Oksijen konusu hakkında rapor verin. Oksijenin kimyasal ve fiziksel özellikleri, uygulanması ve üretimi

Oksijen, Mendeleev'in periyodik tablosunun VI. Grubunun kimyasal bir elementidir ve yer kabuğundaki en yaygın elementtir (kütlesinin %47'si). Oksijen hemen hemen tüm canlı organizmalarda hayati bir elementtir. Bu makalede oksijenin işlevleri ve kullanımları hakkında daha fazla bilgi edinin.

Genel bilgi

Oksijen, suda az çözünen, renksiz, tatsız ve kokusuz bir gazdır. Suyun, minerallerin ve kayaların bir parçasıdır. Fotosentez süreçleriyle serbest oksijen oluşur. Oksijen insan yaşamında en önemli rolü oynar. Öncelikle canlı organizmaların solunumu için oksijen gereklidir. Ayrıca ölü hayvan ve bitkilerin ayrışma süreçlerinde de görev alır.

Hava hacimce yaklaşık %20,95 oksijen içerir. Hidrosfer kütle olarak neredeyse %86 oksijen içerir.

Oksijen iki bilim adamı tarafından aynı anda elde edildi, ancak bunu birbirlerinden bağımsız olarak yaptılar. İsveçli K. Scheele, güherçile ve diğer maddeleri kalsine ederek oksijen elde etti ve İngiliz J. Priestley, cıva oksidi ısıtarak oksijen elde etti.

Pirinç. 1. Cıva oksitten oksijen elde edilmesi

Endüstride oksijen kullanımı

Oksijenin uygulama alanları çok geniştir.

Metalurjide hurda metal ve dökme demirden elde edilen çeliğin üretimi için gereklidir. Birçok metalurji ünitesinde yakıtın daha iyi yanması için oksijenle zenginleştirilmiş hava kullanılır.

Havacılıkta oksijen, roket motorlarında yakıt oksitleyici olarak kullanılır. Uzaya uçuşlarda ve atmosferin olmadığı koşullarda da gereklidir.

Makine mühendisliği alanında metallerin kesilmesi ve kaynaklanması için oksijen çok önemlidir. Metali eritmek için metal borulardan oluşan özel bir brülöre ihtiyacınız vardır. Bu iki boru birbirine geçirilir. Aralarındaki boş alan asetilen ile doldurularak ateşlenir. Bu sırada iç tüpten oksijen salınır. Hem oksijen hem de asetilen basınçlı bir silindirden sağlanır. Sıcaklığı 2000 dereceye ulaşan bir alev oluşur. Bu sıcaklıkta hemen hemen her metal erir.

Pirinç. 2. Asetilen meşalesi

Kağıt hamuru ve kağıt endüstrisinde oksijen kullanımı çok önemlidir. Kağıdın ağartılmasında, alkolizasyonda ve selülozdaki fazla bileşenlerin yıkanması (delignifikasyon) için kullanılır.

Kimya endüstrisinde reaktif olarak oksijen kullanılır.

Patlayıcı oluşturmak için sıvı oksijene ihtiyaç vardır. Sıvı oksijen, havanın sıvılaştırılması ve daha sonra oksijenin nitrojenden ayrılmasıyla üretilir.

Oksijenin doğada ve insan yaşamında kullanımı

Oksijen insan ve hayvanların yaşamında en önemli rolü oynar. Fotosentez sayesinde gezegenimizde serbest oksijen mevcuttur. Fotosentez, karbondioksit ve su yardımıyla ışıkta organik madde oluşma sürecidir. Bu işlem sonucunda hayvanların ve insanların yaşamı için gerekli olan oksijen üretilir. Hayvanlar ve insanlar sürekli oksijen tüketirler, ancak bitkiler oksijeni yalnızca geceleri tüketir ve gündüzleri üretirler.

Oksijenin tıpta kullanımı

Oksijen tıpta da kullanılır. Kullanımı özellikle bazı hastalıklar sırasında nefes almada zorluk için önemlidir. Akciğer tüberkülozunda hava yollarını zenginleştirmek amacıyla kullanıldığı gibi anestezi ekipmanlarında da kullanılmaktadır. Tıpta oksijen, bronşiyal astımı ve gastrointestinal sistem hastalıklarını tedavi etmek için kullanılır. Bu amaçlar için oksijen kokteylleri kullanılır.

Oksijen yastıkları da büyük önem taşıyor - oksijenle dolu kauçuk kaplı bir kap. Tıbbi oksijenin bireysel kullanımı için kullanılır.

Periyodik sistemin VI. grubunun (yeni sınıflandırmaya göre - 16. grup) ana alt grubuna dört "kalkojen" element (yani "bakır doğuran") öncülük eder. Bunlar kükürt, tellür ve selenyumun yanı sıra oksijeni de içerir. Dünya üzerinde en yaygın olan bu elementin özelliklerine, oksijen kullanımına ve üretimine daha yakından bakalım.

Element yaygınlığı

Bağlı formda oksijen, suyun kimyasal bileşimine dahil edilir - yüzdesi yaklaşık% 89'dur ve ayrıca tüm canlıların (bitkiler ve hayvanlar) hücrelerinin bileşiminde bulunur.

Havada oksijen, bileşiminin beşte birini kaplayan O2 formunda ve ozon - O3 formunda serbest durumdadır.

Fiziki ozellikleri

Oksijen O2 renksiz, tatsız ve kokusuz bir gazdır. Suda az çözünür. Kaynama noktası sıfır santigratın 183 derece altındadır. Sıvı halde oksijen mavidir ve katı halde mavi kristaller oluşturur. Oksijen kristallerinin erime noktası sıfır Celsius'un 218,7 derece altındadır.

Kimyasal özellikler

Isıtıldığında, bu element hem metaller hem de metal olmayan birçok basit maddeyle reaksiyona girerek oksitler - oksijenli element bileşikleri - oluşturur. elementlerin oksijenle girdiği olaya oksidasyon denir.

Örneğin,

4Na + O2= 2Na2O

2. Katalizör görevi gören manganez oksit varlığında ısıtıldığında hidrojen peroksitin ayrışması yoluyla.

3. Potasyum permanganatın ayrışması yoluyla.

Oksijen endüstride aşağıdaki yollarla üretilir:

1. Teknik amaçlar için oksijen, normal içeriğinin yaklaşık %20 olduğu havadan elde edilir; beşinci bölüm. Bunu yapmak için önce hava yakılarak yaklaşık %54 sıvı oksijen, %44 sıvı nitrojen ve %2 sıvı argon içeren bir karışım üretilir. Bu gazlar daha sonra, sıvı oksijen ve sıvı nitrojenin kaynama noktaları arasındaki nispeten küçük aralık (sırasıyla eksi 183 ve eksi 198,5 derece) kullanılarak bir damıtma işlemi kullanılarak ayrılır. Azotun oksijenden daha erken buharlaştığı ortaya çıktı.

Modern ekipman, herhangi bir saflık derecesinde oksijen üretimini sağlar. Sıvı havanın ayrıştırılmasıyla elde edilen azot, türevlerinin sentezinde hammadde olarak kullanılır.

2. Ayrıca çok saf oksijen üretir. Bu yöntem, kaynakları zengin ve elektriği ucuz olan ülkelerde yaygınlaştı.

Oksijen uygulaması

Oksijen, tüm gezegenimizin yaşamındaki en önemli unsurdur. Atmosferde bulunan bu gaz, bu süreçte hayvanlar ve insanlar tarafından tüketilmektedir.

Oksijen elde etmek, tıp, metallerin kaynaklanması ve kesilmesi, patlatma, havacılık (insanın nefes alması ve motorun çalışması için) ve metalurji gibi insan faaliyeti alanları için çok önemlidir.

İnsan ekonomik faaliyeti sürecinde oksijen büyük miktarlarda tüketilir - örneğin çeşitli yakıt türlerini yakarken: doğal gaz, metan, kömür, odun. Tüm bu süreçlerde oluşur.Aynı zamanda doğa, güneş ışığının etkisi altında yeşil bitkilerde gerçekleşen fotosentez yoluyla bu bileşiğin doğal olarak bağlanma sürecini sağlamıştır. Bu sürecin bir sonucu olarak, bitkinin daha sonra dokularını oluşturmak için kullandığı glikoz oluşur.

Oksijenin yaygın endüstriyel kullanımı yirminci yüzyılın ortalarında, sıvılaştırma ve ayırma cihazları olan turbo genişleticilerin icat edilmesinden sonra başladı.
Oksijenin kullanımı çok çeşitlidir ve kimyasal özelliklerine dayanmaktadır.
Kimya ve petrokimya endüstrisi.
Oksijen, nitrik asit, etilen oksit, propilen oksit, vinil klorür ve diğer bazik bileşikleri üreterek başlangıç ​​reaktanlarını oksitlemek için kullanılır. Ayrıca atık yakma tesislerinin verimliliğini arttırmak için de kullanılabilir.
Petrol ve gaz endüstrisi.
Petrol kırma işlemlerinin verimliliğinin artırılması, yüksek oktanlı bileşiklerin işlenmesi, yer değiştirme enerjisini artırmak için rezervuara enjeksiyon.
Metalurji ve madencilik endüstrisi.
Oksijen, konvertör çeliği üretiminde, yüksek fırınlarda oksijen patlatmasında, cevherlerden altının çıkarılmasında, ferroalyajların üretiminde, nikel, çinko, kurşun, zirkonyum ve diğer demir dışı metallerin eritilmesinde, demirin doğrudan indirgenmesinde, levhaların yangınla soyulmasında kullanılır. dökümhaneler, sert kayaların yangın sondajı.
Metallerin kaynaklanması ve kesilmesi.
Silindirlerdeki oksijen, metallerin alevle kesilmesi ve kaynaklanması, metallerin yüksek hassasiyetli plazma kesimi için yaygın olarak kullanılır.
Askeri teçhizat.
Hiperbarik odalarda, dizel motorların su altında çalıştırılması için, roket motorları için yakıt.
Cam endüstrisi.
Cam eritme fırınları yanmayı iyileştirmek için oksijen kullanır. Ayrıca nitrojen oksit emisyonlarının güvenli seviyelere indirilmesi amacıyla da kullanılmaktadır.
Kağıt hamuru ve kağıt endüstrisi.
Oksijen delignifikasyon, alkolizasyon ve diğer işlemlerde kullanılır.
İlaç.
Oksijen odalarında, oksijen jeneratörlerinin (oksijen maskeleri, yastıklar vb.) doldurulması, özel mikro iklime sahip odalarda oksijen kokteyllerinin yapılması,
petrol parafinlerinde mikroorganizmalar büyürken.

Emniyet

Oksijen çalışmalarının yakınında sigara içmek veya açık alev kullanmak yasaktır. Havada yüksek oksijen konsantrasyonunun bulunduğu alanlara yetkisiz kişiler girmemelidir. Havada yüksek konsantrasyonda oksijen bulunan bir odada çalıştıktan sonra kıyafetleri iyi havalandırmak gerekir.
Aletler ve giysiler yağ ve gresten arındırılmış olmalıdır. Oksijenle kullanılan hiçbir bileşen yağ veya gresle temas etmemelidir.
Sıvı ile çalışırken oksijen Uygun eldivenler, güvenlik gözlükleri, güvenlik ayakkabıları ve vücut koruması kullanın.
Yangın söndürme. Oksijen, yanmayı güçlü bir şekilde teşvik ettiğinden, oksijen kaynağı vanasının hızla kapatılması yangının şiddetini azaltabilir. Mümkünse silindirleri güvenli bir yere çıkarın. Patlamaları önlemek için silindirleri ısıdan koruyun.

Plan:

Keşif tarihi

İsmin kökeni

Doğada olmak

Fiş

Fiziki ozellikleri

Kimyasal özellikler

Başvuru

10. İzotoplar

Oksijen

Oksijen- 16. grubun elemanı (eski sınıflandırmaya göre - grup VI'nın ana alt grubu), D.I. Mendeleev'in kimyasal elementlerinin periyodik sisteminin ikinci periyodu, atom numarası 8 ile. O sembolüyle gösterilir (enlem. Oksijenyum) . Oksijen kimyasal olarak aktif bir metal olmayan elementtir ve kalkojenler grubunun en hafif elementidir. Basit madde oksijen(CAS numarası: 7782-44-7) normal şartlarda molekülü iki oksijen atomundan oluşan (formül O 2) renksiz, tatsız ve kokusuz bir gazdır ve bu nedenle dioksijen olarak da adlandırılır.Sıvı oksijen hafif bir yapıya sahiptir. mavi renktedir ve katı kristaller açık mavi renktedir.

Oksijenin başka allotropik formları da vardır, örneğin ozon (CAS numarası: 10028-15-6) - normal koşullar altında, molekülü üç oksijen atomundan oluşan (formül O3) belirli bir kokuya sahip mavi bir gazdır.

Keşif tarihi

Oksijenin, 1 Ağustos 1774'te İngiliz kimyager Joseph Priestley tarafından hava geçirmez şekilde kapatılmış bir kapta cıva oksidi ayrıştırarak keşfedildiğine resmen inanılıyor (Priestley, güçlü bir mercek kullanarak güneş ışığını bu bileşiğe yönlendirdi).

Ancak Priestley başlangıçta yeni ve basit bir madde keşfettiğinin farkında değildi; havayı oluşturan parçalardan birini izole ettiğine inanıyordu (ve bu gazı "flojistondan arındırılmış hava" olarak adlandırıyordu). Priestley keşfini seçkin Fransız kimyager Antoine Lavoisier'e bildirdi. 1775 yılında A. Lavoisier, oksijenin havanın, asitlerin bir bileşeni olduğunu ve birçok maddede bulunduğunu tespit etti.

Birkaç yıl önce (1771'de) İsveçli kimyager Karl Scheele tarafından oksijen elde edildi. Güherçileyi sülfürik asitle kalsine etti ve ardından elde edilen nitrik oksidi ayrıştırdı. Scheele bu gazı "ateş havası" olarak adlandırdı ve keşfini 1777'de yayınlanan bir kitapta anlattı (tam da kitabın Priestley'in keşfini duyurduğu tarihten sonra basılması nedeniyle, Priestley oksijenin kaşifi olarak kabul ediliyor). Scheele ayrıca deneyimini Lavoisier'e bildirdi.

Oksijenin keşfine katkıda bulunan önemli bir adım, cıvanın oksidasyonu ve ardından oksidin ayrışması üzerine çalışmalar yayınlayan Fransız kimyager Pierre Bayen'in çalışmasıydı.

Sonunda A. Lavoisier, Priestley ve Scheele'den gelen bilgileri kullanarak ortaya çıkan gazın doğasını nihayet anladı. Çalışması çok büyük önem taşıyordu, çünkü o dönemde egemen olan ve kimyanın gelişmesine engel olan flojiston teorisi devrilmişti. Lavoisier, çeşitli maddelerin yanması üzerine deneyler yaptı ve yanan elementlerin ağırlığına ilişkin sonuçları yayınlayarak flojiston teorisini çürüttü. Külün ağırlığı, elementin orijinal ağırlığını aştı; bu, Lavoisier'e, yanma sırasında maddenin kimyasal reaksiyonunun (oksidasyonunun) meydana geldiğini ve dolayısıyla orijinal maddenin kütlesinin arttığını, bu da flojiston teorisini çürüttüğünü iddia etme hakkını verdi. .

Dolayısıyla oksijenin keşfindeki başarı aslında Priestley, Scheele ve Lavoisier arasında paylaşılıyor.

İsmin kökeni

Oksijen kelimesi (19. yüzyılın başında "asit çözeltisi" olarak da adlandırılır), Rus dilindeki görünümünü bir dereceye kadar diğer neolojizmlerle birlikte "asit" kelimesini tanıtan M.V. Lomonosov'a borçludur; Dolayısıyla, "oksijen" kelimesi, A. Lavoisier (eski Yunanca ὀξύς - "ekşi" ve γεννάω - "doğum yapmak") tarafından önerilen "oksijen" (Fransızca oxygène) teriminin bir kopyasıydı. orijinal anlamı ile ilişkili olan "asit üreten" olarak tercüme edilmiştir - daha önce modern uluslararası terminolojiye göre oksitler olarak adlandırılan maddeler anlamına gelen "asit".

Doğada olmak

Oksijen Dünya üzerindeki en yaygın elementtir; onun payı (çoğunlukla silikatlar olmak üzere çeşitli bileşiklerde) katı yer kabuğunun kütlesinin yaklaşık %47,4'ünü oluşturur. Deniz ve tatlı sular büyük miktarda bağlı oksijen içerir - %88,8 (kütlece), atmosferde serbest oksijen içeriği hacimce %20,95 ve kütlece %23,12'dir. Yer kabuğunda 1.500'den fazla bileşik oksijen içerir.

Oksijen birçok organik maddenin bir parçasıdır ve tüm canlı hücrelerde bulunur. Canlı hücrelerdeki atom sayısı açısından yaklaşık% 25, ​​kütle oranı açısından ise yaklaşık% 65'tir.

Fiş

Şu anda endüstride oksijen havadan elde edilmektedir. Oksijen üretmenin ana endüstriyel yöntemi kriyojenik arıtmadır. Membran teknolojisine dayalı olarak çalışan oksijen tesisleri de endüstride iyi bilinmekte ve başarıyla kullanılmaktadır.

Laboratuvarlar, yaklaşık 15 MPa basınç altında çelik silindirlerde sağlanan, endüstriyel olarak üretilen oksijeni kullanır.

Potasyum permanganat KMnO 4 ısıtılarak az miktarda oksijen elde edilebilir:

Manganez(IV) oksit varlığında hidrojen peroksit H2O2'nin katalitik ayrışmasının reaksiyonu da kullanılır:

Oksijen, potasyum kloratın (Berthollet tuzu) KClO3'ün katalitik ayrışmasıyla elde edilebilir:

Oksijen üretmeye yönelik laboratuvar yöntemleri arasında alkalilerin sulu çözeltilerinin elektrolizi yönteminin yanı sıra cıva(II) oksidin ayrışması (t = 100 °C'de) yer alır:

Denizaltılarda genellikle insanlar tarafından solunan sodyum peroksit ve karbondioksitin reaksiyonuyla elde edilir:

Fiziki ozellikleri

Dünya okyanuslarında çözünmüş O2 içeriği soğuk suda daha fazla, sıcak suda ise daha azdır.

Normal şartlarda oksijen rengi, tadı ve kokusu olmayan bir gazdır.

1 litresi 1.429 gr kütleye sahiptir ve havadan biraz ağırdır. Suda (0 °C'de 4,9 ml/100 g, 50 °C'de 2,09 ml/100 g) ve alkolde (25 °C'de 2,78 ml/100 g) hafifçe çözünür. Erimiş gümüşte iyi çözünür (961 ° C'de 1 hacim Ag'de 22 hacim O2). Atomlar arası mesafe - 0,12074 nm. Paramanyetiktir.

Gaz halindeki oksijen ısıtıldığında, atomlara tersinir ayrışması meydana gelir: 2000 °C - %0,03, 2600 °C - %1, 4000 °C - %59, 6000 °C - %99,5.

Sıvı oksijen (kaynama noktası -182,98 °C) soluk mavi bir sıvıdır.

O2 faz diyagramı

Katı oksijen (erime noktası -218,35°C) - mavi kristaller. Bilinen 6 kristal faz vardır ve bunlardan üçü 1 atm basınçta mevcuttur:

α-O2 - 23,65 K'nin altındaki sıcaklıklarda bulunur; parlak mavi kristaller monoklinik sisteme aittir, hücre parametreleri a=5,403 Å, b=3,429 Å, c=5,086 Å; β=132,53°.

β-O2 - 23,65 ila 43,65 K sıcaklık aralığında bulunur; soluk mavi kristaller (basınç arttıkça renk pembeye döner) eşkenar dörtgen bir kafese sahiptir, hücre parametreleri a=4.21 Å, α=46.25°.

γ-O2 - 43,65 ila 54,21 K arasındaki sıcaklıklarda bulunur; soluk mavi kristaller kübik simetriye sahiptir, kafes parametresi a=6,83 Å.

Yüksek basınçlarda üç faz daha oluşur:

δ-O2 sıcaklık aralığı 20-240 K ve basınç 6-8 GPa, turuncu kristaller;

ε-O4 basıncı 10'dan 96 GPa'ya, kristal rengi koyu kırmızıdan siyaha, monoklinik sistem;

ζ-On basıncı 96 GPa'dan fazla olan, karakteristik metalik parlaklığa sahip metalik bir durum, düşük sıcaklıklarda süper iletken bir duruma dönüşür.

Kimyasal özellikler

Güçlü bir oksitleyici madde, hemen hemen tüm elementlerle etkileşime girerek oksitler oluşturur. Oksidasyon durumu −2. Kural olarak, oksidasyon reaksiyonu ısının açığa çıkmasıyla ilerler ve sıcaklığın artmasıyla hızlanır (bkz. Yanma). Oda sıcaklığında meydana gelen reaksiyonlara örnek:

Maksimum oksidasyon durumundan daha düşük elementler içeren bileşikleri oksitler:

Çoğu organik bileşiği oksitler:

Belirli koşullar altında bir organik bileşiğin hafif oksidasyonunu gerçekleştirmek mümkündür:

Oksijen, Au ve inert gazlar (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) dışındaki tüm basit maddelerle doğrudan (normal koşullar altında, ısıtılarak ve/veya katalizörlerin varlığında) reaksiyona girer; halojenlerle reaksiyonlar, bir elektrik deşarjının veya ultraviyole radyasyonun etkisi altında meydana gelir. Altın oksitler ve ağır inert gazlar (Xe, Rn) dolaylı olarak elde edildi. Oksijenin diğer elementlerle olan tüm iki elementli bileşiklerinde, florlu bileşikler hariç, oksijen oksitleyici bir ajanın rolünü oynar.

Oksijen, oksijen atomunun oksidasyon durumu resmi olarak -1'e eşit olan peroksitler oluşturur.

Örneğin peroksitler, alkali metallerin oksijende yanmasıyla üretilir:

Bazı oksitler oksijeni emer:

A. N. Bach ve K. O. Engler tarafından geliştirilen yanma teorisine göre oksidasyon, bir ara peroksit bileşiğinin oluşmasıyla iki aşamada gerçekleşir. Bu ara bileşik izole edilebilir, örneğin, yanan bir hidrojen alevi buzla soğutulduğunda, su ile birlikte hidrojen peroksit oluşur:

Süperoksitlerde, oksijenin resmi olarak oksidasyon durumu -½'dir, yani iki oksijen atomu (O - 2 iyonu) başına bir elektron. Peroksitlerin yüksek basınç ve sıcaklıkta oksijenle reaksiyona sokulmasıyla elde edilir:

Potasyum K, rubidyum Rb ve sezyum Cs, süperoksitler oluşturmak üzere oksijenle reaksiyona girer:

Dioksijenil iyonu O2+'da oksijen resmi olarak +½ oksidasyon durumuna sahiptir. Reaksiyonla elde edilen:

Oksijen florürler

Oksijen +2'nin OF 2 oksidasyon durumu olan oksijen diflorür, florinin bir alkali çözeltiden geçirilmesiyle hazırlanır:

Oksijen monoflorür (dioksidiflorür), O2F2 kararsızdır, oksijenin oksidasyon durumu +1'dir. -196 °C sıcaklıkta akkor deşarjda flor ve oksijen karışımından elde edildi:

Belirli bir basınç ve sıcaklıkta bir flor ve oksijen karışımından bir akkor deşarjının geçirilmesiyle, daha yüksek oksijen florürleri O3F2, O4F2, O5F2 ve O6F2 karışımları elde edilir.

Kuantum mekaniği hesaplamaları, triflorohidroksonyum iyonu OF3+'nın kararlı varlığını öngörüyor. Bu iyon gerçekten mevcutsa, içindeki oksijenin oksidasyon durumu +4'e eşit olacaktır.

Oksijen solunum, yanma ve çürüme süreçlerini destekler.

Serbest formunda elementin iki allotropik modifikasyonu vardır: O2 ve O3 (ozon). Pierre Curie ve Marie Skłodowska-Curie'nin 1899'da kurduğu gibi, iyonlaştırıcı radyasyonun etkisi altında O2, O3'e dönüşür.

Başvuru

Oksijenin yaygın endüstriyel kullanımı, sıvı havayı sıvılaştırmak ve ayırmak için kullanılan turbo genişleticilerin icat edilmesinden sonra 20. yüzyılın ortalarında başladı.

İÇİNDEmetalurji

Çelik üretiminin veya mat işlemenin dönüştürücü yöntemi, oksijen kullanımını içerir. Birçok metalurji ünitesinde yakıtın daha verimli yanması için brülörlerde hava yerine oksijen-hava karışımı kullanılır.

Metallerin kaynaklanması ve kesilmesi

Mavi silindirlerdeki oksijen, metallerin alevle kesilmesi ve kaynaklanması için yaygın olarak kullanılır.

Roket yakıtı

Roket yakıtı için oksitleyici olarak sıvı oksijen, hidrojen peroksit, nitrik asit ve diğer oksijen açısından zengin bileşikler kullanılır. Sıvı oksijen ve sıvı ozon karışımı, roket yakıtının en güçlü oksitleyicilerinden biridir (hidrojen-ozon karışımının spesifik dürtüsü, hidrojen-flor ve hidrojen-oksijen florür çiftlerinin spesifik dürtüsünü aşar).

İÇİNDEilaç

Tıbbi oksijen, 1,2 ila 10,0 litre arasında çeşitli kapasitelerdeki mavi renkli yüksek basınçlı metal gaz tüplerinde (sıkıştırılmış veya sıvılaştırılmış gazlar için) 15 MPa'ya (150 atm) kadar basınç altında depolanır ve anestezi ekipmanlarındaki solunum gazı karışımlarını zenginleştirmek için kullanılır. Solunum bozukluklarında, bronşiyal astım krizini hafifletmek, herhangi bir kaynaktan gelen hipoksiyi ortadan kaldırmak, dekompresyon hastalığı için, gastrointestinal sistem patolojilerini oksijen kokteylleri şeklinde tedavi etmek için. Bireysel kullanım için, özel kauçuk kaplar - oksijen yastıkları - tıbbi oksijen içeren silindirlerle doldurulur. Çeşitli model ve modifikasyonlara sahip oksijen inhalatörleri, sahada veya hastane ortamında bir veya iki kazazedeye aynı anda oksijen veya oksijen-hava karışımı sağlamak için kullanılır. Bir oksijen inhalatörünün avantajı, verilen havanın nemini kullanan gaz karışımının bir yoğunlaştırıcı-nemlendiricisinin varlığıdır. Silindirde kalan oksijen miktarını litre cinsinden hesaplamak için, atmosfer cinsinden silindirdeki basınç (redüktörün basınç göstergesine göre) genellikle litre cinsinden silindir kapasitesi ile çarpılır. Örneğin 2 litre kapasiteli bir silindirde manometre 100 atm oksijen basıncını gösterir. Bu durumda oksijenin hacmi 100 × 2 = 200 litredir.

İÇİNDEGıda endüstrisi

Gıda endüstrisinde oksijen, gıda katkı maddesi E948, itici gaz ve ambalaj gazı olarak kayıtlıdır.

İÇİNDEkimyasal endüstri

Kimya endüstrisinde oksijen, çok sayıda sentezde oksitleyici bir madde olarak kullanılır; örneğin, nitrik asit üretiminde hidrokarbonların oksijen içeren bileşiklere (alkoller, aldehitler, asitler), amonyağın nitrojen oksitlere oksidasyonu. Oksidasyon sırasında gelişen yüksek sıcaklıklar nedeniyle, oksidasyon genellikle yanma modunda gerçekleştirilir.

İÇİNDEtarım

Seracılıkta, oksijen kokteyli yapımında, hayvanlarda kilo alımında, balık yetiştiriciliğinde su ortamının oksijenle zenginleştirilmesinde.

Oksijenin biyolojik rolü

Bomba sığınağında acil oksijen kaynağı

Çoğu canlı (aerob) havadan oksijen solur. Oksijen tıpta yaygın olarak kullanılmaktadır. Kardiyovasküler hastalıklarda metabolik süreçleri iyileştirmek için mideye oksijen köpüğü (“oksijen kokteyli”) enjekte edilir. Trofik ülserler, fil hastalığı, kangren ve diğer ciddi hastalıklarda deri altı oksijen uygulaması kullanılır. Yapay ozon zenginleştirmesi, havayı dezenfekte etmek ve kokuyu gidermek ve içme suyunu arıtmak için kullanılır. Radyoaktif oksijen izotopu 15 O, kan akış hızını ve pulmoner ventilasyonu incelemek için kullanılır.

Zehirli oksijen türevleri

Singlet oksijen, hidrojen peroksit, süperoksit, ozon ve hidroksil radikali gibi bazı oksijen türevleri (reaktif oksijen türleri olarak adlandırılır) oldukça toksiktir. Oksijenin aktivasyonu veya kısmi indirgenmesi işlemi sırasında oluşurlar. Süperoksit (süperoksit radikali), hidrojen peroksit ve hidroksil radikali insan ve hayvanların hücre ve dokularında oluşarak oksidatif strese neden olabilir.

İzotoplar

Oksijenin üç kararlı izotopu vardır: 16 O, 17 O ve 18 O; ortalama içeriği Dünya'daki toplam oksijen atomu sayısının sırasıyla %99,759, %0,037 ve %0,204'üdür. Bunların en hafifi olan 16 O'nun izotop karışımındaki keskin üstünlüğü, 16 O atomunun çekirdeğinin 8 proton ve 8 nötrondan (dolu nötron ve proton kabuklarına sahip çift sihirli bir çekirdek) oluşmasından kaynaklanmaktadır. Ve atom çekirdeğinin yapısı teorisinden de anlaşılacağı gibi bu tür çekirdekler özellikle kararlıdır.

Kütle numaraları 12 O'dan 24 O'ya kadar olan oksijenin radyoaktif izotopları da bilinmektedir. Oksijenin tüm radyoaktif izotopları kısa bir yarı ömre sahiptir, bunların en uzun ömürlüsü ~120 saniyelik bir yarı ömre sahip 15 O'dur. En kısa ömürlü izotop 12 O'nun yarı ömrü 5,8·10−22 s'dir.

Bu makalede özetlenen “Oksijenin Kullanım Alanları” konulu rapor, size bu görünmez maddenin inanılmaz faydalar sağladığı endüstri alanlarını anlatacak.

Oksijen kullanımıyla ilgili mesaj

Oksijen, gezegendeki tüm canlı organizmaların ve kimyasal süreçlerin yaşamının ayrılmaz bir parçasıdır. Bu yazıda oksijenin en yaygın kullanımlarına bakacağız:

Oksijenin tıpta kullanımı

Bu alanda son derece önemli: Kimyasal element, nefes almada zorluk çeken insanların yaşamını desteklemek ve bazı rahatsızlıkları tedavi etmek için kullanılıyor. Normal basınçta saf oksijeni uzun süre soluyamayacağınız dikkat çekicidir. Bu sağlık açısından güvenli değildir.

Oksijenin cam endüstrisinde uygulanması

Bu kimyasal element, cam eritme fırınlarında yanmayı iyileştiren bir bileşen olarak kullanılır. Ayrıca oksijen sayesinde endüstri nitrojen oksit emisyonlarını yaşam için güvenli bir seviyeye indiriyor.

Kağıt hamuru ve kağıt endüstrisinde oksijen kullanımı

Bu kimyasal element alkolizasyon, delignifikasyon ve diğer işlemlerde kullanılır:

1. Beyazlatma kağıdı
2. Kanalizasyonların temizlenmesi
3. İçme suyunun hazırlanması
4. Atık yakma tesislerinin yakılmasının yoğunlaştırılması
5. Lastik geri dönüşümü

Oksijenin havacılıkta kullanımı

İnsan, oksijen olmadan atmosferin dışında nefes alamayacağından, bu faydalı elementin bir kaynağını da yanına alması gerekir. Yapay olarak üretilen oksijen, insanlar tarafından yabancı bir ortamda nefes almak için kullanılır: havacılıkta uçuş sırasında, uzay gemisinde.

Doğada oksijen kullanımı

Doğada bir oksijen döngüsü vardır: Fotosentez işlemi sırasında bitkiler karbondioksiti ve suyu ışıkta organik bileşiklere dönüştürür. Bu işlem oksijenin salınması ile karakterize edilir. İnsanlar ve hayvanlar gibi bitkiler de geceleri atmosferden oksijen tüketir. Doğadaki oksijen döngüsü, insanların ve hayvanların oksijen tüketmesi, bitkilerin ise bunu gündüz üretip geceleri tüketmesi gerçeğiyle belirlenir.

Metalurjide oksijenin uygulanması

Kimya ve metalurji endüstrileri atmosferik oksijene değil saf oksijene ihtiyaç duyar. Her yıl dünyanın dört bir yanındaki işletmeler bu kimyasal elementten 80 milyon tondan fazla alıyor. Hurda metal ve dökme demirden çelik üretme sürecinde kullanılır.

Makine mühendisliğinde oksijenin kullanımı nedir?

İnşaat ve makine mühendisliğinde metallerin kesilmesi ve kaynaklanması için kullanılır. Bu işlemler yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilir.

Oksijenin hayatta kullanımı

Yaşamda bir kişi oksijeni aşağıdaki gibi çeşitli alanlarda kullanır:

1. Havuz çiftliklerinde balık yetiştirmek (su oksijene doymuştur).
2. Gıda üretimi sırasında suyun arıtılması.
3. Depolama tesislerinin ve üretim tesislerinin oksijenle dezenfeksiyonu.
4. Hayvanların kilo almasını sağlayacak oksijen kokteyllerinin geliştirilmesi.

İnsanların elektrikte oksijen kullanımı

Petrol, doğalgaz veya kömürle çalışan termik ve enerji santralleri yakıtı yakmak için oksijen kullanır. O olmasaydı, tüm endüstriyel üretim tesisleri çalışmazdı.