Suyuq kislorod

Suyuq kislorod ( suy.O₂, LOX^[1] ) kuchli paramagnitlarga tegishli och koʻk rangli suyuqlikdir. Bu kislorodning toʻrtta agregat holatidan biridir. Suyuq kislorod zichligi 1,141 g/sm³ (qaynash temperaturasida) va oʻrtacha kriyogen xossasi muzlash nuqtasida 50,5 K (-222,65 °C) va qaynash nuqtasida 90,188 K (-182,96 °C)ni tashkil qiladi.

Suyuq kislorod kosmik va gaz sanoatida, suv osti kemalarini ishlatishda faol va tibbiyotda keng qoʻllanadi. Odatda sanoat ishlab chiqarishi havoning fraksiyon distillashiga asoslangan. Suyuq agregatsiya holatidan gazsimon holatga oʻtganda kislorodning kengayish nisbati 20 °C da 860:1 ni tashkil qiladi, bu baʼzan tijorat va harbiy samolyotlarda nafas olish uchun kislorod taʼminoti tizimlarida qoʻllanadi. Kislorod kichik hajmli suyuq holatda saqlanadi, kerak boʻlganda esa bugʻlanib, katta hajmdagi gazsimon kislorod hosil qiladi.

Olinishi

Suyuq kislorodning asosiy va deyarli tugamaydigan manbai atmosfera havosi hisoblanadi. Bunda havo suyultiriladi va keyin kislorod va azotga ajratiladi.

Fizik xususiyatlari

Juda past harorat tufayli suyuq kislorod u bilan aloqa qiladigan materiallarda moʻrtlikka olib kelishi mumkin.

Suyuq kislorodning zichligi haroratning pasayishi bilan sezilarli darajada oshadi-90K haroratda 1140 kg/m³ dan 50K haroratda 1330 kg/m³ gacha. Uning bu xossasi bazida raketa-kosmik texnikalarda raketa bakining yoqilgʻi hajmini oshirishds qoʻllanadi. Qaynab turgandan koʻra oʻta sovutilgan suyuq kislorodni raketa bakining hajmini oʻzgartirmasdan 10-15% koʻproq kislorod bilan toʻldirish mumkin. Bu birinchi marta Sovetlarning R-9 ballistik raketalarida ishlatilgan.

Paramagnit xossalari

Suyuq kislorodning paramagnit xossalarining Kyuri qonunidan chetlanishini tushuntirish uchun amerikalik fizik kimyogari G. Lyuis 1924-yilda tetrakislorod molekulasini (O ₄ ) taklif qildi.^[2] Bugungi kunga kelib, Lyuis nazariyasi qisman toʻgʻri deb hisoblanadi: kompyuter simulyatsiyalari _{shuni koʻrsatadiki, barqaror O 4} molekulalari suyuq kislorodda^[3] hosil boʻlmasa-da, O ₂ molekulalari aslida vaqtinchalik O ₂ - O ₂ _{assotsiatsiyasini} hosil qiluvchi qarama-qarshi spinlar bilan juft boʻlib birlashishga moyildir ^[3] .

Kimyoviy xossalari

Suyuq kislorod ham juda kuchli oksidlovchi vositadir: organik moddalar uning muhitida tez yonadi va juda koʻp miqdorda issiqlik chiqadi. Bundan tashqari, ushbu moddalarning baʼzilari suyuq kislorod bilan toʻyingan boʻlsa, oldindan aytib boʻlmaydigan tarzda portlashga moyil boʻladi. Bu koʻpincha neft mahsulotlari, jumladan, asfaltning reaksiya xatti-harakatlarida boʻladi.

Qoʻllanishi

Raketa yoqilgʻisi komponenti

Suyuq kislorod, odatda kerosin bilan birlashtirilgan raketa yoqilgʻilarida keng qoʻllanadigan oksidlovchi komponent hisoblanadi. Kisloroddan foydalanish, bu oksidlovchi raketa dvigatellarida qoʻllanganda olinadigan yuqori oʻziga xos impulsga bogʻliq. Kislorod ishlatiladigan eng arzon yoqilgʻi komponentidir. Birinchi foydalanish Germaniyaning Fau-2 BRsida, keyinchalik Amerikaning "Redstone" BR va Atlas raketalarida, shuningdek, Sovet R-7 KBR-da amalga oshirildi. Suyuq kislorod dastlabki KBRlarda keng qoʻllangan, ammo bu raketalarning keyingi modellari juda past harorat va oksidlovchining qaynab ketishini qoplash uchun muntazam yonilgʻi quyish zarurati tufayli uni ishlatmadi, bu esa tezda ishga tushirishni qiyinlashtiradi. Koʻpgina zamonaviy SRDlar oksidlovchi sifatida suy.kisl. dan foydalanadi, masalan, RD-180, RS-25 .

Portlovchi moddalar yasash

Suyuq kislorod suyuq kislorod bilan singdirilgan boʻshliqli organik materiallar boʻlgan "Oksilikvit" portlovchi moddalarini ishlab chiqarishda ham faol foydalanilgan. Biroq, hozir u xususiyatlarning beqarorligi va koʻp sonli voqealar va baxtsiz hodisalar tufayli kamdan-kam qoʻllanadi.

Saqlash va tashish

Suyuq kislorodli tizimlarda zichlangan qistirma materiallari sifatida past haroratlarda elastikligini yoʻqotmaydigan materiallar: paronit, ftoroplastika, toblangan mis va alyuminiy qoʻllanadi.

Katta miqdordagi suyuq kislorodni saqlash va tashish issiqlik izolyatsiyasi bilan jihozlangan, hajmi bir necha oʻnlab m³ dan 1500 m³ gacha boʻlgan zanglamaydigan poʻlatdan yasalgan idishlarda, shuningdek Deyuara idishlarida amalga oshiriladi. Issiqlik izolyatsiyasining tashqi himoya qoplamasi ham karbonli poʻlatdan tayyorlanishi mumkin. Transport tankerlarining rezervuarlari ham AMts qotishmasidan tayyorlanadi. Vakuum-chang yoki ekran-vakuumli issiqlik izolatsiyasidan foydalanish qaynoq kislorodning kunlik yoʻqotilishini 0,1-0,5% darajasiga (idishning oʻlchamiga qarab) va oʻta sovutilgan haroratning koʻtarilish tezligini kamaytirishga imkon beradi. Kuniga 0,4-0,5 K.

Qaynayotgan kislorodni tashish ochiq gaz chiqarish klapan bilan amalga oshiriladi va oʻta sovutilgan kislorod yopiq ventil bilan kuniga kamida 2 marta bosim nazorati bilan amalga oshiriladi; bosim 0,02 MPa dan ortiq koʻtarilganda vintel ochiladi.

Suyuq azot bilan saqlash

Suyuq azotning qaynash nuqtasi 77 K (-196 °C) dan pastroq va suyuq azotni oʻz ichiga olgan qurilmalar havodagi kislorodni kondensatsiyalashi mumkin. Azotning koʻp qismi bunday qurilmadan bugʻlanganda, suyuq kislorod qoldigʻi havodan bugʻlanishi. organik moddalar bilan kuchli reaksiyaga kirishish xavfi mavjud. Boshqa tomondan, suyuq azot yoki suyuq havo ochiq havoda qoldirilsa, suyuq kislorod bilan toʻyingan boʻlishi mumkin-atmosfera kislorodi unda eriydi, azot esa tezroq bugʻlanadi.

Suyuq kislorod bilan ishlashda xavfsizlik choralari

Kislorod zaharli emas, lekin u bilan ishlashda mumkin boʻlgan sovuqdan himoya qilish uchun himoya vositalaridan foydalanish kerak: yozda-paxta kombinezonlari, qoʻlqoplar, charm etiklar, koʻzoynaklar; qishda-teri bilan qoplangan kigiz etiklar, issiq qoʻlqoplar, koʻzoynaklar.
Kislorod juda tez yonuvchan va hatto kichik termal impuls mavjud boʻlganda ham organik moddalar bilan aloqa qilganda portlovchi hisoblanadi. Havoda zoʻrgʻa yonayotgan termal oʻchoq kislorodli atmosferada yorqin alanga bilan yonadi. Yaqinida tuproqqa suyuq kislorod toʻkilgan joyda chekishning fojiali oqibatlari maʼlum. Kislorodli atmosferada paronit, kauchuk, paxta mato, polietilen va boshqalar kabi materiallarni yoqish uchun ularni faqat 200-300 ° S gacha qizdirish kifoya. Kislorod bilan singdirilgan organik materialning toʻsatdan siqilishi (masalan, suyuq kislorod bilan qoplangan asfaltga ogʻir narsa tushganda) yongʻin va portlashga olib kelishi mumkin. Yog 'bilan aloqa qilganda, kislorod ularning baʼzi tarkibiy qismlari bilan faol endotermik peroksid birikmalarini hosil qilishi mumkin, ularning toʻplanishi portlashga olib kelishi mumkin, shuning uchun kislorodning bunday moddalar bilan aloqasi har qanday holatda, yogʻli kiyimda, yogʻli qoʻllarda yoki asboblarda ishlash mjmkin emas. Suyuq yoki gazsimon kislorod bilan aloqada boʻlgan ish tugagandan soʻng, 20-30 daqiqadan oldin ochiq olovga, tutunga va hokazolarga yaqinlashish taqiqlanadi, chunki kislorod kiyim va sochlarning burmalarida uzoq vaqt saqlanib qolib, yongʻin mavjudligida yongʻin xavfini yaratadi.
Suyuq kislorod saqlanadigan tanklar va xonalarda payvandlash va taʼmirlash ishlari faqat ikki-uch soat issiq havo (70-80 ° S) bilan ventilyatsiya qilinganidan keyin amalga oshirilishi kerak. Kislorodni yangi idishga quyishdan oldin, ikkinchisi yogʻsizlantiriladi.
Suyuq kislorodni quyishda tizim mahsulotning past oqim tezligi bilan oldindan "sovutiladi". Busiz, "Issiq" tizimda gazlangan kislorodning kuchli oqimi hosil boʻlib, bu tizimning elementlarida (klapanlar va shunga oʻxshash) keskin burilishlar va bosimning pasayishi boʻlsa, metallning yonishiga olib kelishi mumkin.

Tarix

1845-yilda Maykl Faraday oʻsha paytda maʼlum boʻlgan gazlarning koʻpini suyultirishga muvaffaq boʻldi. Biroq, oltita gaz, uning barcha suyultirishga urinishlariga qaramay, buning uddasidan chiqmadi. Bular: kislorod, vodorod, azot, uglerod oksidi, metan va azot oksidi .
1877-yilda Fransiyada Lui-Pol Kayet (1832-1913) va Shveytsariyada Raul Pikte (1846-1929) mustaqil ravishda turli yoʻllar bilan bir necha tomchi suyuq kislorod ishlab chiqardilar.
Birinchi marta oʻlchanadigan miqdorda suyuq kislorod 1883-yilda Krakov universitetining polshalik professorlari Sigismund Vrublevski va Karol Olshevskiy tomonidan olingan.

Havolalar

↑ от англ. Liquid oxygen
↑ Gilbert N. Lewis. The magnetism of oxygen and the molecule O₄ // Journal of the American Chemical Society. — сентябрь 1924. — Т. 46, № 9. — С. 2027—2032. — DOI:10.1021/ja01674a008.
↑ ^3,0 ^3,1 Tatsuki Oda, Alfredo Pasquarello. Noncollinear magnetism in liquid oxygen: A first-principles molecular dynamics study // Physical Review B. — октябрь 2004. — Т. 70, № 134402. — С. 1—19. — DOI:10.1103/PhysRevB.70.134402.

Yana qarang

Gazlarni suyultirish
Suyuq azot
suyuq geliy

Manbalar

Stakandagi osmon yoki suyuq kislorod bilan tajribalar (Kimyo va kimyogarlar № 4 2012)

[1] от англ. Liquid oxygen

[2] Gilbert N. Lewis. The magnetism of oxygen and the molecule O₄ // Journal of the American Chemical Society. — сентябрь 1924. — Т. 46, № 9. — С. 2027—2032. — DOI:10.1021/ja01674a008.

[Tatsuki-3] 3,0 ^3,1 Tatsuki Oda, Alfredo Pasquarello. Noncollinear magnetism in liquid oxygen: A first-principles molecular dynamics study // Physical Review B. — октябрь 2004. — Т. 70, № 134402. — С. 1—19. — DOI:10.1103/PhysRevB.70.134402.

[1]

[2]

[3]