Oksigen mövzusunda məruzə. Oksigenin kimyəvi və fiziki xassələri, tətbiqi və istehsalı

Oksigen Mendeleyevin dövri cədvəlinin VI qrupunun kimyəvi elementi və yer qabığında ən çox yayılmış elementdir (kütləsinin 47%-i). Oksigen demək olar ki, bütün canlı orqanizmlərin həyati elementidir. Bu məqalədə oksigenin funksiyaları və istifadəsi haqqında daha çox oxuyun.

Ümumi məlumat

Oksigen suda zəif həll olunan rəngsiz, dadsız və qoxusuz qazdır. Suyun, mineralların və qayaların bir hissəsidir. Sərbəst oksigen fotosintez prosesləri nəticəsində əmələ gəlir. Oksigen insan həyatında ən mühüm rol oynayır. Hər şeydən əvvəl oksigen canlı orqanizmlərin tənəffüsü üçün lazımdır. O, həmçinin ölü heyvanların və bitkilərin parçalanması proseslərində iştirak edir.

Havanın tərkibində təxminən 20,95% oksigen var. Hidrosferin kütləsi təxminən 86% oksigendən ibarətdir.

Oksigen eyni vaxtda iki alim tərəfindən əldə edildi, lakin onlar bunu bir-birindən asılı olmayaraq etdilər. İsveçli K.Şeele selitra və digər maddələri kalsifikasiya etməklə oksigeni, ingilis C.Pristli isə civə oksidini qızdırmaqla oksigeni əldə etmişdir.

düyü. 1. Civə oksidindən oksigenin alınması

Sənayedə oksigenin istifadəsi

Oksigenin tətbiq sahələri genişdir.

Metallurgiyada metal qırıntılarından və çuqundan əldə edilən polad istehsalı üçün lazımdır. Bir çox metallurgiya qurğularında yanacağın daha yaxşı yanması üçün oksigenlə zənginləşdirilmiş hava istifadə olunur.

Aviasiyada oksigen raket mühərriklərində yanacaq oksidləşdiricisi kimi istifadə olunur. Kosmosa uçuşlar və atmosferin olmadığı şəraitdə də lazımdır.

Maşınqayırma sahəsində oksigen metalların kəsilməsi və qaynaqlanması üçün çox vacibdir. Metalı əritmək üçün metal borulardan ibarət xüsusi bir brülör lazımdır. Bu iki boru bir-birinə daxil edilir. Aralarındakı boş yer asetilenlə doldurulur və alovlanır. Bu zaman oksigen daxili boru vasitəsilə sərbəst buraxılır. Həm oksigen, həm də asetilen təzyiqli silindrdən verilir. Temperaturu 2000 dərəcəyə çatan alov əmələ gəlir. Demək olar ki, istənilən metal bu temperaturda əriyir.

düyü. 2. Asetilen məşəli

Pulpa və kağız sənayesində oksigenin istifadəsi çox vacibdir. Kağızı ağartmaq, alkoqollaşdırmaq və selülozdan artıq komponentləri yumaq (deligification) üçün istifadə olunur.

Kimya sənayesində oksigen reagent kimi istifadə olunur.

Partlayıcı maddələr yaratmaq üçün maye oksigen lazımdır. Maye oksigen havanın mayeləşdirilməsi və sonra oksigeni azotdan ayırması ilə əmələ gəlir.

Təbiətdə və insan həyatında oksigenin istifadəsi

Oksigen insanların və heyvanların həyatında ən mühüm rol oynayır. Pulsuz oksigen planetimizdə fotosintez sayəsində mövcuddur. Fotosintez işıqda karbon qazı və suyun köməyi ilə üzvi maddələrin əmələ gəlməsi prosesidir. Bu proses nəticəsində heyvanların və insanların həyatı üçün zəruri olan oksigen əmələ gəlir. Heyvanlar və insanlar daim oksigeni istehlak edirlər, lakin bitkilər oksigeni yalnız gecələr istehlak edir və gündüzlər istehsal edirlər.

Tibbdə oksigenin istifadəsi

Oksigen tibbdə də istifadə olunur. Onun istifadəsi müəyyən xəstəliklər zamanı tənəffüs çətinliyi üçün xüsusilə vacibdir. Ağciyər vərəmində tənəffüs yollarını zənginləşdirmək üçün istifadə olunur və anesteziya avadanlıqlarında da istifadə olunur. Təbabətdə oksigen bronxial astmanın və mədə-bağırsaq traktının xəstəliklərinin müalicəsində istifadə olunur. Bu məqsədlər üçün oksigen kokteylləri istifadə olunur.

Həm də böyük əhəmiyyət kəsb edən oksigen yastıqlarıdır - oksigenlə doldurulmuş rezinləşdirilmiş konteyner. Tibbi oksigenin fərdi istifadəsi üçün istifadə olunur.

Dörd "xalkogen" elementi (yəni "mis doğuran") dövri sistemin VI qrupunun əsas alt qrupuna (yeni təsnifata görə - 16-cı qrup) rəhbərlik edir. Kükürd, tellur və selenlə yanaşı, bunlara oksigen də daxildir. Yer üzündə ən çox yayılmış bu elementin xüsusiyyətlərinə, həmçinin oksigenin istifadəsi və istehsalına daha yaxından nəzər salaq.

Elementin yayılması

Bağlanmış formada oksigen suyun kimyəvi tərkibinə daxildir - onun faizi təxminən 89% -dir, həmçinin bütün canlıların - bitkilərin və heyvanların hüceyrələrinin tərkibinə daxildir.

Havada oksigen sərbəst vəziyyətdə O2 şəklində, tərkibinin beşdə birini, ozon şəklində isə O3 təşkil edir.

Fiziki xassələri

Oksigen O2 rəngsiz, dadsız və qoxusuz qazdır. Suda az həll olunur. Qaynama nöqtəsi 183 dərəcə şaxtadır. Maye formada oksigen mavi, bərk formada isə mavi kristallar əmələ gətirir. Oksigen kristallarının ərimə nöqtəsi 218,7 dərəcə şaxtadır.

Kimyəvi xassələri

Qızdırıldıqda, bu element həm metallar, həm də qeyri-metallar olan bir çox sadə maddələrlə reaksiya verir, sözdə oksidləri - elementlərin oksigenlə birləşmələrini əmələ gətirir. elementlərin oksigenlə daxil olması oksidləşmə adlanır.

Misal üçün,

4Na + O2= 2Na2O

2. Hidrogen peroksidin parçalanması yolu ilə katalizator rolunu oynayan manqan oksidin iştirakı ilə qızdırıldıqda.

3. Kalium permanganatın parçalanması yolu ilə.

Sənayedə oksigen aşağıdakı üsullarla istehsal olunur:

1. Texniki məqsədlər üçün oksigen havadan əldə edilir, onun adi tərkibi təxminən 20% -dir, yəni. beşinci hissə. Bunun üçün əvvəlcə hava yandırılır, tərkibində təxminən 54% maye oksigen, 44% maye azot və 2% maye arqondan ibarət qarışıq yaranır. Bu qazlar daha sonra maye oksigen və maye azotun qaynama nöqtələri arasındakı nisbətən kiçik diapazondan - müvafiq olaraq mənfi 183 və mənfi 198,5 dərəcə olan distillə prosesi ilə ayrılır. Məlum olub ki, azot oksigendən daha tez buxarlanır.

Müasir avadanlıq istənilən saflıqda oksigen istehsalını təmin edir. Maye havanın ayrılması yolu ilə əldə edilən azot onun törəmələrinin sintezində xammal kimi istifadə olunur.

2. Həm də çox saf oksigen istehsal edir. Bu üsul zəngin resurslara və ucuz elektrik enerjisinə malik ölkələrdə geniş yayılıb.

Oksigenin tətbiqi

Oksigen bütün planetimizin həyatında ən vacib elementdir. Atmosferdə olan bu qaz proses zamanı heyvanlar və insanlar tərəfindən istehlak edilir.

Oksigen əldə etmək insan fəaliyyətinin tibb, metalların qaynaqlanması və kəsilməsi, partlayış, aviasiya (insan nəfəsi və mühərrikin işləməsi üçün) və metallurgiya kimi sahələri üçün çox vacibdir.

İnsan təsərrüfat fəaliyyəti prosesində oksigen böyük miqdarda istehlak olunur - məsələn, müxtəlif növ yanacaqları yandırarkən: təbii qaz, metan, kömür, odun. Bütün bu proseslərdə o, əmələ gəlir.Eyni zamanda təbiət günəş işığının təsiri altında yaşıl bitkilərdə baş verən fotosintezdən istifadə edərək bu birləşmənin təbii bağlanması prosesini təmin etmişdir. Bu proses nəticəsində qlükoza əmələ gəlir ki, bu da bitki daha sonra toxumalarını qurmaq üçün istifadə edir.

Oksigenin sənayedə geniş istifadəsi XX əsrin ortalarında, turboekspanderlərin - mayeləşdirmə və ayırma qurğularının ixtirasından sonra başladı.
Oksigenin istifadəsi çox müxtəlifdir və onun kimyəvi xüsusiyyətlərinə əsaslanır.
Kimya və neft-kimya sənayesi.
Oksigen azot turşusu, etilen oksidi, propilen oksidi, vinilxlorid və digər əsas birləşmələr istehsal edən başlanğıc reaktivləri oksidləşdirmək üçün istifadə olunur. Bundan əlavə, tullantı yandırma zavodlarının məhsuldarlığını artırmaq üçün istifadə edilə bilər.
Neft və qaz sənayesi.
Neftin krekinq proseslərinin məhsuldarlığının artırılması, yüksək oktanlı birləşmələrin emalı, yerdəyişmə enerjisinin artırılması üçün laylara vurulması.
Metallurgiya və dağ-mədən sənayesi.
Oksigen konvertor polad istehsalında, domna sobalarında oksigenin partladılmasında, filizlərdən qızılın çıxarılmasında, ferroərintilərin istehsalında, nikel, sink, qurğuşun, sirkonium və digər əlvan metalların əridilməsində, dəmirin birbaşa reduksiyasında, plitələrin odla soyulmasında istifadə olunur. tökmə zavodları, bərk süxurların yanğınla qazılması.
Metalların qaynaqlanması və kəsilməsi.
Silindrlərdəki oksigen metalların alovla kəsilməsi və qaynaqlanması, metalların plazma ilə yüksək dəqiqliklə kəsilməsi üçün geniş istifadə olunur.
Hərbi texnika.
Hiperbarik kameralarda dizel mühərrikləri su altında işləmək üçün, raket mühərrikləri üçün yanacaq.
Şüşə sənayesi.
Şüşə əritmə sobaları yanmağı yaxşılaşdırmaq üçün oksigendən istifadə edir. Bundan əlavə, azot oksidi emissiyalarını təhlükəsiz səviyyələrə endirmək üçün istifadə olunur.
Selüloz və kağız sənayesi.
Oksigen delignifikasiya, spirtləşmə və digər proseslərdə istifadə olunur.
Dərman.
Oksigen kameralarında, oksigen generatorlarının doldurulması (oksigen maskaları, yastıqlar və s.), xüsusi mikroiqlimi olan otaqlarda, oksigen kokteyllərinin hazırlanması,
neft parafinləri üzərində mikroorqanizmlər yetişdirərkən.

Təhlükəsizlik

Oksigen işinin yaxınlığında siqaret çəkmək və ya açıq alovdan istifadə etmək qadağandır. İcazəsiz şəxslər havada oksigen konsentrasiyası yüksək olan ərazilərə daxil olmamalıdırlar. Havada oksigenin yüksək konsentrasiyası olan otaqda işlədikdən sonra paltarları yaxşı havalandırmaq lazımdır.
Alətlər və paltarlar yağdan və yağdan təmizlənməlidir. Oksigenlə istifadə olunan heç bir komponent yağ və ya yağla təmasda olmamalıdır.
Maye ilə işləyərkən oksigen Müvafiq əlcəklər, qoruyucu eynəklər, təhlükəsizlik ayaqqabıları və bədən qoruyucularından istifadə edin.
Yanğınsöndürmə. Oksigen yanmağı güclü şəkildə təşviq etdiyi üçün oksigen mənbəyi klapanının tez bağlanması yanğının şiddətini azalda bilər. Mümkünsə, silindrləri təhlükəsiz yerə çıxarın. Partlayışların qarşısını almaq üçün silindrləri istidən qoruyun.

Plan:

Kəşf tarixi

Adın mənşəyi

Təbiətdə olmaq

Qəbz

Fiziki xassələri

Kimyəvi xassələri

Ərizə

10. İzotoplar

oksigen

oksigen- 16-cı qrupun elementi (köhnəlmiş təsnifata görə - VI qrupun əsas yarımqrupu), D.İ.Mendeleyevin kimyəvi elementlərinin dövri sisteminin ikinci dövrü, atom nömrəsi 8. O işarəsi ilə işarələnmiş (lat. Oxygenium) . Oksigen kimyəvi cəhətdən aktiv qeyri-metaldır və xalkogenlər qrupundan ən yüngül elementdir. Sadə maddə oksigen(CAS nömrəsi: 7782-44-7) normal şəraitdə rəngsiz, dadsız və qoxusuz qazdır, molekulu iki oksigen atomundan ibarətdir (formula O 2) və buna görə də ona dioksigen də deyirlər.Maye oksigen işıqlıdır. mavi rəng, bərk kristallar isə açıq mavi rəngdədir.

Oksigenin digər allotropik formaları da var, məsələn, ozon (CAS nömrəsi: 10028-15-6) - normal şəraitdə molekulu üç oksigen atomundan ibarət olan xüsusi qoxu olan mavi qaz (formula O 3).

Kəşf tarixi

Rəsmi olaraq oksigenin ingilis kimyaçısı Cozef Pristli tərəfindən 1774-cü il avqustun 1-də civə oksidinin hermetik şəkildə bağlanmış qabda parçalanması yolu ilə kəşf edildiyinə inanılır (Priestli güclü lensdən istifadə edərək günəş işığını bu birləşməyə yönəltdi).

Lakin Priestli əvvəlcə yeni sadə maddə kəşf etdiyini dərk etmədi, o, havanın tərkib hissələrindən birini təcrid etdiyinə inanırdı (və bu qazı “deflogistik hava” adlandırırdı). Priestley öz kəşfini görkəmli fransız kimyaçısı Antuan Lavuazyeyə bildirdi. 1775-ci ildə A.Lavoisier müəyyən etdi ki, oksigen havanın, turşuların tərkib hissəsidir və bir çox maddələrin tərkibində olur.

Bir neçə il əvvəl (1771-ci ildə) oksigeni isveçli kimyaçı Karl Scheele əldə etdi. O, selitranı kükürd turşusu ilə kalsine etdi və sonra yaranan azot oksidini parçaladı. Scheele bu qazı "atəş havası" adlandırdı və 1777-ci ildə nəşr olunan bir kitabda kəşfini təsvir etdi (məhz bu kitab Priestlinin kəşfini elan etdiyi vaxtdan gec nəşr olunduğuna görə, sonuncu oksigenin kəşfçisi hesab olunur). Scheele də öz təcrübəsini Lavoisierə bildirdi.

Oksigenin kəşfinə töhfə verən mühüm addım civənin oksidləşməsi və onun oksidinin sonrakı parçalanması ilə bağlı əsərlər nəşr etdirən fransız kimyaçısı Pyer Bayenin işi oldu.

Nəhayət, A.Lavoisier Priestley və Scheele-nin məlumatlarından istifadə edərək, nəticədə yaranan qazın təbiətini anladı. Onun işi çox böyük əhəmiyyət kəsb edirdi, çünki onun sayəsində o dövrdə hakim olan və kimyanın inkişafına mane olan floqiston nəzəriyyəsi alt-üst oldu. Lavoisier müxtəlif maddələrin yanması ilə bağlı təcrübələr apardı və yandırılmış elementlərin çəkisi ilə bağlı nəticələr dərc edərək floqiston nəzəriyyəsini təkzib etdi. Külün çəkisi elementin ilkin çəkisini aşdı, bu da Lavoisierə yanma zamanı maddənin kimyəvi reaksiyasının (oksidləşməsinin) baş verdiyini və buna görə də orijinal maddənin kütləsinin artdığını iddia etmək hüququ verdi, bu da flogiston nəzəriyyəsini təkzib edir. .

Beləliklə, oksigenin kəşfi üçün kredit əslində Priestley, Scheele və Lavoisier arasında bölüşdürülür.

Adın mənşəyi

Oksigen sözü (19-cu əsrin əvvəllərində “turşu məhlulu” da adlandırılır) rus dilində yaranmasını müəyyən dərəcədə digər neologizmlərlə birlikdə “turşu” sözünü təqdim edən M.V.Lomonosova borcludur; Beləliklə, "oksigen" sözü, öz növbəsində, A. Lavoisier (qədim yunan ὀξύς - "turş" və γεννάω - "doğuş") tərəfindən təklif olunan "oksigen" (fransız oxygène) termininin izi idi. orijinal mənası ilə əlaqəli olan "turşu yaradan" kimi tərcümə olunur - "turşu", əvvəllər müasir beynəlxalq nomenklaturaya görə oksidlər adlanan maddələr deməkdir.

Təbiətdə olmaq

Oksigen Yer üzündə ən çox yayılmış elementdir; onun payı (müxtəlif birləşmələrdə, əsasən silikatlarda) bərk yer qabığının kütləsinin təxminən 47,4%-ni təşkil edir. Dəniz və şirin sularda çox miqdarda bağlı oksigen var - 88,8% (kütləvi), atmosferdə sərbəst oksigenin miqdarı həcmcə 20,95% və kütlə ilə 23,12% təşkil edir. Yer qabığındakı 1500-dən çox birləşmənin tərkibində oksigen var.

Oksigen bir çox üzvi maddələrin bir hissəsidir və bütün canlı hüceyrələrdə mövcuddur. Canlı hüceyrələrdə atomların sayına görə təxminən 25%, kütlə payına görə isə təxminən 65% təşkil edir.

Qəbz

Hazırda sənayedə oksigen havadan alınır. Oksigen istehsalının əsas sənaye üsulu kriogen rektifikasiyadır. Membran texnologiyası əsasında işləyən oksigen qurğuları da yaxşı tanınır və sənayedə uğurla istifadə olunur.

Laboratoriyalarda təxminən 15 MPa təzyiq altında polad silindrlərdə verilən sənaye üsulu ilə istehsal olunan oksigen istifadə olunur.

Kalium permanganat KMnO 4-ü qızdırmaqla kiçik miqdarda oksigen əldə etmək olar:

Manqan (IV) oksidin iştirakı ilə hidrogen peroksidin H2O2-nin katalitik parçalanması reaksiyasından da istifadə olunur:

Oksigeni kalium xloratın (Berthollet duzu) KClO 3-ün katalitik parçalanması ilə əldə etmək olar:

Oksigen əldə etmək üçün laboratoriya üsullarına qələvilərin sulu məhlullarının elektroliz üsulu, həmçinin civə (II) oksidinin parçalanması (t = 100 ° C-də) daxildir:

Sualtı qayıqlarda adətən insanlar tərəfindən çıxarılan natrium peroksid və karbon qazının reaksiyası nəticəsində əldə edilir:

Fiziki xassələri

Dünya okeanlarında həll olunmuş O2-nin tərkibi soyuq suda daha çox, isti suda isə azdır.

Normal şəraitdə oksigen rəngi, dadı və qoxusu olmayan bir qazdır.

Onun 1 litrinin kütləsi 1,429 qr.Havadan bir qədər ağırdır. Suda (0 °C-də 4,9 ml/100 q, 50 °C-də 2,09 ml/100 q) və spirtdə (25 °C-də 2,78 ml/100 q) az həll olunur. Ərinmiş gümüşdə yaxşı həll olunur (961 ° C-də 1 həcm Ag-də 22 həcm O 2). Atomlararası məsafə - 0,12074 nm. Paramaqnitdir.

Qaz halında olan oksigen qızdırıldıqda onun atomlara geri dönən dissosiasiyası baş verir: 2000 °C-də - 0,03%, 2600 °C-də - 1%, 4000 °C-də - 59%, 6000 °C - 99,5%.

Maye oksigen (qaynama nöqtəsi -182,98 °C) açıq mavi mayedir.

O2 faza diaqramı

Bərk oksigen (ərimə nöqtəsi -218,35°C) - mavi kristallar. 6 kristal faza məlumdur, onlardan üçü 1 atm təzyiqdə mövcuddur:

α-O 2 - 23,65 K-dən aşağı temperaturda mövcuddur; parlaq göy kristallar monoklinik sistemə aiddir, hüceyrə parametrləri a=5,403 Å, b=3,429 Å, c=5,086 Å; β=132,53°.

β-O 2 - 23,65 ilə 43,65 K arasında olan temperatur diapazonunda mövcuddur; solğun mavi kristallar (artan təzyiqlə rəng çəhrayı olur) rombedral qəfəsə malikdir, hüceyrə parametrləri a=4,21 Å, α=46,25°-dir.

γ-O 2 - 43,65 ilə 54,21 K arasında olan temperaturlarda mövcuddur; solğun mavi kristallar kub simmetriyaya malikdir, qəfəs parametri a=6,83 Å.

Yüksək təzyiqlərdə daha üç faza əmələ gəlir:

δ-O 2 temperatur diapazonu 20-240 K və təzyiq 6-8 GPa, narıncı kristallar;

ε-O 4 təzyiqi 10-dan 96 GPa-a qədər, kristal rəngi tünd qırmızıdan qaraya qədər, monoklinik sistem;

ζ-O n təzyiqi 96 GPa-dan çox, xarakterik metal parıltısı olan metal vəziyyət, aşağı temperaturda super keçirici vəziyyətə çevrilir.

Kimyəvi xassələri

Güclü oksidləşdirici agent, demək olar ki, bütün elementlərlə qarşılıqlı əlaqədə olur, oksidlər əmələ gətirir. Oksidləşmə vəziyyəti −2. Bir qayda olaraq, oksidləşmə reaksiyası istiliyin ayrılması ilə davam edir və artan temperaturla sürətlənir (bax Yanma). Otaq temperaturunda baş verən reaksiyalara misal:

Maksimum oksidləşmə vəziyyətindən az olan elementləri ehtiva edən birləşmələri oksidləşdirir:

Əksər üzvi birləşmələri oksidləşdirir:

Müəyyən şəraitdə üzvi birləşmənin yumşaq oksidləşməsini həyata keçirmək mümkündür:

Oksigen Au və inert qazlardan (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) başqa bütün sadə maddələrlə birbaşa (normal şəraitdə, qızdırma və/və ya katalizatorların iştirakı ilə) reaksiya verir; halogenlərlə reaksiyalar elektrik boşalmasının və ya ultrabənövşəyi radiasiyanın təsiri altında baş verir. Qızılın oksidləri və ağır inert qazlar (Xe, Rn) dolayı yolla əldə edilmişdir. Oksigenin digər elementlərlə bütün iki elementli birləşmələrində oksigen, flüorlu birləşmələr istisna olmaqla, oksidləşdirici maddə rolunu oynayır.

Oksigen oksigen atomunun oksidləşmə vəziyyəti formal olaraq -1-ə bərabər olan peroksidlər əmələ gətirir.

Məsələn, peroksidlər qələvi metalların oksigendə yanması nəticəsində əmələ gəlir:

Bəzi oksidlər oksigeni udur:

A. N. Bax və K. O. Engler tərəfindən hazırlanmış yanma nəzəriyyəsinə görə, oksidləşmə aralıq peroksid birləşməsinin əmələ gəlməsi ilə iki mərhələdə baş verir. Bu aralıq birləşməni təcrid etmək olar, məsələn, yanan hidrogen alovu buzla soyuduqda su ilə birlikdə hidrogen peroksid əmələ gəlir:

Superoksidlərdə oksigen formal olaraq -½ oksidləşmə vəziyyətinə malikdir, yəni iki oksigen atomuna bir elektron (O - 2 ionu). Peroksidləri yüksək təzyiq və temperaturda oksigenlə reaksiyaya salmaqla əldə edilir:

Kalium K, rubidium Rb və sezium Cs oksigenlə reaksiyaya girərək superoksidlər əmələ gətirir:

Dioksigenil ion O 2 +-da oksigen formal olaraq +½ oksidləşmə vəziyyətinə malikdir. Reaksiya nəticəsində əldə edilir:

Oksigen flüoridləri

Oksigen +2 oksidləşmə vəziyyəti OF 2 olan oksigen diflorid, flüorun qələvi məhluldan keçirilməsi ilə hazırlanır:

Oksigen monofluorid (dioksidifluorid), O 2 F 2 qeyri-sabitdir, oksigenin oksidləşmə vəziyyəti +1-dir. Flüor və oksigen qarışığından -196 °C temperaturda parıldayan boşalmada əldə edilir:

Müəyyən bir təzyiq və temperaturda flüor və oksigen qarışığından parıltı boşalması keçirərək, daha yüksək oksigen flüoridlərinin O 3 F 2, O 4 F 2, O 5 F 2 və O 6 F 2 qarışıqları əldə edilir.

Kvant mexaniki hesablamalar triflorohidroxonium ionunun OF 3+ sabit mövcudluğunu proqnozlaşdırır. Əgər bu ion həqiqətən mövcuddursa, onda oksigenin oksidləşmə vəziyyəti +4-ə bərabər olacaqdır.

Oksigen tənəffüs, yanma və çürümə proseslərini dəstəkləyir.

Sərbəst formada element iki allotrop modifikasiyada mövcuddur: O 2 və O 3 (ozon). Pierre Curie və Marie Skłodowska-Curie 1899-cu ildə qurduqları kimi, ionlaşdırıcı şüalanmanın təsiri altında O 2 O 3-ə çevrilir.

Ərizə

Oksigenin sənayedə geniş istifadəsi 20-ci əsrin ortalarında, turboekspanderlərin - maye havanın mayeləşdirilməsi və ayrılması üçün cihazların ixtirasından sonra başladı.

INmetallurgiya

Polad istehsalının və ya tutqun emalının çevirici üsulu oksigenin istifadəsini nəzərdə tutur. Bir çox metallurgiya qurğularında yanacağın daha səmərəli yanması üçün ocaqlarda hava əvəzinə oksigen-hava qarışığı istifadə olunur.

Metalların qaynaqlanması və kəsilməsi

Mavi silindrlərdəki oksigen metalların alovla kəsilməsi və qaynaqlanması üçün geniş istifadə olunur.

Raket yanacağı

Raket yanacağı üçün oksidləşdirici kimi maye oksigen, hidrogen peroksid, azot turşusu və digər oksigenlə zəngin birləşmələr istifadə olunur. Maye oksigen və maye ozonun qarışığı raket yanacağının ən güclü oksidləşdiricilərindən biridir (hidrogen-ozon qarışığının xüsusi impulsu hidrogen-ftor və hidrogen-oksigen ftorid cütləri üçün xüsusi impulsdan çoxdur).

INdərman

Tibbi oksigen 15 MPa (150 atm) qədər təzyiq altında müxtəlif tutumlu mavi rəngli yüksək təzyiqli metal qaz silindrlərində (sıxılmış və ya mayeləşdirilmiş qazlar üçün) saxlanılır və anesteziya avadanlıqlarında tənəffüs qazı qarışıqlarını zənginləşdirmək üçün istifadə olunur. , tənəffüs pozğunluqları zamanı bronxial astmanın hücumunu aradan qaldırmaq, hər hansı mənşəli hipoksiyanı aradan qaldırmaq, dekompressiya xəstəliyi üçün, mədə-bağırsaq traktının patologiyalarını oksigen kokteylləri şəklində müalicə etmək. Fərdi istifadə üçün xüsusi rezinləşdirilmiş qablar - oksigen yastıqları - tibbi oksigenlə silindrlərdən doldurulur. Müxtəlif modellərin və modifikasiyaların oksigen inhalyatorları tarlada və ya xəstəxana şəraitində bir və ya iki qurbanı eyni vaxtda oksigen və ya oksigen-hava qarışığı ilə təmin etmək üçün istifadə olunur. Oksigen inhalyatorunun üstünlüyü, çıxarılan havanın nəmini istifadə edən qaz qarışığının kondensator-nəmləndiricisinin olmasıdır. Silindrdə qalan oksigen miqdarını litrlə hesablamaq üçün atmosferlərdə silindrdəki təzyiq (reduktorun manometrinə uyğun olaraq) adətən silindrin litrlə həcminə vurulur. Məsələn, 2 litr tutumlu bir silindrdə manometr 100 atm oksigen təzyiqini göstərir. Bu vəziyyətdə oksigenin həcmi 100 × 2 = 200 litrdir.

INQida sənayesi

Qida sənayesində oksigen qida əlavəsi E948, yanacaq və qablaşdırma qazı kimi qeydə alınıb.

INkimya sənayesi

Kimya sənayesində oksigen oksidləşdirici vasitə kimi çoxsaylı sintezlərdə, məsələn, karbohidrogenlərin oksigen tərkibli birləşmələrə (spirtlər, aldehidlər, turşular), ammonyakın azot oksidlərinə oksidləşməsi, azot turşusu istehsalında istifadə olunur. Oksidləşmə zamanı inkişaf edən yüksək temperaturlara görə, sonuncular tez-tez yanma rejimində həyata keçirilir.

INKənd təsərrüfatı

İstixana təsərrüfatında, oksigen kokteyllərinin hazırlanmasında, heyvanlarda çəki artımında, balıqçılıqda su mühitinin oksigenlə zənginləşdirilməsində.

Oksigenin bioloji rolu

Bomba sığınacağında təcili oksigen təchizatı

Canlıların əksəriyyəti (aeroblar) havadan oksigeni nəfəs alır. Oksigen tibbdə geniş istifadə olunur. Ürək-damar xəstəlikləri zamanı metabolik prosesləri yaxşılaşdırmaq üçün mədəyə oksigen köpüyü (“oksigen kokteyli”) yeridilir. Oksigenin subkutan administrasiyası trofik xoralar, fillər, qanqrenlər və digər ciddi xəstəliklər üçün istifadə olunur. Ozonun süni zənginləşdirilməsi havanı dezinfeksiya etmək və dezodorasiya etmək və içməli suyun təmizlənməsi üçün istifadə olunur. Radioaktiv oksigen izotopu 15 O qan axını sürətini və ağciyər ventilyasiyasını öyrənmək üçün istifadə olunur.

Zəhərli oksigen törəmələri

Tək oksigen, hidrogen peroksid, superoksid, ozon və hidroksil radikal kimi bəzi oksigen törəmələri (reaktiv oksigen növləri adlanır) yüksək dərəcədə zəhərlidir. Onlar oksigenin aktivləşməsi və ya qismən azalması prosesi zamanı əmələ gəlir. Superoksid (superoksid radikalı), hidrogen peroksid və hidroksil radikalı insan və heyvanların hüceyrə və toxumalarında əmələ gələrək oksidləşdirici stress yarada bilər.

İzotoplar

Oksigenin üç sabit izotopu var: 16 O, 17 O və 18 O, onların orta məzmunu Yerdəki oksigen atomlarının ümumi sayının müvafiq olaraq 99,759%, 0,037% və 0,204% təşkil edir. İzotopların qarışığında onların ən yüngülünün 16 O-nun kəskin üstünlük təşkil etməsi 16 O atomunun nüvəsinin 8 proton və 8 neytrondan (doldurulmuş neytron və proton qabıqları olan qoşa sehrli nüvə) ibarət olması ilə bağlıdır. Və belə nüvələr, atom nüvəsinin quruluşu nəzəriyyəsindən göründüyü kimi, xüsusilə sabitdir.

Kütləvi nömrələri 12 O-dan 24 O-a qədər olan oksigenin radioaktiv izotopları da məlumdur.Oksigenin bütün radioaktiv izotoplarının yarı ömrü qısadır, onlardan ən uzunömürlü olanı 15 O-dur, yarımparçalanma müddəti ~120 s. Ən qısa ömürlü izotop 12 O-nun yarımxaricolma dövrü 5,8·10−22 s-dir.

Bu məqalədə ümumiləşdirilmiş "Oksigendən istifadə" mövzusunda hesabat, bu görünməz maddənin inanılmaz faydalar gətirdiyi sənaye sahələri haqqında məlumat verəcəkdir.

Oksigen istifadəsi haqqında mesaj

Oksigen planetdəki bütün canlı orqanizmlərin həyatının və kimyəvi proseslərin ayrılmaz hissəsidir. Bu yazıda oksigenin ən ümumi istifadələrinə baxacağıq:

Tibbdə oksigenin istifadəsi

Bu sahədə son dərəcə vacibdir: kimyəvi element nəfəs almaqda çətinlik çəkən insanların həyatını dəstəkləmək və müəyyən xəstəliklərin müalicəsi üçün istifadə olunur. Maraqlıdır ki, normal təzyiqdə uzun müddət təmiz oksigenlə nəfəs ala bilməzsiniz. Bu sağlamlıq üçün təhlükəsiz deyil.

Şüşə sənayesində oksigenin tətbiqi

Bu kimyəvi element şüşə əritmə sobalarında yanmağı yaxşılaşdıran komponent kimi istifadə olunur. Həmçinin, oksigen sayəsində sənaye azot oksidi emissiyalarını həyat üçün təhlükəsiz səviyyəyə qədər azaldır.

Pulpa və kağız sənayesində oksigenin istifadəsi

Bu kimyəvi element alkoqollaşdırma, delignifikasiya və digər proseslərdə istifadə olunur, məsələn:

1. Ağardıcı kağız
2. Drenajların təmizlənməsi
3. İçməli suyun hazırlanması
4. Tullantıların yandırılması zavodlarının yanmasının intensivləşdirilməsi
5. Təkərlərin təkrar emalı

Oksigenin aviasiyada tətbiqi

İnsan oksigensiz atmosferdən kənarda nəfəs ala bilmədiyi üçün özü ilə bu faydalı elementi də götürməlidir. Süni şəkildə istehsal olunan oksigen insanlar tərəfindən yad mühitdə nəfəs almaq üçün istifadə olunur: uçuşlar zamanı aviasiyada, kosmik gəmilərdə.

Təbiətdə oksigenin istifadəsi

Təbiətdə oksigen dövrü var: fotosintez prosesində bitkilər işıqda karbon qazını və suyu üzvi birləşmələrə çevirir. Bu proses oksigenin sərbəst buraxılması ilə xarakterizə olunur. İnsanlar və heyvanlar kimi bitkilər də gecələr atmosferdən oksigeni istehlak edirlər. Təbiətdəki oksigen dövranı insanların və heyvanların oksigeni, bitkilərin isə gündüzlər istehsal edib gecələr istehlak etməsi ilə müəyyən edilir.

Metallurgiyada oksigenin tətbiqi

Kimya və metallurgiya sənayesi atmosfer oksigeninə deyil, təmiz oksigenə ehtiyac duyur. Hər il dünya üzrə müəssisələr bu kimyəvi elementdən 80 milyon tondan çox alır. Metal qırıntılarından və çuqundan polad istehsalı prosesində istifadə olunur.

Maşınqayırmada oksigenin istifadəsi nədir?

İnşaat və maşınqayırmada metalların kəsilməsi və qaynaqlanması üçün istifadə olunur. Bu proseslər yüksək temperaturda aparılır.

Həyatda oksigendən istifadə

Həyatda bir insan oksigendən müxtəlif sahələrdə istifadə edir, məsələn:

1. Hovuz təsərrüfatlarında balıq yetişdirmək (su oksigenlə doyurulur).
2. Qida istehsalı zamanı suyun təmizlənməsi.
3. Anbarların və istehsal sahələrinin oksigenlə dezinfeksiya edilməsi.
4. Heyvanların kökəlmələri üçün oksigen kokteyllərinin hazırlanması.

İnsanın elektrik enerjisində oksigendən istifadəsi

Neft, təbii qaz və ya kömürlə işləyən istilik və elektrik stansiyaları yanacağı yandırmaq üçün oksigendən istifadə edir. Onsuz, bütün sənaye istehsal müəssisələri sadəcə işləməzdi.