Рідкий кисень — рідина блідо-синього кольору, сильний парамагнетик. Є одним з чотирьох агрегатних станів кисню. Має густину 1,141 г/см³ і має помірно кріогенні властивості з точкою замерзання 50,5°K (-222,65°С) і точкою кипіння 90,188°K (-182,96°С). Через свою кріогенну природу може викликати крихкість матеріалів, які перебувають з ним у контакті.
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOWhMMkV3TDB4cGNYVnBaRjl2ZUhsblpXNWZhVzVmWVY5aVpXRnJaWEpmSlRJNFkzSnZjSEJsWkY5aGJtUmZjbVYwYjNWamFHVmtKVEk1TG1wd1p5OHlNakJ3ZUMxTWFYRjFhV1JmYjNoNVoyVnVYMmx1WDJGZlltVmhhMlZ5WHlVeU9HTnliM0J3WldSZllXNWtYM0psZEc5MVkyaGxaQ1V5T1M1cWNHYz0uanBn.jpg)
Історія
- У 1845 році Майкл Фарадей зміг здійснити зріджування більшості відомих тоді газів. Шість газів, однак, незважаючи на всі його спроби зрідження не піддавалися, а саме кисень, водень, азот, окис вуглецю, метан і окис азоту.
- У 1877 році Луї-Поль Кайете́ (1832−1913) у Франції і Рауль Пікте́ (1846−1929) у Швейцарії незалежно один від одного різними методами отримали кілька крапель рідкого кисню.
- Вперше у вимірних кількостях рідкий кисень був отриманий польськими професорами Краківського університету Сигізмундом Врублевським і Каролем Ольшевським в 1883 році.
Використання
Рідкий кисень активно використовується в космічній і газовій галузях, при експлуатації підводних човнів, в медицині. Промислове виробництво найчастіше виконується шляхом фракційної перегонки зрідженого повітря з розділенням на кисень і азот. при зміні агрегатного стану на газоподібне становить 860:1 при 20 °C, що іноді використовується в системах постачання киснем для дихання в комерційних і військових літаках.
Рідкий кисень є потужним окислювальним агентом: органічні речовини згоряють в його середовищі з великим виділенням тепла. Деякі з речовин, в тому числі нафтопродукти та асфальт, будучи просоченими рідким киснем, можуть непередбачувано вибухати.
Рідкий кисень є широко поширеним компонентом ракетних палив, зазвичай в комбінації з рідким воднем або гасом. Перше використання в ракетному паливі мало місце в німецькій балістичній ракеті Фау-2, пізніше — в американських «Редстоун» і «Атлас», а також в радянській МБР Р-7. Як ущільнювальні прокладки в системах з рідким киснем застосовуються матеріали, не втрачають еластичності при низьких температурах: пароніт, фторопласт, відпалені мідь і алюміній.
Зберігання і транспортування великих кількостей рідкого кисню здійснюється в ємностях об'ємом від декількох десятків до 1500 м³ з нержавкої сталі, забезпечених теплоізоляцією. Зовнішній, захисний кожух теплоізоляції може виконуватися і з вуглецевої сталі. Резервуари транспортних ємностей виготовляються також зі сплаву АМЦ. Застосування вакуумно-порошкової або екранно-вакуумної теплоізоляції дозволяє знизити добові втрати киплячого продукту до рівня 0,1−0,5 % (в залежності від розмірів ємності) і швидкість підвищення температури переохолодженого рідкого кисню до 0,4−0,5 К на добу. Транспортування киплячого кисню виконується з відкритим вентилем газоскиду, а переохолодженого — при закритому вентилі, з контролем тиску не рідше 2 разів на добу; при підвищенні тиску більше, ніж на 0,02 МПа вентиль відкривається.
Рідкий кисень також активно використовувався при виготовленні вибухівки оксиліквіт, але зараз вона майже не використовується через велику кількість інцидентів і нещасних випадків.
Для пояснення відхилення парамагнетичних властивостей рідкого кисню від закону Кюрі американським фізикохімиком Г. Льюїсом в 1924 була запропонована молекула тетракисню (англ. tetraoxygen) (O4). На сьогодні теорія Льюїса вважається лише частково вірною: комп'ютерне моделювання показує, що хоча в рідкому кисні не утворюється стабільних молекул O4, молекули O2 насправді мають тенденцію асоціювати в пари з протилежними спинами, які формують тимчасові об'єднання O2-O2.
Завдяки тому, що рідкий азот має нижчу точку кипіння 77 K (-196 °С), пристрої, які містять рідкий азот можуть конденсувати рідкий кисень з повітря. Коли більша частина азоту випаровується з такого пристрою, виникає ризик того, що залишок рідкого кисню може сильно прореагувати з органічними матеріалами. З іншого боку, рідкий азот або може виявитися насиченим рідким киснем, якщо залишити ємність на відкритому повітрі — атмосферний кисень буде в ній розчинятися, в той час як азот буде випаровуватися.
Заходи безпеки при роботі з рідким киснем
1. Кисень — не токсичний продукт, але при роботі з ним повинні використовуватися захисні засоби, що оберігають від можливого обмороження: влітку — бавовняний комбінезон, рукавиці, шкіряні чоботи, окуляри; взимку — валянки, підшиті шкірою, теплі рукавиці, окуляри.
2. Кисень — дуже пожежонебезпечний і навіть вибухонебезпечний продукт в контакті з органічними речовинами при наявності навіть невеликого теплового імпульсу. Різке стиснення органічного матеріалу, просоченого рідким киснем (наприклад, при падінні), або контакт кисню з мастилами може викликати вибух. Зварювальні та ремонтні роботи в ємностях і приміщеннях, де зберігається рідкий кисень, повинні проводитися тільки після двох — тригодинного провітрювання теплим повітрям (70–80 °С).
3. Перед заливанням кисню в нову ємність остання має бути знежиреною.
4. При перекачуванні рідкого кисню виконується попереднє «захолодження» системи малою кількістю продукту. Без цього в «гарячій» системі можуть утворитись інтенсивні потоки парів кисню і як наслідок — загоряння металу.
Рідкий кисень в культурі
- У романі «Соляріс» Станіслава Лема Гері здійснила самогубство, випивши рідкого кисню.
Див. також
Примітки
- Gilbert N. Lewis. The magnetism of oxygen and the molecule O
- Станіслав Лем. Соляріс
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Ridkij kisen ridina blido sinogo koloru silnij paramagnetik Ye odnim z chotiroh agregatnih staniv kisnyu Maye gustinu 1 141 g sm i maye pomirno kriogenni vlastivosti z tochkoyu zamerzannya 50 5 K 222 65 S i tochkoyu kipinnya 90 188 K 182 96 S Cherez svoyu kriogennu prirodu mozhe viklikati krihkist materialiv yaki perebuvayut z nim u kontakti Ridkij kisen blido blakitna ridina u sklyanci IstoriyaU 1845 roci Majkl Faradej zmig zdijsniti zridzhuvannya bilshosti vidomih todi gaziv Shist gaziv odnak nezvazhayuchi na vsi jogo sprobi zridzhennya ne piddavalisya a same kisen voden azot okis vuglecyu metan i okis azotu U 1877 roci Luyi Pol Kajete 1832 1913 u Franciyi i Raul Pikte 1846 1929 u Shvejcariyi nezalezhno odin vid odnogo riznimi metodami otrimali kilka krapel ridkogo kisnyu Vpershe u vimirnih kilkostyah ridkij kisen buv otrimanij polskimi profesorami Krakivskogo universitetu Sigizmundom Vrublevskim i Karolem Olshevskim v 1883 roci VikoristannyaRidkij kisen aktivno vikoristovuyetsya v kosmichnij i gazovij galuzyah pri ekspluataciyi pidvodnih chovniv v medicini Promislove virobnictvo najchastishe vikonuyetsya shlyahom frakcijnoyi peregonki zridzhenogo povitrya z rozdilennyam na kisen i azot pri zmini agregatnogo stanu na gazopodibne stanovit 860 1 pri 20 C sho inodi vikoristovuyetsya v sistemah postachannya kisnem dlya dihannya v komercijnih i vijskovih litakah Ridkij kisen ye potuzhnim okislyuvalnim agentom organichni rechovini zgoryayut v jogo seredovishi z velikim vidilennyam tepla Deyaki z rechovin v tomu chisli naftoprodukti ta asfalt buduchi prosochenimi ridkim kisnem mozhut neperedbachuvano vibuhati Ridkij kisen ye shiroko poshirenim komponentom raketnih paliv zazvichaj v kombinaciyi z ridkim vodnem abo gasom Pershe vikoristannya v raketnomu palivi malo misce v nimeckij balistichnij raketi Fau 2 piznishe v amerikanskih Redstoun i Atlas a takozh v radyanskij MBR R 7 Yak ushilnyuvalni prokladki v sistemah z ridkim kisnem zastosovuyutsya materiali ne vtrachayut elastichnosti pri nizkih temperaturah paronit ftoroplast vidpaleni mid i alyuminij Zberigannya i transportuvannya velikih kilkostej ridkogo kisnyu zdijsnyuyetsya v yemnostyah ob yemom vid dekilkoh desyatkiv do 1500 m z nerzhavkoyi stali zabezpechenih teploizolyaciyeyu Zovnishnij zahisnij kozhuh teploizolyaciyi mozhe vikonuvatisya i z vuglecevoyi stali Rezervuari transportnih yemnostej vigotovlyayutsya takozh zi splavu AMC Zastosuvannya vakuumno poroshkovoyi abo ekranno vakuumnoyi teploizolyaciyi dozvolyaye zniziti dobovi vtrati kiplyachogo produktu do rivnya 0 1 0 5 v zalezhnosti vid rozmiriv yemnosti i shvidkist pidvishennya temperaturi pereoholodzhenogo ridkogo kisnyu do 0 4 0 5 K na dobu Transportuvannya kiplyachogo kisnyu vikonuyetsya z vidkritim ventilem gazoskidu a pereoholodzhenogo pri zakritomu ventili z kontrolem tisku ne ridshe 2 raziv na dobu pri pidvishenni tisku bilshe nizh na 0 02 MPa ventil vidkrivayetsya Ridkij kisen takozh aktivno vikoristovuvavsya pri vigotovlenni vibuhivki oksilikvit ale zaraz vona majzhe ne vikoristovuyetsya cherez veliku kilkist incidentiv i neshasnih vipadkiv Dlya poyasnennya vidhilennya paramagnetichnih vlastivostej ridkogo kisnyu vid zakonu Kyuri amerikanskim fizikohimikom G Lyuyisom v 1924 bula zaproponovana molekula tetrakisnyu angl tetraoxygen O4 Na sogodni teoriya Lyuyisa vvazhayetsya lishe chastkovo virnoyu komp yuterne modelyuvannya pokazuye sho hocha v ridkomu kisni ne utvoryuyetsya stabilnih molekul O4 molekuli O2 naspravdi mayut tendenciyu asociyuvati v pari z protilezhnimi spinami yaki formuyut timchasovi ob yednannya O2 O2 Zavdyaki tomu sho ridkij azot maye nizhchu tochku kipinnya 77 K 196 S pristroyi yaki mistyat ridkij azot mozhut kondensuvati ridkij kisen z povitrya Koli bilsha chastina azotu viparovuyetsya z takogo pristroyu vinikaye rizik togo sho zalishok ridkogo kisnyu mozhe silno proreaguvati z organichnimi materialami Z inshogo boku ridkij azot abo mozhe viyavitisya nasichenim ridkim kisnem yaksho zalishiti yemnist na vidkritomu povitri atmosfernij kisen bude v nij rozchinyatisya v toj chas yak azot bude viparovuvatisya Zahodi bezpeki pri roboti z ridkim kisnem1 Kisen ne toksichnij produkt ale pri roboti z nim povinni vikoristovuvatisya zahisni zasobi sho oberigayut vid mozhlivogo obmorozhennya vlitku bavovnyanij kombinezon rukavici shkiryani choboti okulyari vzimku valyanki pidshiti shkiroyu tepli rukavici okulyari 2 Kisen duzhe pozhezhonebezpechnij i navit vibuhonebezpechnij produkt v kontakti z organichnimi rechovinami pri nayavnosti navit nevelikogo teplovogo impulsu Rizke stisnennya organichnogo materialu prosochenogo ridkim kisnem napriklad pri padinni abo kontakt kisnyu z mastilami mozhe viklikati vibuh Zvaryuvalni ta remontni roboti v yemnostyah i primishennyah de zberigayetsya ridkij kisen povinni provoditisya tilki pislya dvoh trigodinnogo provitryuvannya teplim povitryam 70 80 S 3 Pered zalivannyam kisnyu v novu yemnist ostannya maye buti znezhirenoyu 4 Pri perekachuvanni ridkogo kisnyu vikonuyetsya poperednye zaholodzhennya sistemi maloyu kilkistyu produktu Bez cogo v garyachij sistemi mozhut utvoritis intensivni potoki pariv kisnyu i yak naslidok zagoryannya metalu Ridkij kisen v kulturiU romani Solyaris Stanislava Lema Geri zdijsnila samogubstvo vipivshi ridkogo kisnyu Div takozhRidkij voden Kriotehnika Kisen Palivo Raketne palivoPrimitkiGilbert N Lewis The magnetism of oxygen and the molecule O Stanislav Lem Solyaris