. Da bi se plin pretvorio u kruto ili tekuće, mora se snažno ohladiti. Sa tlakom od 51 atmosfera, on postaje tekući već na -119 ° C. Kod normalnog tlaka, transformacija se odvija samo na -183 ° C. Hlađenjem do temperature od -220 ° C, stvrdnjava, stvarajući svijetlo plave kristale poput snijega.

U tekućem stanju, kisik je obojen u plavo i pojačava neka svojstva plinovite tvari. Dakle, ponaša se agresivnije u kemijskim reakcijama, a također postaje snažan paramagnetik i može ga privući magnet.

Vrije samo na -183 ° C i topi se na + 219 ° C. Zbog svoje otpornosti na takve niske temperature, tekući kisik ima kriogena svojstva i može se koristiti kao rashladno sredstvo. U normalnim uvjetima brzo isparava, pretvarajući se u plin. Istodobno intenzivno upija toplinu i hladi okolni zrak, pa se uz nju pojavljuje aureola magle. Tijekom isparavanja, volumen kisika raste nekoliko stotina puta. Dakle, 1 cm3 tekućine čini gotovo 800 cm3 plina.

Kemijska svojstva

Plin kisika je oksidirajući agens. Sam po sebi je zapaljiv, ali dobro podupire proces izgaranja, a pri znatnim koncentracijama i visokim temperaturama je eksplozivan.

Kod aktivnih tvari (npr. Alkalijskih metala) može reagirati čak i na sobnoj temperaturi i na uobičajenim koncentracijama u zraku, stvarajući s njima okside. Rezultat je jasno vidljiv na mnogim metalima, na kojima se manifestira u obliku korozije.

Tekući kisik također ima jaka oksidirajuća svojstva. Mnoge supstance natopljene njime su zapaljive i izgaraju pri oslobađanju energije i topline. Pamuk, papir, drvo, ugljen i neki drugi materijali mogu eksplodirati.

recepcija

Najčešći i najlakši izvor kisika je zrak. Osim toga, ona je neiscrpna i prisutna je u našim životima svugdje. Da bi iz njega izvadili potrebne supstance, ona je ukapljena, a zatim podijeljena na tekući dušik i kisik.

Drugi način dobivanja tekućine je da se kondenzira iz plina. Da biste to učinili, dovoljno je spustiti bakreni svitak u spremnik s tekućim dušikom, a zatim proći plin kisika kroz zavojnicu. Temperatura dušika je niža od temperature kisika, stoga će, prolazeći kroz bakrenu cijev, plin kondenzirati i postati tekući. U tom slučaju na površini zavojnice nastaje mali sloj snijega.

primjena

Sposobnost tekućeg kisika da oksidira druge tvari i poboljša izgaranje vrednuje se u mnogim područjima proizvodnje. Krajem 19. - sredine 20. stoljeća od njega su načinjeni Oquiliquite eksplozivi koji su se koristili u rudarskoj industriji za potkopavanje stijene, ali i kao oružje u Drugom svjetskom ratu.

Danas se češće koristi u medicini, farmaceutskoj industriji, metalurgiji, staklu, kemijskoj, papirnoj i drugim vrstama industrije. Ona proizvodi različite korisne spojeve, kao što je titanov oksid, koji je uključen u proizvodnju boja i lakova, papira i plastike. U proizvodnji stakla potrebno je održavati toplinu u pećima, kao i smanjiti količinu dušičnog oksida koji ulazi u atmosferu. U svemirskom zrakoplovstvu, tekući kisik je jedna od komponenti raketnog goriva, gdje se koristi kao oksidacijsko sredstvo, a vodik ili kerozin djeluje kao gorivo.

I u medicini i lijekovima nije bez njega. Tekući kisik je sastavni dio bioreaktora, a koristi se i kao dodatak enzimima. U medicini je neophodna za anesteziju, pripremu kisikovih kupki i koktela, liječenje ili ublažavanje stanja tijekom intoksikacije, astme i drugih bolesti. Ovdje se najčešće ne koristi izravno kao tekućina, već kao izvor plinovitog kisika.

Skladištenje i mjere opreza

Tekući kisik se ne zapali i ne eksplodira sam, nije otrovan za ljude i nije štetan za okoliš. Međutim, aktivna reakcija u kemijskim procesima, kao i kriogeni učinak, čine je ne sasvim sigurnom tvari.

Prilikom rada s njim morate držati podalje podmazivanje, zapaljive i zapaljive materijale, kao i uvijek koristiti rukavice i odjeću. Kisik vrlo niske temperature može lako oštetiti kožu i dovesti do smrzavanja, ozljeda i smrti živih stanica. Ako tekućina pokriva veliki dio tijela, može biti čak i fatalna.

Tehnički i medicinski spremnik tekućeg kisika Dewar plovila, koja su izrađena prvenstveno od čelika ili aluminija. To su cilindrični spremnici s dvostrukim zidovima, između kojih se nalazi vakuumska šupljina, kao i materijali za toplinsku izolaciju. Oni rade na principu termos, dobro držeći tekućinu unutra.