Кислород технический газообразный

Кислород - O₂

Самый распространенный элемент на планете – кислород. Он присутствует в составе воды, минеральных и органических соединений, есть во всех живых организмах. Помимо этого, газ применяется в различных химических и технических процессах.

История открытия

Впервые о кислороде заговорили, когда вещество было получено в результате опытов К.В. Шееле и Д.Ж. Пристли, которые прокаливали нитрат калия, натрия, диоксид марганца, оксид ртути и многие другие соединения, где присутствует данный газ. Однако, в то время у вещества еще не было его известного наименования.

Происхождение названия

Спустя некоторое время ученый А. Л. Де Лавуазье опытным путем выяснил, что газ входит в состав разнообразных кислот. Он и предложил дать полученному веществу название «кислород», состоящее из слов – «кислый» и «рождение».

Нахождение в природе

В природе кислород присутствует практически везде. Его можно встретить в разнообразных органических соединениях, он является составной частью воды (морской и пресной), присутствует в составе многих минералов и горных пород на их основе.

Газ вырабатывается в процессе фотосинтеза лесами и всеми зелеными растениями. Его объем восстанавливает расход вещества в процессах гниения, горения, дыхания.

Кислород находится в клетках и неорганических соединениях скелета.

Физические свойства

При стандартной температуре кислород представляет собой газ без цвета, вкуса и запаха. Вещество слегка тяжелее воздуха, его масса равна 1,429 г (в 1 литре). Не очень хорошо растворим в воде и спирте, однако интенсивно вступает в реакцию с плавленным серебром и перфторированными углеводородами.

Формула кислорода

Кислород также бывает в жидком и твердом состоянии. В обоих случаях вещество имеет синеватый оттенок – в первом случае бледно-синяя жидкость, во втором синие кристаллы.

Химические свойства

Данный газ является сильно активным веществом, способен быстро выступать в реакцию и образовывать вещества с разными элементами. При этом у них в соединении будут присутствовать по 2 атома кислорода, в результате получаются оксиды.

Во время всех процессов отмечается выделение тепла, их скорость увеличивается при высокой температуре. Не реагирует с благородными металлами и инертными газами.

Кислород активно соединяется со фтором, образуя при этом фториды, которые являются сильными окислителями с повышенной энергией. Ее они способны высвобождать мгновенно либо с контролируемой скоростью, поэтому подобные соединения рассматриваются в качестве потенциального топлива для систем реактивного движения.

Получение

Получение кислорода осуществляется несколькими разными способами:

Ректификация жидкого воздуха: Данный метод используется в промышленности. При криогенной ректификации происходит разделение воздуха на отдельные вещества с разной температурой кипения. Помимо этого, из воздушной смеси газ получают в специальных кислородных установках, где его также отделяют от других составляющих.
Разложение кислородсодержащих веществ: При таком способе газ получается в результате нагревания, например, марганцовки, бертолетовой соли и даже оксида ртути
Электролиз водных растворов: Данный вариант подразумевает образование газа в лабораториях в результате электролиза водных растворов отдельных щелочей, кислот и солей, в составе которых он присутствует.
Реакция перекисных соединений с углекислым газом: Такой способ используется в закрытых помещениях (подводные лодки, орбитальные станции, космические корабли). Во время реакции пероксида натрия с углекислотой происходит образование атомов кислорода и дополнительного вещества (соли).

Все способы достаточно актуальны и применяются в зависимости от ситуации и необходимости.

Применение

Кислород технический газообразный ГОСТ 5583-78 – популярный газ, который не только присутствует в самом большом количестве в природе, но и применяется в разных сферах. Самые распространенные следующие:

В металлургии: Кислород применяется для производства стали и переработки сплавов некоторых металлов. Помимо этого, в производственных горелках часто используется смесь элемента с воздухом, чтобы повысить эффективность сжигания.
Сварка и резка металлов: В газопламенной резке и сварке применяется газ в баллонах.
Компонент топлива для ракет: Кислород в жидком состоянии, а также некоторые его соединения применяются для окисления ракетного топлива.
В медицинской области: Специальные баллоны и подушки помогают купировать различные проблемы с дыхательным процессом. В полевых условиях используются специальные кислородные ингаляторы разных видов.
В пищевой промышленности: В изготовлении продуктов питания кислород является пищевой добавкой и используется в качестве пропеллента и газообразного соединения для упаковки.
В химической промышленности: В данной сфере газ выступает в роли мощного окислителя, помогающего получить разнообразные вещества и соединения.
В сельскохозяйственной деятельности: Газ является составляющей специальных полезных коктейлей для животных и применяется при разведении рыбы.

Кислород – один из наиболее известных и широко применяемых газов, поэтому его можно встретить практически в любой сфере.

Биологическая роль кислорода

Вещество необходимо для дыхательного процесса любого живого организма. Без него невозможно существование большинства видов на планете. Газ играет ключевую роль в поддержании работы сердца и других органов, участвует в метаболизме, необходимом для производства энергии, играет важную роль в иммунной системе.

Он применяется в различных медицинских манипуляциях и при серьезных заболеваниях. Его форма – озон – используется для обеззараживания воды и воздуха.

Токсичные производные кислорода

К сожалению, газ не является совсем идеальным. Отдельные его соединения относятся к опасным и способны нанести вред человеку. Они образуются в клеточной ткани живых организмов и повреждать ее в результате избыточного окисления.

Токсичность кислорода

Сам кислород не является токсичным, однако долгое вдыхание чистого вещества способно привести к негативным последствиям. В результате подобного процесса страдают верхние дыхательные пути, зубная эмаль.

Получение чистого газа в течение 3 дней может стать причиной тахикардии, пневмонии, судорожным проявлениям. Стоит знать, что при повышенном давлении, токсичность вещества становится выше.

Заключение

Кислород является самым известным газом на планете. Он очень важен для всех живых организмов и участвует во многих процессах. Благодаря его свойствам он нашел свое применение в различных сферах и областях.