Top.Mail.Ru

Применение кислорода в промышленности, медицине и металлургии

Кислород, имеющий формулу О2, — химически активный неметалл, входящий в состав более 1,5 тыс. соединений земной коры. В атмосферном воздухе образуется свободный кислород (примерно 21% от общего объема), а в составе воды, ископаемых, растений и живых существ этот элемент находится в связном состоянии (89% по массе). Он широко применяется в химии, промышленности и медицине.

Применение кислорода

Для чего нужен кислород

Он играет ключевую роль в жизнедеятельности существ, поскольку участвует в процессе дыхания. Без кислорода невозможны процессы гниения и тления. В результате таких реакций органика распадается на простые вещества. В итоге появляются:

  • углекислый газ;
  • вода;
  • азот.

По той же схеме эти элементы снова вступают в круговорот веществ в природе.

Без О2 невозможна жизнь на земле. Он легко взаимодействует с разными химическими элементами. Он активно используется в промышленности. О2 добывают из воздуха. В лаборатории применяют кислород, предназначенный для промышленного производства. Он поставляется в больших баллонах.

В условиях лаборатории О2 получают в результате электролиза щелочных растворов. Раствор перманганата калия, вступающий в реакцию с раствором, содержащим перекись водорода, позволяет получить небольшое количество О2.

Свойства, биологическая роль

Кислород — бесцветный газ, не имеющий запаха и вкуса. Он тяжелый по сравнению с воздухом, хорошо растворяется в воде. Температура кипения составляет — 183,0°C, температура плавления — 218,8°C. Химический элемент образует молекулы, состоящие из двух прочных атомов. О2 в жидком виде имеет голубой окрас, запаха не издает. В 1 л жидкого кислорода содержится более 800 л газообразного.

Кислород — бесцветный газ

Этот химический элемент участвует в процессах фотосинтеза. Как известно, растения выделяют кислород и поглощают углекислый газ. Если бы их не было, живые существа не могли бы дышать. Находясь в составе растений, молекулы углекислого газа вступают в реакцию с молекулами воды. Так появляются питательные вещества и О2, попадающий в воздух.

В сообщении о применения кислорода в биологии стоит отметить, что О2 попадает в воздух исключительно из растений. Живые существа лишены способности выделять озон. Там, где сконцентрировано большое количество зеленых насаждений, воздух обогащен озоном (химическая формула О3) человеку дышится легко. О2 улучшает обменные процессы в организме, помогает в лечении заболеваний, укрепляет иммунитет.

Кислород легко растворяется в воде и газообразных веществах. Благодаря этому свойству, он участвует в окислительно-восстановительных процессах. Доказано, что химический элемент О2 лучше растворяется в жирах, чем в воде. По этой причине он часто используется для изготовления лечебных средств.

Клетки живых организмов постоянно нуждаются в кислороде, поскольку он участвует в обменных процессах. Одна клетка требует 200 мл O2 в минуту или 30 л в 24 часа. Если нарушена работа легких, потребность возрастает в несколько раз. В альвеолярном воздухе содержится 800 — 850 мл О2 (запаса хватает на 4 минуты). Кислород поступает в гемоглобин, содержащий 96% белка и 4% компонента небелкового происхождения.

Области применения

Турбодетандеры — приборы для сжижения

Газ стали активно использовать в 50-х гг. XX столетия, после того как были изобретены турбодетандеры — приборы для сжижения. В химии применение кислорода очень широко и обусловлено его свойством ускорять химические реакции.

Кислород применяется в металлургии. Когда осуществляется выплавка чугуна, в камеры доменной печи подают воздух с большим количеством О2. Это позволяет выполнить интенсификацию химических процессов. Элемент применяется в производстве кислот: серной и азотной. О2 можно назвать бесценным газом, он спасает жизнь людей, страдающих пневмонией, астмой, дыхательной недостаточностью.

О2 имеет важное значение для экономики. Без него не было бы химического производства. В этом случае газ применяется в качестве реагента. В металлургии он необходим для производства стали, чугуна, также для сварки металла. В жидком виде выступает в качестве окислителя топлива, применяется в строительстве ракет.

Технический кислород проходит этап газификации, с его помощью металл обрабатывают газом и пламенем. В химической промышленности применяется для осуществления процессов окисления исходных реагентов. С участием О2 образуется ряд соединенй: азотная кислота, винилхлорид, этиленоксид. В этой отрасли он также необходим для повышения мощности печей, предназначенных для сжигания мусора.

Можно перечислить много сфер, где используется кислород. Он увеличивает вязкость и улучшает нефтегазовый поток из емкостей, поэтому активно применяется в нефтегазовой промышленности. В металлургии часто эксплуатируется с целью повышения температуры горения в процессе производства черных и цветных металлов. Также применяется для более удобного извлечения золота из руды. О2 необходим для плавления никеля, свинца. Он обеспечивает работу сварочных горелок, предназначенных для резки металла.

Кислород в металлургии

В ракетном топливе эксплуатируют жидкий кислород, азотную кислоту.

Газ без цвета и запаха требуется в стекольной промышленности. Он улучшает процесс горения в печах, предназначенных для производства стекол. В целлюлозно-бумажной промышленности О2 эксплуатируется для проведения спиртования.

О2 для лечения заболеваний

О2 используется для обогащения состава газовых смесей, им наполняют кислородные подушки. Медицинский кислород имеет высокую концентрацию, в нем нет примесей. Химическое вещество получают из баллона, наполненного жидким или газообразным О2.

О2 для лечения заболеваний

В лечебных целях используются концентраторы. Их преимущества: надежность, мобильность, удобство в эксплуатации. О2 применяют в неотложных ситуациях, когда необходимо спасать жизнь пациента. Например, при подаче наркоза или для проведения реанимационных манипуляций.

Кислород требуется для искусственной вентиляции легких. Его применяют в терапии дыхательной недостаточности, при опасных состояниях, например инфаркте, инсульте. Лечение О2 назначается пациентам, у которых выявлены:

  • бронхиальная астма;
  • тяжелая форма бронхита;
  • туберкулез;
  • воспаление легких;
  • интоксикация.

Кислород улучшает окислительно-восстановительные процессы организма. Химический элемент применяют для газоснабжения реанимаций. О2 эффективен в лечении инфекций анаэробного происхождения, он улучшает трофику тканей. Для вентиляции легких газ вводят методом ингаляции.

В медицинские учреждения он поставляется в сжатом виде. Жидкий кислород удобен в эксплуатации. Вещество долго хранится, перед подачей переводится в газообразное состояние.

Химически активный неметалл применяют в чистом виде или включают в состав смесей с другим газом в основе. В зависимости от характера заболевания и особенностей организма человека О2 вводят подкожно, внутривенно, энтерально. В медицине кислород также используют для получения концентратов.

Транспортировка, меры предосторожности

Кислород, предназначенный для технического применения, перевозят в голубых металлических баллонах (ГОСТ 949−73). Такой груз относится ко 2 классу опасности, поэтому транспортировка осуществляется в соответствии с действующими правилами.

Жидкий О2 технического типа перевозят в цистернах

Жидкий О2 технического типа перевозят в цистернах, предназначенных исключительно для этих целей. На их поверхности нанесена синяя полоса, имеется надпись с названием вещества. Жидкий газ помещают в криогенные емкости, транспортируют автомобилем.

В сообщении о кислороде необходимо указать меры предосторожности. Химический элемент не является вредным для окружающей среды. Его свойства:

  • не горит;
  • не взрывается;
  • не выступает в качестве токсина.

Однако он является мощным окислителем, усиливает способность материалов к горению. Когда О2 взаимодействует со смазочными веществами, происходит взрыв. Чтобы этого избежать, следует предохранять баллоны с кислородом от нагрева. При контакте с емкостями нельзя курить, разводить огонь.

В процессе испарения жидкого О2 температура газа резко понижается, но повышается его плотность. При неправильной эксплуатации кислород в жидком виде вызывает кожные травмы, напоминающие ожоги.

Нельзя допускать контакта с неизолированными узлами, иначе кожа прилипнет и будет повреждена при попытке отрыва. В такой ситуации надо обильно полить ее водой (ничем не протирать), после чего обратиться к врачу.

Запрещается долго вдыхать О2 в газообразном виде, это вызывает поражение органов дыхания. Жидкий кислород не должен соприкасаться со сталью, поскольку она становится хрупкой при воздействии низких температур.

Жидкий кислород

При контакте с таким веществом требуется использовать защитные средства: перчатки, очки, специализированную обувь и костюм. Одежда должна быть чистой, без маслянистых следов. В помещение не пускать посторонних, тем более без средств защиты, после использования спецодежду проветрить.

Кратко: кислород — жизненно важный химический элемент, без него живые существа не могли бы дышать. О2 безопасен, нетоксичен, но при контакте с ним необходимо соблюдать все меры предосторожности. Чтобы приготовить доклад на эту тему, нужно обязательно учитывать все свойства элемента и сферы его применения.

Нет комментариев

Добавить комментарий

Спасибо! Ваш комментарий появится после проверки.
Это интересно
Adblock
detector