MGA KATANGIAN NG OXYGEN AT MGA PARAAN PARA SA PAGBUBUO NITO

Ang Oxygen O 2 ay ang pinakamaraming elemento sa mundo. Ito ay matatagpuan sa kasaganaan sa anyo mga kemikal na compound na may iba't ibang mga sangkap sa crust ng lupa (hanggang sa 50% wt.), kasama ng hydrogen sa tubig (mga 86% wt.) at sa isang libreng estado sa hangin sa atmospera, halo-halong pangunahin sa nitrogen sa halagang 20.93% vol. (23.15% sa timbang).

May oxygen pinakamahalaga sa pambansang ekonomiya. Ito ay malawakang ginagamit sa metalurhiya; industriya ng kemikal; para sa paggamot ng apoy ng mga metal, pagbabarena ng apoy ng mga matitigas na bato, underground coal gasification; sa medisina at iba't ibang kagamitan sa paghinga, halimbawa, para sa mga high-altitude na flight, at sa iba pang mga lugar.

Sa normal na kondisyon, ang oxygen ay isang walang kulay, walang amoy at walang lasa na gas, hindi nasusunog, ngunit aktibong sumusuporta sa pagkasunog. Sa napakababang temperatura, ang oxygen ay nagiging likido at maging solid.

Ang pinakamahalagang pisikal na constant ng oxygen ay ang mga sumusunod:

Molekular na timbang	32
Timbang 1 m 3 sa 0 ° C at 760 mm Hg. Art. sa kg	1,43
Ang parehong sa 20 ° C at 760 mm Hg. Art. sa kg	1,33
Kritikal na temperatura sa ° С	-118
Kritikal na presyon sa kgf / m 3	51,35
Boiling point sa 760 mm Hg. Art. sa °C	-182,97
Timbang ng 1 litro ng likidong oxygen sa -182, 97 °C at 760 mm Hg. Art. sa kg.	1,13
Ang dami ng gas na oxygen na nakuha mula sa 1 litro ng likido sa 20 ° C at 760 mm Hg. Art. sa l	850
Temperatura ng solidification sa 760 mm Hg. Art. sa °C	-218,4

Ang oxygen ay may mataas na aktibidad ng kemikal at bumubuo ng mga compound kasama ang lahat ng elemento ng kemikal, maliban sa mga bihirang gas. Ang mga reaksyon ng oxygen na may mga organikong sangkap ay may binibigkas na exothermic character. Kaya, kapag ang compressed oxygen ay nakikipag-ugnayan sa mataba o pinong dispersed solid combustible substance, sila ay agad na na-oxidize at ang init na inilabas ay nag-aambag sa kusang pagkasunog ng mga sangkap na ito, na maaaring magdulot ng sunog o pagsabog. Ang ari-arian na ito ay dapat na partikular na isinasaalang-alang kapag humahawak ng mga kagamitan sa oxygen.

Ang isa sa mga mahahalagang katangian ng oxygen ay ang kakayahang bumuo ng malawak na paputok na mga mixture na may mga nasusunog na gas at singaw ng mga likidong nasusunog, na maaari ring humantong sa mga pagsabog sa pagkakaroon ng bukas na apoy o kahit isang spark. Ang mga pampasabog ay mga pinaghalong hangin din na may gas o singaw na nasusunog.

Maaaring makuha ang oxygen: 1) sa pamamagitan ng kemikal na paraan; 2) tubig electrolysis; 3) sa pamamagitan ng pisikal na paraan mula sa himpapawid.

Ang mga pamamaraan ng kemikal, na binubuo sa pagkuha ng oxygen mula sa iba't ibang mga sangkap, ay hindi epektibo at sa kasalukuyan ay may kahalagahan lamang sa laboratoryo.

Ang electrolysis ng tubig, i.e., ang agnas nito sa mga bahagi - hydrogen at oxygen, ay isinasagawa sa mga apparatus na tinatawag na electrolyzers. Ang isang direktang kasalukuyang ay dumaan sa tubig, kung saan ang caustic soda NaOH ay idinagdag upang mapataas ang electrical conductivity; ang oxygen ay kinokolekta sa anode at ang hydrogen ay kinokolekta sa katod. Ang kawalan ng pamamaraang ito ay ang mataas na pagkonsumo ng kuryente: 12-15 kW ang natupok bawat 1 m 3 0 2 (bilang karagdagan, 2 m 3 H 2 ang nakuha). h. Ang pamamaraang ito ay makatuwiran sa pagkakaroon ng murang kuryente, gayundin sa paggawa ng electrolytic hydrogen, kapag ang oxygen ay isang basurang produkto.

Ang pisikal na pamamaraan ay binubuo sa paghihiwalay ng hangin sa mga bahagi sa pamamagitan ng malalim na paglamig. Ginagawang posible ng pamamaraang ito na makakuha ng oxygen sa halos walang limitasyong dami at may pangunahing kahalagahan sa industriya. Ang pagkonsumo ng kuryente bawat 1 m 3 O 2 ay 0.4-1.6 kW. h, depende sa uri ng pag-install.

PAGKUHA NG OXYGEN MULA SA HANGIN

Ang hangin sa atmospera ay karaniwang isang mekanikal na halo ng tatlong gas na may sumusunod na nilalaman ng dami: nitrogen - 78.09%, oxygen - 20.93%, argon - 0.93%. Bilang karagdagan, naglalaman ito ng humigit-kumulang 0.03% carbon dioxide at maliit na halaga ng mga bihirang gas, hydrogen, nitrous oxide, atbp.

Ang pangunahing gawain sa pagkuha ng oxygen mula sa hangin ay upang paghiwalayin ang hangin sa oxygen at nitrogen. Sa daan, ang argon ay pinaghihiwalay, ang paggamit nito sa mga espesyal na pamamaraan ng hinang ay patuloy na tumataas, pati na rin ang mga bihirang gas na naglalaro mahalagang papel sa isang bilang ng mga industriya. Ang nitrogen ay may ilang gamit sa welding bilang shielding gas, sa medisina at iba pang larangan.

Ang kakanyahan ng pamamaraan ay namamalagi sa malalim na paglamig ng hangin kasama ang conversion nito sa isang likidong estado, na, sa ilalim ng normal presyon ng atmospera ay maaaring makamit sa hanay ng temperatura mula -191.8°C (ang simula ng liquefaction) hanggang -193.7°C (ang dulo ng liquefaction).

Ang paghihiwalay ng isang likido sa oxygen at nitrogen ay isinasagawa sa pamamagitan ng paggamit ng pagkakaiba sa kanilang mga punto ng kumukulo, katulad ng: T bp. o2 \u003d -182.97 ° C; Boiling point N2 = -195.8 ° C (sa 760 mm Hg).

Sa unti-unting pagsingaw ng likido sa gaseous phase, nitrogen, na may higit pa mababang temperatura kumukulo at habang ito ay inilabas, ang likido ay mapapayaman ng oxygen. Ang pag-uulit ng prosesong ito ng maraming beses ay ginagawang posible upang makakuha ng oxygen at nitrogen ng kinakailangang kadalisayan. Ang pamamaraang ito ng paghihiwalay ng mga likido sa kanilang mga bahaging bahagi ay tinatawag na pagwawasto.

Para sa paggawa ng oxygen mula sa hangin, mayroong mga dalubhasang negosyo na nilagyan ng mga halaman na may mataas na pagganap. Bilang karagdagan, ang mga malalaking negosyo sa paggawa ng metal ay may sariling mga istasyon ng oxygen.

Ang mababang temperatura na kinakailangan upang matunaw ang hangin ay nakukuha sa pamamagitan ng tinatawag na mga cycle ng pagpapalamig. Ang mga pangunahing cycle ng pagpapalamig na ginagamit sa mga modernong pag-install ay maikling tinalakay sa ibaba.

Ang ikot ng pagpapalamig na may air throttling ay batay sa Joule-Thomson effect, ibig sabihin, isang matalim na pagbaba sa temperatura ng gas sa panahon ng libreng pagpapalawak nito. Ang cycle diagram ay ipinapakita sa fig. 2.

Ang hangin ay na-compress sa isang multi-stage compressor 1 hanggang 200 kgf/cm 2 at pagkatapos ay dumadaan sa cooler 2 na may umaagos na tubig. Ang malalim na paglamig ng hangin ay nagaganap sa heat exchanger 3 sa pamamagitan ng isang reverse flow ng malamig na gas mula sa liquid collector (liquefier) ​​​​4. Bilang resulta ng air expansion sa throttle valve 5, ito ay karagdagang pinalamig at bahagyang natunaw.

Ang presyon sa koleksyon 4 ay kinokontrol sa loob ng 1-2 kgf/cm 2 . Ang likido ay pana-panahong pinatuyo mula sa kolektor sa mga espesyal na lalagyan sa pamamagitan ng balbula 6. Ang hindi likidong bahagi ng hangin ay inalis sa pamamagitan ng heat exchanger, na nagpapalamig ng mga bagong bahagi ng papasok na hangin.

Ang hangin ay pinalamig nang paunti-unti hanggang sa temperatura ng pagkatunaw; kapag ang unit ay naka-on, mayroong isang start-up na panahon kung saan walang air liquefaction na sinusunod, ngunit ang unit lamang ang lumalamig. Ang panahong ito ay tumatagal ng ilang oras.

Ang bentahe ng cycle ay ang pagiging simple nito, at ang kawalan ay ang medyo mataas na pagkonsumo ng kuryente - hanggang sa 4.1 kW. h bawat 1 kg ng liquefied air sa presyon ng compressor na 200 kgf/cm 2; sa mas mababang presyon, ang partikular na pagkonsumo ng kuryente ay tumataas nang husto. Ang cycle na ito ay ginagamit sa mga instalasyon ng maliit at katamtamang kapasidad upang makagawa ng gaseous oxygen.

Medyo mas kumplikado ay ang throttling cycle na may ammonia pre-cooling.

Ang medium-pressure refrigeration cycle na may pagpapalawak sa isang expander ay batay sa pagpapababa ng temperatura ng gas sa panahon ng pagpapalawak sa pagbabalik ng panlabas na trabaho. Bilang karagdagan, ang epekto ng Joule-Thomson ay ginagamit din. Ang cycle diagram ay ipinapakita sa fig. 3.

Ang hangin ay naka-compress sa compressor 1 hanggang 20-40 kgf / cm 2, dumadaan sa refrigerator 2 at pagkatapos ay sa pamamagitan ng heat exchanger 3 at 4. Pagkatapos ng heat exchanger 3, karamihan sa hangin (70-80%) ay ipinadala sa piston expansion machine-expander 6, at ang mas maliit na bahagi ng hangin (20-30%) ay napupunta sa libreng expansion sa throttle valve 5 at pagkatapos ay ang collector 7, na may balbula 8 para sa pag-draining ng likido. Sa expander 6

ang hangin, na pinalamig na sa unang heat exchanger, ay gumagana - itinutulak nito ang piston ng makina, ang presyon nito ay bumaba sa 1 kgf / cm 2, dahil sa kung saan ang temperatura ay bumaba nang husto. Mula sa expander, ang malamig na hangin, na may temperatura na halos -100 ° C, ay pinalabas sa labas sa pamamagitan ng mga heat exchanger 4 at 3, na pinapalamig ang papasok na hangin. Kaya, ang expander ay nagbibigay ng napakahusay na paglamig ng halaman sa medyo mababang presyon sa compressor. Ang gawain ng expander ay ginagamit nang kapaki-pakinabang at ito ay bahagyang nagbabayad para sa enerhiya na ginugol sa pag-compress ng hangin sa compressor.

Ang mga bentahe ng cycle ay: isang medyo mababang presyon ng compression, na pinapasimple ang disenyo ng compressor at nadagdagan ang kapasidad ng paglamig (salamat sa expander), na nagsisiguro ng matatag na operasyon ng yunit kapag ang oxygen ay kinuha sa likidong anyo.

Low-pressure refrigeration cycle na may expansion sa turbo-expander, na binuo ng Acad. Ang P. L. Kapitsa, ay batay sa paggamit ng low-pressure na hangin na may malamig na produksyon dahil lamang sa pagpapalawak ng hangin na ito sa isang air turbine (turbo expander) na may paggawa ng panlabas na trabaho. Ang cycle diagram ay ipinapakita sa fig. apat.

Ang hangin ay pinipiga ng turbocharger 1 hanggang 6-7 kgf/cm 2 , pinalamig ng tubig sa cooler 2 at pumapasok sa mga regenerators 3 (heat exchangers), kung saan ito ay pinalamig ng reverse flow ng malamig na hangin. Hanggang sa 95% ng hangin pagkatapos maipadala ang mga regenerator sa turbo expander 4, lumalawak sa isang ganap na presyon ng 1 kgf / cm 2 na may pagganap ng panlabas na trabaho at mabilis na pinalamig, pagkatapos nito ay pinapakain sa puwang ng tubo ng ang condenser 5 at i-condenses ang natitirang bahagi ng naka-compress na hangin (5%), na pumapasok sa annulus. Mula sa condenser 5, ang pangunahing daloy ng hangin ay nakadirekta sa mga regenerator at pinapalamig ang papasok na hangin, at ang likidong hangin ay ipinapasa sa throttle valve 6 hanggang sa kolektor 7, kung saan ito ay umaagos sa pamamagitan ng balbula 8. Ang diagram ay nagpapakita ng isang regenerator , ngunit sa katotohanan sila ay naka-install ng ilan at naka-on sa turn.

Ang mga bentahe ng isang low-pressure cycle na may turbo-expander ay: mas mataas na kahusayan ng mga turbomachines kumpara sa mga piston-type na makina, pagpapasimple ng teknolohikal na pamamaraan, at pagtaas ng pagiging maaasahan at kaligtasan ng pagsabog ng pag-install. Ang cycle ay ginagamit sa mga pag-install ng mataas na produktibo.

Ang paghihiwalay ng likidong hangin sa mga bahagi ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang proseso ng pagwawasto, ang kakanyahan nito ay ang singaw na halo ng nitrogen at oxygen na nabuo sa panahon ng pagsingaw ng likidong hangin ay dumaan sa isang likido na may mas mababang nilalaman ng oxygen. Dahil may mas kaunting oxygen sa likido at mas maraming nitrogen, mayroon itong mas mababang temperatura kaysa sa singaw na dumadaan dito, at nagiging sanhi ito ng condensation ng oxygen mula sa singaw at ang pagpapayaman ng likido na may sabay-sabay na pagsingaw ng nitrogen mula sa likido, i.e. , ang pagpapayaman ng singaw sa itaas ng likido.

Ang isang ideya ng kakanyahan ng proseso ng pagwawasto ay maaaring ibigay ng ipinapakita sa Fig. 5 ay isang pinasimple na diagram ng proseso ng maramihang pagsingaw at paghalay ng likidong hangin.

Ipinapalagay namin na ang hangin ay binubuo lamang ng nitrogen at oxygen. Isipin na mayroong ilang mga sisidlan na konektado sa isa't isa (I-V), sa itaas ay mayroong likidong hangin na may nilalaman na 21% na oxygen. Dahil sa hakbang na pag-aayos ng mga sisidlan, ang likido ay dadaloy pababa at, sa parehong oras, ay unti-unting mapayaman ng oxygen, at ang temperatura nito ay tataas.

Ipagpalagay natin na sa sisidlan II mayroong likidong naglalaman ng 30% 0 2 , sa sisidlan III - 40%, sa sisidlan IV - 50%, at sa sisidlan V - 60% na oxygen.

Upang matukoy ang nilalaman ng oxygen sa yugto ng singaw, gumagamit kami ng isang espesyal na graph - fig. 6, na ang mga kurba ay nagpapahiwatig ng nilalaman ng oxygen sa likido at singaw sa iba't ibang mga presyon.

Simulan nating sumingaw ang likido sa sisidlan V sa ganap na presyon na 1 kgf/cm 2 . Gaya ng makikita sa fig. 6, sa itaas ng likido sa sisidlang ito, na binubuo ng 60% 0 2 at 40% N 2, maaaring magkaroon ng equilibrium vapor sa komposisyon, na naglalaman ng 26.5% 0 2 at 73.5% N 2, na may parehong temperatura ng likido . Pinapakain namin ang singaw na ito sa sisidlan IV, kung saan ang likido ay naglalaman lamang ng 50% 0 2 at 50% N 2 at samakatuwid ay magiging mas malamig. Mula sa fig. 6 makikita na ang singaw sa itaas ng likidong ito ay maaaring maglaman lamang ng 19% 0 2 at 81% N 2, at sa kasong ito lamang ang temperatura nito ay magiging katumbas ng temperatura ng likido sa sisidlang ito.

Samakatuwid, ang singaw na ibinibigay sa sisidlan IV mula sa sisidlan V, na naglalaman ng 26.5% O 2 , ay may mas mataas na temperatura kaysa sa likido sa sisidlan IV; samakatuwid, ang oxygen ng singaw ay namumuo sa likido ng sisidlan IV, at ang bahagi ng nitrogen mula dito ay sumingaw. Bilang resulta, ang likido sa sisidlan IV ay mapapayaman ng oxygen, at ang singaw sa itaas nito ay may nitrogen.

Katulad nito, ang proseso ay magaganap sa iba pang mga sisidlan at, sa gayon, kapag ang pag-draining mula sa itaas na mga sisidlan patungo sa mas mababang mga sisidlan, ang likido ay pinayaman ng oksiheno, pinalalapit ito mula sa tumataas na mga singaw at binibigyan sila ng nitrogen nito.

Ang pagpapatuloy ng proseso, maaari kang makakuha ng singaw na binubuo ng halos purong nitrogen, at sa ibabang bahagi - purong likidong oxygen. Sa katunayan, ang proseso ng pagwawasto na nangyayari sa mga haligi ng distillation ng mga halaman ng oxygen ay mas kumplikado kaysa sa inilarawan, ngunit ang pangunahing nilalaman nito ay pareho.

Anuman ang teknolohikal na pamamaraan ng pag-install at ang uri ng ikot ng pagpapalamig, ang proseso ng paggawa ng oxygen mula sa hangin ay kinabibilangan ng mga sumusunod na yugto:

1) paglilinis ng hangin mula sa alikabok, singaw ng tubig at carbon dioxide. Ang pagbubuklod ng CO 2 ay nakakamit sa pamamagitan ng pagpasa ng hangin sa pamamagitan ng isang may tubig na solusyon ng NaOH;

2) air compression sa compressor na may kasunod na paglamig sa mga refrigerator;

3) paglamig ng naka-compress na hangin sa mga heat exchanger;

4) pagpapalawak ng naka-compress na hangin sa isang throttle valve o expander para sa paglamig at pagkatunaw nito;

5) liquefaction at rectification ng hangin upang makakuha ng oxygen at nitrogen;

6) paglabas ng likidong oxygen sa mga nakatigil na tangke at pag-alis ng gas na oxygen sa mga may hawak ng gas;

7) kontrol sa kalidad ng nagresultang oxygen;

8) pagpuno ng mga tangke ng transportasyon ng likidong oxygen at pagpuno ng mga cylinder na may gas na oxygen.

Ang kalidad ng gas at likidong oxygen ay kinokontrol ng mga nauugnay na GOST.

Ayon sa GOST 5583-58, ang gaseous na teknikal na oxygen ng tatlong grado ay ginawa: ang pinakamataas - na may nilalaman na hindi bababa sa 99.5% O 2, ang 1st - hindi bababa sa 99.2% O 2 at ang ika-2 - hindi bababa sa 98.5% O 2 , ang natitira ay argon at nitrogen (0.5-1.5%). Ang moisture content ay hindi dapat lumampas sa 0.07 g/l 3 . Ang oxygen na nakuha sa pamamagitan ng electrolysis ng tubig ay hindi dapat maglaman ng higit sa 0.7% hydrogen sa dami.

Ayon sa GOST 6331-52, ang likidong oxygen ng dalawang grado ay ginawa: grade A na may nilalaman na hindi bababa sa 99.2% O 2 at grade B na may nilalaman na hindi bababa sa 98.5% O 2. Ang nilalaman ng acetylene sa likidong oxygen ay hindi dapat lumampas sa 0.3 cm 3 / l.

Ginagamit para sa pagpapatindi ng iba't ibang mga proseso sa mga negosyo ng metalurhiko, kemikal at iba pang mga industriya, ang teknolohikal na oxygen ay naglalaman ng 90-98% O 2 .

Ang kontrol sa kalidad ng gas, pati na rin ang likidong oxygen ay direktang isinasagawa sa proseso ng produksyon gamit ang mga espesyal na instrumento.

Pangangasiwa Pangkalahatang rating ng artikulo: Nai-publish: 2012.06.01

Ang oxygen ay isa sa mga pinakakaraniwang ginagamit na gas ng sangkatauhan; ito ay malawakang ginagamit sa halos lahat ng bahagi ng ating buhay. Metalurhiya, industriya ng kemikal, gamot, pambansang ekonomiya, abyasyon - ito ay isang maikling listahan lamang ng mga lugar kung saan ang sangkap na ito ay kailangang-kailangan.

Ang produksyon ng oxygen ay isinasagawa alinsunod sa dalawang teknolohiya: laboratoryo at pang-industriya. Ang mga unang pamamaraan para sa paggawa ng walang kulay na gas ay batay sa mga reaksiyong kemikal. Ang oxygen ay nakuha bilang isang resulta ng agnas ng potassium permanganate, bertolet salt o hydrogen peroxide sa pagkakaroon ng isang katalista. Gayunpaman, hindi ganap na matutugunan ng mga pamamaraan ng laboratoryo ang pangangailangan para sa natatanging elementong kemikal na ito.

Ang pangalawang paraan upang makagawa ng oxygen ay cryogenic distillation o paggamit ng adsorption o mga teknolohiya ng lamad. Ang unang pamamaraan ay nagbibigay ng mataas na kadalisayan ng mga produkto ng paghihiwalay, ngunit may mas mahaba (kumpara sa mga pangalawang pamamaraan) na panahon ng pagsisimula.

Ang mga halaman ng adsorption oxygen ay napatunayang kabilang sa mga pinakamahusay sa mga system na may mataas na pagganap para sa produksyon ng oxygen-enriched na hangin. Ginagawa nilang posible na makakuha ng walang kulay na gas na may kadalisayan na hanggang 95% (hanggang sa 99% sa paggamit ng karagdagang yugto ng paglilinis). Ang kanilang paggamit ay makatwiran sa ekonomiya, lalo na sa mga sitwasyon kung saan hindi nangangailangan ng mataas na kadalisayan ng oxygen, kung saan ang isa ay kailangang magbayad ng dagdag.

Mga pangunahing katangian ng mga cryogenic system

Interesado sa paggawa ng oxygen hanggang sa 99.9% na kadalisayan? Pagkatapos ay bigyang-pansin ang mga pag-install na tumatakbo sa batayan ng teknolohiyang cryogenic. Mga kalamangan ng mataas na kadalisayan ng mga sistema ng produksyon ng oxygen:

• mahabang buhay ng serbisyo ng pag-install;
• mataas na pagganap;
• ang kakayahang makakuha ng oxygen na may kadalisayan ng 95 hanggang 99.9%.

Ngunit dahil sa malalaking sukat ng mga cryogenic system, ang imposibilidad ng isang mabilis na pagsisimula at paghinto, at iba pang mga kadahilanan, ang paggamit ng cryogenic na kagamitan ay hindi palaging angkop.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga halaman ng adsorption

Ang pamamaraan ng pagpapatakbo ng mga sistema ng oxygen gamit ang teknolohiya ng adsorption ay maaaring kinakatawan bilang mga sumusunod:

• ang naka-compress na hangin ay gumagalaw sa receiver, sa sistema ng paghahanda ng hangin upang mapupuksa ang mga mekanikal na impurities at pagsasala mula sa condensed moisture;
• ang purified air ay ipinadala sa adsorption air separation unit, na kinabibilangan ng mga adsorber na may adsorbent;
• sa panahon ng operasyon, ang mga adsorber ay nasa dalawang estado - pagsipsip at pagbabagong-buhay; sa yugto ng pagsipsip, ang oxygen ay pumapasok sa oxygen receiver, at ang nitrogen sa yugto ng henerasyon ay pinalabas sa kapaligiran; pagkatapos kung saan ang oxygen ay ipinadala sa mamimili;
• kung kinakailangan, ang presyon ng gas ay maaaring tumaas gamit ang isang booster oxygen compressor na may kasunod na pagpuno sa mga cylinder.

Ang mga adsorption complex ay nakikilala sa pamamagitan ng isang mataas na antas ng pagiging maaasahan, buong automation, kadalian ng pagpapanatili, maliliit na sukat at timbang.

Mga kalamangan ng mga sistema ng paghihiwalay ng gas

Ang mga pag-install at istasyon na gumagamit ng teknolohiya ng adsorption upang makagawa ng oxygen ay malawakang ginagamit sa iba't ibang larangan: sa hinang at pagputol ng mga metal, sa konstruksyon, pagsasaka ng isda, pagtatanim ng tahong, hipon, atbp.

Mga kalamangan ng mga sistema ng paghihiwalay ng gas:

• ang posibilidad ng pag-automate ng proseso ng pagkuha ng oxygen;
• walang mga espesyal na kinakailangan para sa lugar;
• mabilis na pagsisimula at paghinto;
• mataas na pagiging maaasahan;
• mababang halaga ng ginawang oxygen.

Mga pakinabang ng mga halaman ng adsorption NPK "Grasys"

Interesado ka ba sa paggawa ng oxygen sa paraang ginagamit sa industriya? Gusto mo bang makatanggap ng oxygen sa minimal na gastos sa pananalapi? Ang kumpanyang pang-agham at produksyon na "Grasys" ay makakatulong upang malutas ang iyong problema sa pinakamataas na antas. Nag-aalok kami ng maaasahan at mahusay na mga sistema para sa pagkuha ng oxygen mula sa hangin. Narito ang mga pangunahing natatanging tampok ng aming mga produkto:

• buong automation;
• pinag-isipang mabuti ang mga disenyo;
• modernong kontrol at mga sistema ng pamamahala.

Ang oxygen na ginawa ng aming air separation adsorption unit ay hanggang sa 95% pure (na may opsyon ng post-treatment hanggang 99%). Ang gas na may ganitong mga katangian ay malawakang ginagamit sa metalurhiya para sa hinang at pagputol ng mga metal, sa pambansang ekonomiya. Ginagamit ng ating mga kagamitan makabagong teknolohiya, na nagbibigay ng mga natatanging pagkakataon sa larangan ng paghihiwalay ng gas.

Mga tampok ng aming adsorption oxygen na halaman:

• mataas na pagiging maaasahan;
• mababang halaga ng ginawang oxygen;
• makabagong mataas na matalinong monitoring at control system;
• kadalian ng pagpapanatili;
• ang kakayahang makagawa ng oxygen na may kadalisayan ng hanggang sa 95% (na may opsyon ng karagdagang paglilinis hanggang 99%);
• ang kapasidad ay hanggang 6000 m³/h.

Adsorption oxygen plants NPK "Grasys" - isang natatanging kumbinasyon ng karanasan sa disenyo ng mundo sa paggawa ng mga kagamitan sa paghihiwalay ng gas at mga makabagong teknolohiya sa domestic.

Ang mga pangunahing dahilan para sa pakikipagtulungan sa NPK Grasys

pang-industriya na paraan Ang paggawa ng oxygen gamit ang mga pag-install batay sa teknolohiya ng adsorption ay isa sa mga pinaka-promising ngayon. Pinapayagan nitong makakuha ng walang kulay na gas na may kaunting mga gastos sa enerhiya ng nais na kadalisayan. Ang isang sangkap na may mga parameter na ito ay hinihiling sa metalurhiya, mechanical engineering, industriya ng kemikal, at gamot.

Ang paraan ng cryogenic distillation ay ang pinakamainam na solusyon kung kinakailangan upang makagawa ng oxygen na may mataas na kadalisayan (hanggang sa 99.9%).

Ang Grasys, isang nangungunang domestic na kumpanya, ay nag-aalok ng napakahusay na mga sistema para sa produksyon ng oxygen gamit ang teknolohiya ng adsorption sa mga paborableng termino. Mayroon kaming malawak na karanasan sa pagpapatupad ng iba't ibang mga proyekto ng turnkey, kaya hindi kami natatakot kahit na ang pinaka kumplikadong mga gawain.

Mga pakinabang ng pakikipagtulungan sa isang responsableng supplier ng kagamitan na NPK Grasys:

• ang aming kumpanya ay isang direktang tagagawa, kaya ang halaga ng mga pag-install na ibinebenta ay hindi nagpapataas ng karagdagang mga komisyon ng mga tagapamagitan;
• mataas na kalidad na mga produkto;
• isang buong hanay ng mga serbisyo para sa pagkumpuni at pagpapanatili ng mga planta ng produksyon ng oxygen;
• Indibidwal na diskarte sa bawat kliyente;
• maraming taon ng karanasan sa larangan ng paggawa ng oxygen.

Tawagan ang aming mga tagapamahala upang linawin ang mga nuances ng pakikipagtulungan.

Sa mas detalyado maaari kang maging pamilyar sa mga kagamitan sa oxygen (mga generator ng oxygen, mga halaman ng oxygen, mga istasyon ng oxygen) sa pahina

>> Pagkuha ng oxygen

Pagkuha ng oxygen

Ang talatang ito ay tungkol sa:

> tungkol sa pagtuklas ng oxygen;
> sa produksyon ng oxygen sa industriya at mga laboratoryo;
> tungkol sa mga reaksyon ng agnas.

Pagtuklas ng oxygen.

Nakuha ni J. Priestley ang gas na ito mula sa isang compound na ang pangalan ay mercury (II) oxide. Gumamit ang scientist ng glass lens para ituon ang sikat ng araw sa bagay.

Sa modernong bersyon, ang karanasang ito ay ipinapakita sa Figure 54. Kapag pinainit, ang mercury (||) oxide (dilaw na pulbos) ay nagiging mercury at oxygen. Ang Mercury ay inilabas sa isang gas na estado at condenses sa mga dingding ng test tube sa anyo ng mga silvery droplets. Kinokolekta ang oxygen sa ibabaw ng tubig sa pangalawang test tube.

Ngayon ang Priestley method ay hindi na ginagamit dahil ang mercury vapor ay nakakalason. Ang oxygen ay ginawa ng iba pang mga reaksyon na katulad ng tinalakay. Karaniwang nangyayari ang mga ito kapag pinainit.

Ang mga reaksyon kung saan maraming iba pang mga sangkap ang nabuo mula sa isang sangkap ay tinatawag na mga reaksyon ng pagkabulok.

Upang makakuha ng oxygen sa laboratoryo, ang mga sumusunod na compound na naglalaman ng oxygen ay ginagamit:

Potassium permanganate KMnO 4 (karaniwang pangalan potassium permanganate; sangkap ay isang karaniwang disinfectant)

Potassium chlorate KClO3

Ang isang maliit na halaga ng catalyst - manganese (IV) oxide MnO 2 - ay idinagdag sa potassium chlorate upang ang agnas ng compound ay nangyayari sa paglabas ng oxygen 1 .

Eksperimento sa laboratoryo Blg. 8

Pagkuha ng oxygen sa pamamagitan ng agnas ng hydrogen peroxide H 2 O 2

Ibuhos ang 2 ml ng hydrogen peroxide solution (ang tradisyonal na pangalan para sa sangkap na ito ay hydrogen peroxide) sa isang test tube. Sindihan ang isang mahabang splinter at patayin ito (tulad ng ginagawa mo sa isang posporo), upang halos hindi ito umuusok.
Ibuhos ang isang maliit na katalista - itim na pulbos ng manganese (IV) oxide sa isang test tube na may solusyon sa hydrogen oxide. Pagmasdan ang masiglang ebolusyon ng gas. Gumamit ng nagbabagang splinter upang i-verify na ang gas na ito ay oxygen.

Sumulat ng isang equation para sa decomposition ng hydrogen peroxide, ang produkto nito ay tubig.

Sa laboratoryo, ang oxygen ay maaari ding makuha sa pamamagitan ng decomposition ng sodium nitrate NaNO 3 o potassium nitrate KNO 3 2 . Kapag pinainit, ang mga compound ay unang natutunaw at pagkatapos ay nabubulok:

1 Kapag ang tambalan ay pinainit nang walang katalista, isa pang reaksyon ang magaganap

2 Ang mga sangkap na ito ay ginagamit bilang mga pataba. Ang karaniwang pangalan nila ay saltpeter.

Scheme 7. Mga pamamaraan sa laboratoryo pagkuha ng oxygen

Gawing mga scheme ng reaksyon mga equation ng kemikal.

Ang impormasyon kung paano nakukuha ang oxygen sa laboratoryo ay kinokolekta sa Scheme 7.

Ang oxygen kasama ang hydrogen ay mga produkto ng pagkabulok ng tubig sa ilalim ng pagkilos ng isang electric current:

Sa kalikasan, ang oxygen ay ginawa ng photosynthesis sa berdeng dahon ng mga halaman. Ang isang pinasimple na diagram ng prosesong ito ay ang mga sumusunod:

mga konklusyon

Natuklasan ang oxygen sa pagtatapos ng ika-18 siglo. ilang mga siyentipiko .

Ang oxygen ay nakuha sa industriya mula sa hangin, at sa laboratoryo - sa tulong ng mga reaksyon ng agnas ng ilang mga compound na naglalaman ng oxygen. Sa panahon ng isang reaksyon ng agnas, dalawa o higit pang mga sangkap ang nabuo mula sa isang sangkap.

129. Paano nakukuha ang oxygen sa industriya? Bakit hindi ginagamit ang potassium permanganate o hydrogen peroxide para dito?

130. Anong mga reaksyon ang tinatawag na mga reaksyon ng agnas?

131. Gawing chemical equation ang mga sumusunod na reaction scheme:

132. Ano ang isang katalista? Paano ito makakaapekto sa kurso ng mga reaksiyong kemikal? (Sumangguni din sa § 15 para sa iyong sagot.)

133. Ipinapakita ng Figure 55 ang sandali ng pagkabulok ng puti solid, na may formula na Cd(NO3)2. Tingnang mabuti ang larawan at ilarawan ang lahat ng nangyayari sa panahon ng reaksyon. Bakit sumiklab ang isang nagbabagang splinter? Isulat ang angkop na chemical equation.

134. Ang mass fraction ng Oxygen sa nalalabi pagkatapos ng pagpainit ng potassium nitrate KNO 3 ay 40%. Nabulok na ba ang tambalang ito?

kanin. 55. Pagkabulok ng isang sangkap kapag pinainit

Popel P. P., Kriklya L. S., Chemistry: Pdruch. para sa 7 mga cell. zahalnosvit. navch. si zakl. - K .: Exhibition Center "Academy", 2008. - 136 p.: il.

Nilalaman ng aralin buod ng aralin at suporta frame presentasyon ng aralin mga interactive na teknolohiya na nagpapabilis ng mga pamamaraan sa pagtuturo Magsanay mga pagsusulit, pagsubok sa mga online na gawain at pagsasanay sa mga workshop at pagsasanay sa mga tanong para sa mga talakayan sa klase Mga Ilustrasyon video at audio na materyales mga larawan, mga larawang graphics, mga talahanayan, mga scheme ng komiks, parabula, kasabihan, crossword puzzle, anekdota, biro, quote Mga add-on abstracts cheat sheets chips for inquisitive articles (MAN) literature pangunahing at karagdagang glossary ng mga termino Pagpapabuti ng mga aklat-aralin at mga aralin pagwawasto ng mga pagkakamali sa aklat-aralin na pinapalitan ng mga bago ang hindi na ginagamit na kaalaman Para lamang sa mga guro mga plano sa kalendaryo mga programa sa pag-aaral mga alituntunin

Apat na elemento - "chalcogen" (i.e. "pagsilang ng tanso") ang pinuno ng pangunahing subgroup ng pangkat VI (ayon sa bagong pag-uuri - ang ika-16 na grupo) ng periodic system. Bilang karagdagan sa sulfur, tellurium at selenium, kasama rin nila ang oxygen. Tingnan natin ang mga katangian ng pinakakaraniwang elementong ito sa Earth, pati na rin ang paggamit at paggawa ng oxygen.

Kasaganaan ng elemento

Sa isang nakagapos na anyo, ang oxygen ay kasama sa kemikal na komposisyon ng tubig - ang porsyento nito ay halos 89%, pati na rin sa komposisyon ng mga selula ng lahat ng nabubuhay na nilalang - mga halaman at hayop.

Sa hangin, ang oxygen ay nasa isang libreng estado sa anyo ng O2, na sumasakop sa isang ikalimang bahagi ng komposisyon nito, at sa anyo ng ozone - O3.

Mga katangiang pisikal

Ang Oxygen O2 ay isang walang kulay, walang lasa at walang amoy na gas. Ito ay bahagyang natutunaw sa tubig. Ang boiling point ay 183 degrees sa ibaba ng zero Celsius. Sa likidong anyo, ang oxygen ay may asul na kulay, at sa solidong anyo ay bumubuo ito ng mga asul na kristal. Ang punto ng pagkatunaw ng mga kristal na oxygen ay 218.7 degrees sa ibaba ng zero Celsius.

Mga katangian ng kemikal

Kapag pinainit, ang elementong ito ay tumutugon sa maraming simpleng sangkap, parehong mga metal at di-metal, habang bumubuo ng tinatawag na mga oxide - mga compound ng mga elemento na may oxygen. kung saan ang mga elemento ay pumapasok na may oxygen ay tinatawag na oksihenasyon.

Halimbawa,

4Na + O2= 2Na2O

2. Sa pamamagitan ng agnas ng hydrogen peroxide kapag ito ay pinainit sa pagkakaroon ng mangganeso oksido, na gumaganap bilang isang katalista.

3. Sa pamamagitan ng agnas ng potassium permanganate.

Ang paggawa ng oxygen sa industriya ay isinasagawa sa mga sumusunod na paraan:

1. Para sa mga teknikal na layunin, ang oxygen ay nakuha mula sa hangin, kung saan ang karaniwang nilalaman nito ay halos 20%, i.e. ikalimang bahagi. Upang gawin ito, ang hangin ay unang sinunog, nakakakuha ng isang halo na may likidong nilalaman ng oxygen na halos 54%, likidong nitrogen - 44% at likidong argon - 2%. Ang mga gas na ito ay pinaghihiwalay sa pamamagitan ng proseso ng distillation gamit ang medyo maliit na pagitan sa pagitan ng mga kumukulo na punto ng likidong oxygen at likidong nitrogen - minus 183 at minus 198.5 degrees, ayon sa pagkakabanggit. Lumalabas na ang nitrogen ay sumingaw bago ang oxygen.

Tinitiyak ng modernong kagamitan ang paggawa ng oxygen ng anumang antas ng kadalisayan. Ang nitrogen, na nakuha sa panahon ng paghihiwalay, ay ginagamit bilang isang hilaw na materyal sa synthesis ng mga derivatives nito.

2. nagbibigay din ng oxygen sa napakadalisay na antas. Ang pamamaraang ito ay naging laganap sa mga bansang may mayayamang mapagkukunan at murang kuryente.

Paglalapat ng oxygen

Ang oxygen ay ang pinakamahalagang elemento sa buhay ng ating buong planeta. Ang gas na ito, na nakapaloob sa atmospera, ay natupok sa proseso ng mga hayop at tao.

Ang pagkuha ng oxygen ay napakahalaga para sa mga lugar ng aktibidad ng tao tulad ng gamot, hinang at pagputol ng mga metal, pagsabog, paglipad (para sa paghinga ng mga tao at para sa pagpapatakbo ng mga makina), metalurhiya.

Sa proseso ng aktibidad ng ekonomiya ng tao, ang oxygen ay natupok sa maraming dami - halimbawa, sa panahon ng pagkasunog iba't ibang uri gasolina: natural na gas, mitein, karbon, kahoy. Sa lahat ng mga prosesong ito, ito ay nabuo.Kasabay nito, ang kalikasan ay naglaan para sa proseso ng natural na pagbubuklod ng tambalang ito sa pamamagitan ng photosynthesis, na nagaganap sa mga berdeng halaman sa ilalim ng impluwensya ng sikat ng araw. Bilang resulta ng prosesong ito, nabuo ang glucose, na ginagamit ng halaman upang bumuo ng mga tisyu nito.

Plano:

Kasaysayan ng pagtuklas

Pinagmulan ng pangalan

Ang pagiging likas

Resibo

Mga Katangiang Pisikal

Mga katangian ng kemikal

Aplikasyon

Ang biological na papel ng oxygen

Mga nakakalason na oxygen derivatives

10. Isotopes

Oxygen

Oxygen- isang elemento ng ika-16 na pangkat (ayon sa hindi napapanahong pag-uuri - ang pangunahing subgroup ng pangkat VI), ang pangalawang panahon ng periodic system mga elemento ng kemikal D. I. Mendeleev, na may atomic number 8. Tinutukoy ng simbolong O (lat. Oxygenium). Ang oxygen ay isang reaktibong non-metal at ang pinakamagaan na elemento ng chalcogen group. simpleng sangkap oxygen(CAS number: 7782-44-7) sa ilalim ng normal na mga kondisyon - isang walang kulay, walang lasa at walang amoy na gas, ang molekula nito ay binubuo ng dalawang atomo ng oxygen (formula O 2), na may kaugnayan kung saan ito ay tinatawag ding dioxygen. Ang likidong oxygen ay may isang mapusyaw na asul, at ang solid ay mapusyaw na asul na mga kristal.

Mayroong iba pang mga allotropic na anyo ng oxygen, halimbawa, ozone (numero ng CAS: 10028-15-6) - sa ilalim ng normal na mga kondisyon, isang asul na gas na may isang tiyak na amoy, ang molekula na binubuo ng tatlong mga atomo ng oxygen (formula O 3).

1. Kasaysayan ng pagtuklas

Opisyal na pinaniniwalaan na ang oxygen ay natuklasan ng English chemist na si Joseph Priestley noong Agosto 1, 1774 sa pamamagitan ng nabubulok na mercury oxide sa isang hermetically sealed na sisidlan (itinuro ni Priestley ang sinag ng araw sa tambalang ito gamit ang isang malakas na lente).

Gayunpaman, hindi muna napagtanto ni Priestley na natuklasan niya ang isang bagong simpleng sangkap, naniniwala siya na ibinukod niya ang isa sa mga bahagi ng hangin (at tinawag itong gas na "dephlogisticated air"). Iniulat ni Priestley ang kanyang pagtuklas sa namumukod-tanging French chemist na si Antoine Lavoisier. Noong 1775, itinatag ni A. Lavoisier na ang oxygen ay isang mahalagang bahagi ng hangin, mga acid at matatagpuan sa maraming mga sangkap.

Ilang taon bago nito (noong 1771), ang Swedish chemist na si Carl Scheele ay nakakuha ng oxygen. Nag-calcine siya ng saltpeter na may sulfuric acid at pagkatapos ay nabulok ang nagresultang nitric oxide. Tinawag ni Scheele ang gas na ito na "nagniningas na hangin" at inilarawan ang kanyang pagkatuklas sa isang aklat na inilathala noong 1777 (tiyak na ang libro ay nai-publish nang mas huli kaysa sa inihayag ni Priestley ang kanyang pagtuklas, ang huli ay itinuturing na ang nakatuklas ng oxygen). Iniulat din ni Scheele ang kanyang karanasan kay Lavoisier.

Ang isang mahalagang yugto na nag-ambag sa pagtuklas ng oxygen ay ang gawain ng Pranses na chemist na si Pierre Bayen, na nag-publish ng trabaho sa oksihenasyon ng mercury at ang kasunod na agnas ng oksido nito.

Sa wakas, sa wakas ay nalaman ni A. Lavoisier ang likas na katangian ng nagresultang gas, gamit ang impormasyon mula sa Priestley at Scheele. Napakahalaga ng kanyang gawain, dahil salamat dito, ang teorya ng phlogiston na nangingibabaw sa oras na iyon at humadlang sa pag-unlad ng kimika ay napabagsak. Nagsagawa si Lavoisier ng isang eksperimento sa pagkasunog ng iba't ibang mga sangkap at pinabulaanan ang teorya ng phlogiston sa pamamagitan ng paglalathala ng mga resulta sa bigat ng mga nasunog na elemento. Ang bigat ng abo ay lumampas sa paunang bigat ng elemento, na nagbigay kay Lavoisier ng karapatang igiit na sa panahon ng pagkasunog ay nangyayari ang isang kemikal na reaksyon (oksihenasyon) ng sangkap, na may kaugnayan dito, ang masa ng orihinal na sangkap ay tumataas, na pinabulaanan ang teorya ng phlogiston.

Kaya, ang kredito para sa pagtuklas ng oxygen ay aktwal na ibinahagi nina Priestley, Scheele, at Lavoisier.

1. pinagmulan ng pangalan

Ang salitang oxygen (sa simula ng ika-19 na siglo ay tinawag pa rin itong "acid"), ang hitsura nito sa wikang Ruso ay sa ilang lawak dahil sa M.V. Lomonosov, na nagpakilala, kasama ng iba pang mga neologism, ang salitang "acid"; kaya ang salitang "oxygen", sa turn, ay isang tracing-paper ng terminong "oxygen" (French oxygène), na iminungkahi ni A. Lavoisier (mula sa ibang Greek ὀξύς - "maasim" at γεννάω - "Ako ay nanganak"), na isinasalin bilang "pagbuo ng acid", na nauugnay sa orihinal na kahulugan nito - "acid", na dating nangangahulugang mga sangkap na tinatawag na mga oxide ayon sa modernong internasyonal na katawagan.

1. Ang pagiging nasa kalikasan

Ang oxygen ay ang pinakakaraniwang elemento sa Earth; ang bahagi nito (bilang bahagi ng iba't ibang mga compound, pangunahin ang silicates) ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang 47.4% ng masa ng solidong crust ng lupa. Marine at sariwang tubig naglalaman ng isang malaking halaga ng nakagapos na oxygen - 88.8% (sa pamamagitan ng masa), sa kapaligiran ang nilalaman ng libreng oxygen ay 20.95% sa dami at 23.12% sa masa. Mahigit sa 1500 compound ng crust ng lupa ang naglalaman ng oxygen sa kanilang komposisyon.

Ang oxygen ay isang constituent ng maraming mga organikong sangkap at naroroon sa lahat ng mga buhay na selula. Sa mga tuntunin ng bilang ng mga atomo sa mga buhay na selula, ito ay tungkol sa 25%, sa mga tuntunin ng mass fraction - mga 65%.