산소 주제에 대해보고하십시오. 화학적 및 물리적 특성, 산소의 응용 및 생산

산소는 멘델레예프 주기율표 VI족의 화학 원소이며 지각(질량의 47%)에서 가장 흔한 원소입니다. 산소는 거의 모든 살아있는 유기체에 필수적인 요소입니다. 이 기사에서 산소의 기능과 용도에 대해 자세히 알아보세요.

일반 정보

산소는 무색, 무미, 무취의 기체로 물에 잘 녹지 않습니다. 그것은 물, 광물, 암석의 일부입니다. 광합성 과정을 통해 유리 산소가 형성됩니다. 산소는 인간의 삶에서 가장 중요한 역할을 합니다. 우선, 살아있는 유기체의 호흡에는 산소가 필요합니다. 또한 죽은 동식물의 분해 과정에도 참여합니다.

공기에는 부피 기준으로 약 20.95%의 산소가 포함되어 있습니다. 수권에는 질량 기준으로 거의 86%의 산소가 포함되어 있습니다.

산소는 두 명의 과학자가 동시에 얻었지만 서로 독립적으로 수행했습니다. 스웨덴의 K. Scheele는 초석과 기타 물질을 소성하여 산소를 얻었고, 영국인 J. Priestley는 산화수은을 가열하여 산소를 얻었습니다.

쌀. 1. 산화수은으로부터 산소 얻기

산업에서의 산소 사용

산소의 적용 분야는 광범위합니다.

야금에서는 고철과 주철에서 얻어지는 강철을 생산하는 데 필요합니다. 많은 야금 공장에서는 더 나은 연료 연소를 위해 산소가 풍부한 공기가 사용됩니다.

항공에서 산소는 로켓 엔진의 연료 산화제로 사용됩니다. 우주로의 비행이나 대기가 없는 상황에서도 필요합니다.

기계공학 분야에서 산소는 금속을 절단하고 용접하는 데 매우 중요합니다. 금속을 녹이려면 금속 파이프로 구성된 특수 버너가 필요합니다. 이 두 파이프는 서로 삽입됩니다. 그들 사이의 여유 공간은 아세틸렌으로 채워져 점화됩니다. 이때 내부 튜브를 통해 산소가 방출됩니다. 산소와 아세틸렌은 모두 가압 실린더에서 공급됩니다. 불꽃이 형성되고 그 온도는 2000도에 이릅니다. 이 온도에서는 거의 모든 금속이 녹습니다.

쌀. 2. 아세틸렌 토치

펄프 및 제지 산업에서 산소의 사용은 매우 중요합니다. 이는 종이 표백, 알코올화 및 셀룰로오스에서 과잉 성분을 세척하는 데 사용됩니다(탈리그닌화).

화학 산업에서는 산소가 시약으로 사용됩니다.

폭발물을 생성하려면 액체 산소가 필요합니다. 액체산소는 공기를 액화시킨 뒤 질소와 산소를 분리해 생산된다.

자연과 인간의 삶에서 산소의 이용

산소는 인간과 동물의 삶에서 가장 중요한 역할을 합니다. 광합성 덕분에 지구에는 자유 산소가 존재합니다. 광합성은 이산화탄소와 물의 도움으로 빛 속에서 유기물을 형성하는 과정입니다. 이 과정의 결과로 동물과 인간의 생명에 필요한 산소가 생성됩니다. 동물과 인간은 끊임없이 산소를 소비하지만, 식물은 밤에만 산소를 소비하고 낮 동안 생산합니다.

의학에서의 산소 사용

산소는 의학에도 사용됩니다. 특정 질병 중 호흡 곤란에 사용하는 것이 특히 중요합니다. 폐결핵의 기도를 풍부하게 하는 데 사용되며 마취 장비에도 사용됩니다. 의학에서 산소는 기관지 천식과 위장관 질환을 치료하는 데 사용됩니다. 이러한 목적으로 산소 칵테일이 사용됩니다.

또한 매우 중요한 것은 산소 쿠션입니다. 산소로 채워진 고무 용기입니다. 의료용 산소의 개인 사용에 사용됩니다.

4개의 "칼코겐" 원소(즉, "구리 생성")는 주기율표의 VI족(새로운 분류에 따르면 16번째 그룹)의 주요 하위 그룹을 이룹니다. 황, 텔루르, 셀레늄 외에도 산소도 포함됩니다. 지구상에서 가장 흔한 이 원소의 특성과 산소의 사용 및 생산에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

요소 보급

결합된 형태에서 산소는 물의 화학적 구성에 포함됩니다. 그 비율은 약 89%이며 모든 생명체(식물과 동물)의 세포 구성에도 포함됩니다.

공기 중에서 산소는 O2 형태의 자유 상태로 구성의 5분의 1을 차지하고 오존 형태인 O3를 차지합니다.

물리적 특성

산소 O2는 무색, 무미, 무취의 기체입니다. 물에 약간 용해됩니다. 끓는점은 영하 183도이다. 액체 형태의 산소는 파란색을 띠고, 고체 형태의 산소는 파란색 결정을 형성합니다. 산소 결정의 녹는점은 영하 218.7도입니다.

화학적 특성

가열되면 이 원소는 금속 및 비금속의 많은 단순 물질과 반응하여 소위 산화물(산소와 원소의 화합물)을 형성합니다. 원소가 산소와 함께 들어가는 것을 산화라고 합니다.

예를 들어,

4Na + O2= 2Na2O

2. 촉매 역할을 하는 산화망간이 있는 상태에서 가열하면 과산화수소가 분해됩니다.

3. 과망간산 칼륨의 분해를 통해.

산소는 산업계에서 다음과 같은 방식으로 생산됩니다.

1. 기술적인 목적으로 산소는 공기에서 얻어지며, 그 함량은 일반적으로 약 20%입니다. 다섯 번째 부분. 이를 위해 먼저 공기를 연소시켜 약 54%의 액체 산소, 44%의 액체 질소, 2%의 액체 아르곤을 포함하는 혼합물을 생성합니다. 그런 다음 이러한 가스는 액체 산소와 액체 질소의 끓는점 사이의 상대적으로 작은 범위(각각 -183도 및 -198.5도)를 사용하는 증류 공정을 통해 분리됩니다. 질소는 산소보다 먼저 증발하는 것으로 나타났습니다.

현대 장비는 모든 순도의 산소 생산을 보장합니다. 액체 공기를 분리하여 얻은 질소는 그 유도체 합성의 원료로 사용됩니다.

2. 또한 매우 순수한 산소를 생성합니다. 이 방법은 자원이 풍부하고 전기료가 저렴한 국가에서 널리 보급되었습니다.

산소의 적용

산소는 지구 전체의 생명에서 가장 중요한 요소입니다. 대기 중에 포함된 이 가스는 동물과 사람이 그 과정에서 소비합니다.

산소를 얻는 것은 의학, 금속 용접 및 절단, 폭파, 항공(인체 호흡 및 엔진 작동), 야금과 같은 인간 활동 분야에서 매우 중요합니다.

인간의 경제 활동 과정에서 산소는 대량으로 소비됩니다. 예를 들어 천연 가스, 메탄, 석탄, 목재 등 다양한 유형의 연료를 태울 때입니다. 이 모든 과정에서 이것이 형성되며 동시에 자연은 햇빛의 영향을 받아 녹색 식물에서 일어나는 광합성을 사용하여 이 화합물을 자연적으로 결합하는 과정을 제공했습니다. 이 과정의 결과로 포도당이 형성되고, 식물은 이를 조직을 만드는 데 사용합니다.

산소의 광범위한 산업적 사용은 20세기 중반 액화 및 분리 장치인 터보팽창기의 발명 이후 시작되었습니다.
산소의 용도는 매우 다양하며 화학적 특성에 따라 결정됩니다.
화학 및 석유화학 산업.
산소는 시작 반응물을 산화시켜 질산, 산화에틸렌, 산화프로필렌, 염화비닐 및 기타 염기성 화합물을 생성하는 데 사용됩니다. 또한, 폐기물 소각로의 생산성을 높이는 데에도 활용될 수 있습니다.
석유 및 가스 산업.
오일 분해 공정의 생산성 향상, 고옥탄 화합물 처리, 저장소에 주입하여 변위 에너지 증가.
야금 및 광산업.
산소는 전로 철강 생산, 용광로의 산소 분사, 광석에서 금 추출, 합금철 생산, 니켈, 아연, 납, 지르코늄 및 기타 비철 금속 제련, 철 직접 환원, 석판 화재 제거에 사용됩니다. 주조소, 단단한 암석의 화재 시추.
금속 용접 및 절단.
실린더 내의 산소는 금속의 화염 절단 및 용접, 금속의 플라즈마 고정밀 절단에 널리 사용됩니다.
군용 장비.
고압산소실에서는 물 속에서 디젤 엔진을 작동하기 위한 로켓 엔진용 연료입니다.
유리산업.
유리 용해로는 연소를 개선하기 위해 산소를 사용합니다. 또한, 질소산화물 배출을 안전한 수준으로 줄이는데도 사용됩니다.
펄프 및 제지 산업.
산소는 탈리그닌화, 알코올화 및 기타 공정에 사용됩니다.
약.
산소실에서 산소발생기(산소마스크, 베개 등) 보충, 특수한 미기후가 있는 방에서 산소 칵테일 만들기,
석유 파라핀에서 미생물을 키울 때.

안전

산소 작업장 근처에서는 흡연이나 화기를 사용하는 것이 금지되어 있습니다. 허가받지 않은 사람은 공기 중 산소 농도가 높은 지역에 들어가서는 안 됩니다. 공기 중 산소 농도가 높은 실내에서 작업한 후에는 옷을 잘 환기시키는 것이 필요합니다.
도구와 의복에는 기름이나 그리스가 없어야 합니다. 산소와 함께 사용되는 부품은 오일이나 그리스와 접촉해서는 안됩니다.
액체로 작업할 때 산소적절한 장갑, 보안경, 안전화 및 신체 보호 장치를 착용하십시오.
소방. 산소는 연소를 강력하게 촉진하므로 산소 공급 밸브를 빠르게 닫으면 화재의 심각성을 줄일 수 있습니다. 가능하다면 실린더를 안전한 장소로 옮기십시오. 폭발을 방지하려면 실린더를 열로부터 보호하십시오.

계획:

발견의 역사

이름의 유래

자연 속에 존재하기

영수증

물리적 특성

화학적 특성

애플리케이션

10. 동위원소

산소

산소- 16번째 그룹의 요소(오래된 분류에 따르면 - 그룹 VI의 주요 하위 그룹), D.I. Mendeleev의 화학 원소 주기율표의 두 번째 기간, 원자 번호 8. 기호 O(lat. Oxygenium)로 표시됨 . 산소는 화학적으로 활성이 있는 비금속이며 칼코겐 그룹에서 가장 가벼운 원소입니다. 단체 산소(CAS 번호: 7782-44-7) 정상적인 조건에서 무색, 무미, 무취의 가스로, 분자는 두 개의 산소 원자(화학식 O 2)로 구성되어 있으므로 이산소라고도 합니다.액체 산소는 빛을 가지고 있습니다. 파란색이고 고체 결정은 연한 파란색입니다.

예를 들어 오존(CAS 번호: 10028-15-6)과 같은 다른 동소체 형태의 산소가 있습니다. 정상적인 조건에서는 특정 냄새가 나는 청색 가스이며 분자는 3개의 산소 원자(식 O 3)로 구성됩니다.

발견의 역사

1774년 8월 1일 영국의 화학자 조셉 프리스틀리(Joseph Priestley)가 밀봉된 용기에서 산화수은을 분해하여 산소를 발견했다고 공식적으로 알려져 있습니다(프리스틀리는 강력한 렌즈를 사용하여 이 화합물에 햇빛을 비추었습니다).

그러나 Priestley는 처음에는 자신이 새로운 단순 물질을 발견했다는 사실을 깨닫지 못했고 공기의 구성 요소 중 하나를 분리했다고 믿었습니다(그리고 이 가스를 "탈염화 공기"라고 불렀습니다). Priestley는 자신의 발견을 뛰어난 프랑스 화학자 Antoine Lavoisier에게 보고했습니다. 1775년에 A. Lavoisier는 산소가 공기, 산의 구성 요소이며 많은 물질에서 발견된다는 사실을 확립했습니다.

몇 년 전(1771년), 스웨덴의 화학자 칼 셸레(Karl Scheele)가 산소를 얻었습니다. 그는 황산으로 초석을 소성한 다음 생성된 산화질소를 분해했습니다. Scheele는 이 가스를 "불의 공기"라고 불렀고 1777년에 출판된 책에서 자신의 발견을 설명했습니다. (정확히 이 책은 Priestley가 자신의 발견을 발표한 것보다 늦게 출판되었기 때문에 후자는 산소의 발견자로 간주됩니다.) Scheele는 또한 Lavoisier에게 자신의 경험을 보고했습니다.

산소 발견에 기여한 중요한 단계는 프랑스 화학자 피에르 바옌(Pierre Bayen)의 연구였으며, 그는 수은 산화와 그에 따른 산화물 분해에 관한 연구를 발표했습니다.

마지막으로 A. Lavoisier는 Priestley와 Scheele의 정보를 사용하여 최종적으로 생성되는 가스의 특성을 알아냈습니다. 그의 연구는 그 당시 지배적이었고 화학의 발전을 방해했던 플로지스톤 이론이 무너졌기 때문에 매우 중요했습니다. 라부아지에는 다양한 물질의 연소에 대한 실험을 수행하고 플로지스톤 이론을 반박하여 연소된 원소의 무게에 대한 결과를 발표했습니다. 재의 무게는 원소의 원래 무게를 초과하여 Lavoisier는 연소 중에 물질의 화학 반응(산화)이 발생하여 원래 물질의 질량이 증가한다고 주장할 권리를 얻었으며 이는 플로지스톤 이론을 반박합니다. .

따라서 산소 발견에 대한 공로는 실제로 Priestley, Scheele 및 Lavoisier가 공유합니다.

이름의 유래

산소라는 단어(19세기 초에 "산성 용액"이라고도 함)는 다른 신조어와 함께 "산"이라는 단어를 도입한 M.V. Lomonosov에서 어느 정도 러시아어로 등장했습니다. 따라서 "산소"라는 단어는 A. Lavoisier가 제안한 "산소"(프랑스어 oxygène)라는 용어를 추적한 것입니다(고대 그리스어 ὀξύς - "신맛" 및 γεννάΩ - "출산"). 원래 의미인 "산"과 관련된 "산 생성"으로 번역되었으며, 이전에는 현대 국제 명명법에 따라 산화물이라고 불리는 물질을 의미했습니다.

자연 속에 존재하기

산소는 지구상에서 가장 흔한 원소이며, 그 비율(다양한 화합물, 주로 규산염)은 고체 지각 질량의 약 47.4%를 차지합니다. 바다와 담수에는 88.8%(질량 기준)의 엄청난 양의 결합 산소가 포함되어 있으며, 대기 중 유리 산소 함량은 20.95%(부피 기준) 및 23.12%(질량 기준)입니다. 지각에는 1,500개 이상의 화합물이 산소를 함유하고 있습니다.

산소는 많은 유기 물질의 일부이며 모든 살아있는 세포에 존재합니다. 살아있는 세포의 원자 수는 약 25%이고 질량 분율은 약 65%입니다.

영수증

현재 산업계에서는 공기 중에서 산소를 얻습니다. 산소를 생산하는 주요 산업적 방법은 극저온 정류입니다. 멤브레인 기술을 기반으로 운영되는 산소 플랜트도 잘 알려져 있으며 산업계에서 성공적으로 사용되고 있습니다.

실험실에서는 약 15 MPa의 압력 하에서 강철 실린더에 공급되는 산업적으로 생산된 산소를 사용합니다.

과망간산 칼륨 KMnO 4를 가열하면 소량의 산소를 얻을 수 있습니다.

망간(IV) 산화물이 있는 상태에서 과산화수소 H2O2의 촉매 분해 반응도 사용됩니다.

염소산칼륨(베르톨렛 염) KClO 3의 촉매 분해를 통해 산소를 얻을 수 있습니다.

산소를 생산하는 실험실 방법에는 알칼리 수용액의 전기분해 방법과 산화수은(II) 분해 방법(t = 100 °C에서)이 포함됩니다.

잠수함에서는 일반적으로 인간이 내뿜는 과산화나트륨과 이산화탄소의 반응을 통해 얻습니다.

물리적 특성

세계 해양의 용존 O2 함량은 찬물에서 더 많고 따뜻한 물에서는 적습니다.

정상적인 조건에서 산소는 색, 맛, 냄새가 없는 기체입니다.

1리터의 질량은 1.429g으로 공기보다 약간 무겁습니다. 물(0°C에서 4.9ml/100g, 50°C에서 2.09ml/100g) 및 알코올(25°C에서 2.78ml/100g)에 약간 용해됩니다. 용융은 (961 ° C에서 Ag 1 부피에 O 2 22 부피)에 잘 녹습니다. 원자 간 거리 - 0.12074 nm. 상자성입니다.

기체 산소가 가열되면 원자로의 가역적 해리가 발생합니다: 2000°C - 0.03%, 2600°C - 1%, 4000°C - 59%, 6000°C - 99.5%.

액체 산소(끓는점 -182.98 °C)는 연한 파란색 액체입니다.

O2 상태 다이어그램

고체 산소(녹는점 -218.35°C) - 파란색 결정. 6개의 알려진 결정상이 있으며, 그 중 3개는 1atm의 압력에서 존재합니다.

α-O 2 - 23.65K 미만의 온도에서 존재합니다. 밝은 파란색 결정은 단사정계에 속하며, 셀 매개변수 a=5.403 Å, b=3.429 Å, c=5.086 Å; β=132.53°.

β-O 2 - 23.65 ~ 43.65K의 온도 범위에 존재합니다. 연한 파란색 결정(압력이 증가하면 색상이 분홍색으로 변함)은 능면체 격자를 가지며 셀 매개변수 a=4.21 Å, α=46.25°입니다.

γ-O 2 - 43.65 ~ 54.21 K의 온도에서 존재합니다. 옅은 파란색 결정은 입방 대칭을 가지며 격자 매개변수 a=6.83Å입니다.

고압에서는 세 가지 상이 더 ​​형성됩니다.

δ-O 2 온도 범위 20-240 K 및 압력 6-8 GPa, 주황색 결정;

10 ~ 96 GPa의 ε-O 4 압력, 진한 빨간색에서 검정색까지의 결정 색상, 단사정계;

ζ-O 96GPa 이상의 압력을 가하면 특유의 금속광택을 지닌 금속상태로 저온에서는 초전도 상태로 변한다.

화학적 특성

강력한 산화제로서 거의 모든 원소와 상호작용하여 산화물을 형성합니다. 산화 상태 -2. 일반적으로 산화 반응은 열 방출과 함께 진행되고 온도가 증가함에 따라 가속화됩니다(연소 참조). 실온에서 일어나는 반응의 예:

최대 산화 상태보다 낮은 원소를 포함하는 화합물을 산화합니다.

대부분의 유기 화합물을 산화합니다.

특정 조건에서는 유기 화합물의 약한 산화가 가능합니다.

산소는 Au 및 불활성 가스(He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn)를 제외한 모든 단순 물질과 (일반적인 조건에서 가열 및/또는 촉매 존재 하에서) 직접 반응합니다. 할로겐과의 반응은 전기 방전이나 자외선의 영향으로 발생합니다. 금 산화물과 무거운 불활성 가스(Xe, Rn)를 간접적으로 얻었습니다. 산소와 다른 원소의 모든 2원소 화합물에서 산소는 불소와의 화합물을 제외하고 산화제 역할을 합니다.

산소는 공식적으로 -1과 같은 산소 원자의 산화 상태를 갖는 과산화물을 형성합니다.

예를 들어, 과산화물은 산소에서 알칼리 금속이 연소되어 생성됩니다.

일부 산화물은 산소를 흡수합니다.

A. N. Bach와 K. O. Engler가 개발한 연소 이론에 따르면 산화는 중간 과산화물 화합물의 형성과 함께 두 단계로 발생합니다. 이 중간체 화합물은 분리될 수 있습니다. 예를 들어 불타는 수소 불꽃이 얼음으로 냉각되면 과산화수소가 물과 함께 형성됩니다.

초산화물에서 산소는 공식적으로 −½의 산화 상태, 즉 산소 원자 2개당 전자 1개(O − 2 이온)를 갖습니다. 높은 압력과 온도에서 과산화물을 산소와 반응시켜 얻습니다.

칼륨 K, 루비듐 Rb 및 세슘 Cs는 산소와 반응하여 과산화물을 형성합니다.

디옥시게닐 이온 O 2 +에서 산소는 공식적으로 +½의 산화 상태를 갖습니다. 반응에 의해 획득됨:

불화산소

산소 +2의 OF 2 산화 상태인 이불화산소는 불소를 알칼리 용액에 통과시켜 제조됩니다.

일불화산소(디옥시디플루오라이드), O 2 F 2는 불안정하고 산소의 산화 상태는 +1입니다. -196 °C의 온도에서 글로우 방전으로 불소와 산소의 혼합물에서 얻습니다.

특정 압력과 온도에서 불소와 산소의 혼합물을 통해 글로우 방전을 통과시킴으로써 더 높은 수준의 불화산소 O 3 F 2, O 4 F 2, O 5 F 2 및 O 6 F 2의 혼합물이 얻어집니다.

양자 역학 계산은 트리플루오로하이드록소늄 이온 OF 3 +의 안정적인 존재를 예측합니다. 이 이온이 실제로 존재한다면 그 안에 있는 산소의 산화 상태는 +4가 될 것입니다.

산소는 호흡, 연소 및 부패 과정을 지원합니다.

자유 형태에서 이 원소는 O 2와 O 3(오존)이라는 두 가지 동소체 변형으로 존재합니다. 1899년 Pierre Curie와 Marie Skłodowska-Curie가 설립한 것처럼 전리 방사선의 영향으로 O 2 가 O 3 로 변합니다.

애플리케이션

산소의 광범위한 산업적 사용은 액체 공기를 액화하고 분리하는 장치인 터보팽창기(turboexpanders)가 발명된 20세기 중반에 시작되었습니다.

안에야금

철강 생산 또는 무광택 가공의 전환 방법에는 산소 사용이 포함됩니다. 많은 야금 장치에서는 보다 효율적인 연료 연소를 위해 버너의 공기 대신 산소-공기 혼합물이 사용됩니다.

금속 용접 및 절단

파란색 실린더의 산소는 화염 절단 및 금속 용접에 널리 사용됩니다.

로켓 연료

액체 산소, 과산화수소, 질산 및 기타 산소가 풍부한 화합물은 로켓 연료의 산화제로 사용됩니다. 액체 산소와 액체 오존의 혼합물은 로켓 연료의 가장 강력한 산화제 중 하나입니다(수소-오존 혼합물의 특정 충격량은 수소-불소 및 수소-불화수소 쌍의 특정 충격량을 초과합니다).

안에약

의료용 산소는 최대 15MPa(150atm)의 압력 하에서 1.2~10.0리터의 다양한 용량을 갖춘 파란색의 고압 금속 가스 실린더(압축 또는 액화 가스용)에 저장되며 마취 장비의 호흡 가스 혼합물을 농축하는 데 사용됩니다. , 호흡 장애, 기관지 천식 발작 완화, 모든 원인의 저산소증 제거, 감압병, 산소 칵테일 형태로 위장관 병리 치료. 개인용으로 특수 고무 용기(산소 쿠션)는 의료용 산소가 담긴 실린더로 채워져 있습니다. 다양한 모델과 변형의 산소 흡입기는 현장이나 병원 환경에서 한두 명의 피해자에게 동시에 산소 또는 산소-공기 혼합물을 공급하는 데 사용됩니다. 산소 흡입기의 장점은 내쉬는 공기의 수분을 사용하는 가스 혼합물의 응축기-가습기가 있다는 것입니다. 실린더에 남아있는 산소량(리터)을 계산하려면 일반적으로 실린더의 대기압(감속기 압력계에 따름)에 실린더 용량(리터)을 곱합니다. 예를 들어, 2리터 용량의 실린더에서 압력 게이지는 100atm의 산소 압력을 표시합니다. 이 경우 산소의 양은 100×2=200리터이다.

안에음식 산업

식품 산업에서 산소는 추진제 및 포장 가스로서 식품 첨가물 E948로 등록되어 있습니다.

안에화학 산업

화학 산업에서 산소는 수많은 합성에서 산화제로 사용됩니다. 예를 들어 질산 생산에서 탄화수소를 산소 함유 화합물(알코올, 알데히드, 산)로 산화하고, 암모니아를 질소 산화물로 산화하는 경우입니다. 산화 중에 발생하는 고온으로 인해 후자는 종종 연소 모드에서 수행됩니다.

안에농업

온실 양식에서 산소 칵테일 제조, 동물의 체중 증가, 양어장에서 산소로 수생 환경을 풍부하게 하기 위해 사용됩니다.

산소의 생물학적 역할

방공호에 비상 산소 공급

대부분의 생명체(호기성 생물)는 공기 중에서 산소를 호흡합니다. 산소는 의학에서 널리 사용됩니다. 심혈관 질환의 경우 대사 과정을 개선하기 위해 산소 거품(“산소 칵테일”)을 위에 주입합니다. 산소의 피하 투여는 영양성 궤양, 상피증, 괴저 및 기타 심각한 질병에 사용됩니다. 인공 오존 농축은 공기를 소독, 탈취하고 식수를 정화하는 데 사용됩니다. 방사성 산소 동위원소 15 O는 혈류 속도와 폐 환기를 연구하는 데 사용됩니다.

독성산소 유도체

일중항 산소, 과산화수소, 과산화물, 오존 및 수산기 라디칼과 같은 일부 산소 유도체(소위 활성 산소종)는 독성이 매우 높습니다. 이는 산소의 활성화 또는 부분 환원 과정에서 형성됩니다. 과산화물(과산화물 라디칼), 과산화수소 및 하이드록실 라디칼은 인간과 동물의 세포와 조직에서 형성되어 산화 스트레스를 유발할 수 있습니다.

동위원소

산소에는 16O, 17O 및 18O의 세 가지 안정 동위원소가 있으며, 평균 함량은 각각 지구상의 총 산소 원자 수의 99.759%, 0.037% 및 0.204%입니다. 동위원소 혼합물에서 가장 가벼운 16O의 급격한 우세는 16O 원자의 핵이 8개의 양성자와 8개의 중성자(중성자와 양성자 껍질로 채워진 이중 마법 핵)로 구성되어 있다는 사실에 기인합니다. 그리고 원자핵 구조 이론에 따르면 그러한 핵은 특히 안정적입니다.

질량수가 12O에서 24O까지인 산소의 방사성 동위원소도 알려져 있습니다.모든 산소의 방사성 동위원소는 반감기가 짧고, 가장 긴 것은 15O이며 반감기는 ~120초입니다. 수명이 가장 짧은 동위원소 12O의 반감기는 5.8·10−22초입니다.

이 기사에 요약된 "산소의 사용"이라는 주제에 대한 보고서는 이 보이지 않는 물질이 놀라운 이점을 가져오는 산업 분야에 대해 설명합니다.

산소 사용에 관한 메시지

산소는 지구상의 모든 생명체와 화학 과정의 생명에 없어서는 안될 부분입니다. 이 기사에서는 산소의 가장 일반적인 용도를 살펴보겠습니다.

의학에서의 산소 사용

이 분야에서는 화학 원소가 호흡 곤란으로 고통받는 사람들의 생명을 지원하고 특정 질병을 치료하는 데 사용되는 것이 매우 중요합니다. 정상적인 압력에서는 오랫동안 순수한 산소를 호흡할 수 없다는 점은 주목할 만합니다. 이는 건강에 안전하지 않습니다.

유리 산업에서의 산소 활용

이 화학 원소는 유리 용해로에서 연소를 개선하는 성분으로 사용됩니다. 또한 산소 덕분에 업계는 질소산화물 배출을 생명에 안전한 수준으로 줄입니다.

펄프 및 제지 산업에서의 산소 사용

이 화학 원소는 알코올화, 리그닌 제거 및 다음과 같은 기타 공정에 사용됩니다.

1. 미백지
2. 배수구 청소
3. 식수의 준비
4. 폐기물 소각로의 연소 강화
5. 타이어 재활용

항공에서의 산소 응용

사람은 산소 없이는 대기 밖에서 숨을 쉴 수 없기 때문에 이 유용한 요소를 공급받아야 합니다. 인공적으로 생산된 산소는 비행 중 항공, 우주선 등 외계 환경에서 호흡을 위해 사람들이 사용합니다.

자연에서의 산소 이용

자연에는 산소 순환이 있습니다. 광합성 과정에서 식물은 빛 속에서 이산화탄소와 물을 유기 화합물로 전환합니다. 이 과정은 산소 방출이 특징입니다. 인간이나 동물과 마찬가지로 식물도 밤에 대기 중 산소를 소비합니다. 자연의 산소 순환은 인간과 동물이 산소를 소비하고, 식물은 낮에 산소를 생산하고 밤에 소비한다는 사실에 의해 결정됩니다.

야금에 산소 응용

화학 및 야금 산업에는 대기 산소가 아닌 순수한 산소가 필요합니다. 매년 전 세계 기업은 8천만 톤 이상의 이 화학 원소를 공급받습니다. 고철과 주철로 강철을 생산하는 과정에서 모두 사용됩니다.

기계공학에서 산소의 용도는 무엇입니까?

건설 및 기계 공학에서는 금속 절단 및 용접에 사용됩니다. 이러한 공정은 고온에서 수행됩니다.

생활 속의 산소 이용

인생에서 사람은 다음과 같은 다양한 영역에서 산소를 사용합니다.

1. 연못 양식장에서 물고기를 키우세요(물은 산소로 포화되어 있습니다).
2. 식품 생산 중 수처리.
3. 저장 시설 및 생산 현장을 산소로 소독합니다.
4. 동물의 체중 증가를 위한 산소 칵테일 개발.

전기에서 인간의 산소 사용

석유, 천연가스, 석탄을 사용하는 화력발전소는 연료를 연소하기 위해 산소를 사용합니다. 그것 없이는 모든 산업 생산 공장이 작동하지 않을 것입니다.