Кислород. Его свойства и применение
ода, села… окутаны дымом. Вредные вещества в большом количестве
содержаться в воздухе, которым мы дышим. В связи, с чем возникают или
обостряются различные хронические заболевания у людей, снижается иммунитет.
Рождаются дети с врожденными пороками развития, иммунодефицитом, поражением
центральной нервной системы…
Охрана природы, заповедников существует давно. Но вероятно, на данном
этапе развития нашей страны этот вопрос остался на последнем месте.
Необходимо всем людям одуматься и бережно относиться к нашей природе. Ведь
95% всех лесных пожаров возникают по их вине.
VII. Применение кислорода.
Применение любых веществ связано с их физическими и химическими
свойствами, а также распространением их в природе.
Количество металла, производимого на душу населения,
является одной из мер уровня развития промышленности в каждой стране.
Выплавка же черных и цветных металлов невозможна без кислорода.
Сейчас в нашей стране только черная металлургия поглощает свыше 60%
получаемого кислорода. Но кислород используется еще и в цветной
металлургии.
Кислород интенсифицирует не только пирометаллургические процессы, но и
гидрометаллургические, где основной процесс извлечения металлов из руд или
их концентратов основан на воздействии специальных реагентов на водные
растворы. Так, в настоящее время основным способом извлечения золота из руд
является цианирование. Оно позволяет извлекать из золотоносных руд до 95%
золота и поэтому применяется даже при переработке руд с низким содержанием
золота. Процесс растворения золота, содержащегося в рудах, очень трудоемкая
операция. Оказалось, что растворение этого металла можно значительно
ускорить, если вместо воздуха использовать чистый кислород. Золото в
цианистых растворах образует комплексное соединение Na[Au(CN)2], которое
далее обрабатывают цинком, и в результате выделяется золото:
4Аu + 8NaCN + 2H2O + O2 = 4Na [Au(CN)2] + 4NaOH
2Na [Аu(CN)2] + Zn = Na2 [Zn (CN)4] + 2Аu
Данный метод извлечения золота из руд был разработан русским инженером
П. Р. Багратионом, родственником героя Отечественной войны 1812г.
Кислород находит широкое применение в химической промышленности. На
нужды этой отрасли в нашей стране расходуется около 30% производимого
кислорода. Замена воздуха на кислород в процессе производства серной
кислоты контактным способом повышает производительность установки в пять-
шесть раз. Но не только в этом заключается выгода от применения кислорода
вместо воздуха. Чистый кислород позволяет получить 100-процентный оксид
серы без проведения дополнительных трудоемких операций, которые необходимы
при использовании воздуха в качестве окислителя.
При получении азотной кислоты способом каталитического окисления аммиака
в качестве окислителя также используется кислород. Если содержание его в
воздухе повысить до 25%, то производительность установки возрастает в два
раза.
При участии кислорода в процессе термоокислительного крекинга в больших
масштабах получают ацетилен, который широко используется для резки и сварки
металлов и для синтезов органических веществ:
6СН4 + 4О2 = С2Н2 + 8Н2 + 3СО + СО2 + 3Н2О
Кислород применяется для получения высоких температур. Если сжигать
водород в токе кислорода, то при образовании 1 моль воды выделяется 286,3
кдж, а 2 моль — 572,6 кдж. Это же колоссальная энергия! Высокие
температуры, достигаемые в пламени таких горелок (до 3000°С), используются
для резки и сварки металлов.
Кислород служит и в космосе. Так, в двигателе второй ступени
американской космической ракеты «Центавр» окислителем служил жидкий
кислород. Кислород широко применяется и в ракетах для различных высотных
исследований.
Жидкий кислород входит в состав взрывчатых веществ. Длительное время для
различных взрывных работ применяли аммониты и другие азотсодержащие
взрывчатые вещества. Их использование представляло определенные трудности,
например сложность и опасность транспортировки, необходимость строительства
складов. В настоящее время взрывчатые вещества с жидким кислородом можно
изготовить на месте употребления. Любое пористое горючее вещество (опилки,
торф, сено, солома), будучи пропитанным жидким кислородом, становится
взрывчатым. Такие вещества называются оксиликвитами и при необходимости
могут заменить динамит при разработке рудных месторождений. При взрыве
применяют оксиликвитный патрон — простой длинный мешочек, наполненный
горючим материалом, в который вставляют электронный запал. Его заряжают
непосредственно перед закладкой в шпур путем погружения в жидкий кислород.
Шпур — это круглое отверстие, которое бурят обычно в горных породах и
наполняют взрывчатым веществом. Если взрыва оксиликвитного патрона в шпуре
почему-либо не произойдет, патрон разряжается сам в результате испарения из
него жидкого кислорода. Действие оксиликвитов основано на чрезвычайно
быстром сгорании органических веществ в чистом кислороде. Кратковременный
процесс сгорания сопровождается интенсивным выделением больших количеств
тепла и газов, что обуславливает применение оксиликвитов в качестве мощных
взрывчатых веществ, обладающих бризантным (дробящим) действием.
Кислород применяется в медицине, в авиации. В лечебной практике при
легочных и сердечных заболеваниях, когда затруднено дыхание, больным дают
кислород из кислородных подушек, помещают их в специальные палаты, в
которых поддерживается необходимая концентрация кислорода. Один вдох
кислорода человеком равносилен пяти вдохам воздуха. Таким образом, при
вдыхании этот газ не только поступает в организм больного в достаточном
количестве, но и сберегает силы для самого процесса дыхания. Кроме этого,
подкожное введение кислорода оказалось эффективным при лечении некоторых
заболеваний, например гангрены, тромбофлебита, слоновости и тропических
язв.
Явление «кислородного голодания» в организме может наступить и от
недостатка кислорода в окружающей среде. Например, на высоте 10000 м
барометрическое давление воздуха снижается до 217 мм рт. ст. и абсолютное
содержание кислорода в воздухе уменьшается в четыре раза. Этого количества
газа слишком мало для нормального процесса дыхания. Поэтому на больших
высотах летчики пользуются баллонами с кислородом.
VIII. Озоновый слой над Землей.
Озон — «родной брат» кислорода. Его молекула образована тремя атомами
этого химического элемента: О3. Там, где бывает электрическая искра,
появляется своеобразный запах свежести, потому что электрический разряд —
это условие для превращения кислорода воздуха в озон:
ЗО2 = 2О3
кислород озон
Запах озона мы ощущаем в воздухе после грозы. Озон есть в хвойных лесах,
особенно в сосновых. При разложении древесной смолы образуется немного
озона.
Озон нижнего слоя воздуха рассеян, содержание его небольшое. Этот газ
недолговечен, потому что вновь превращается в кислород:
2О3 = ЗО2
озон кислород
Даже в небольших количествах озон выполняет роль окислителя многих
веществ. Озоном обеззараживают водопроводную воду, очищают воздух от
болезнетворных бактерий. Из-за своей активности озон может стать опасным
для здоровья человека и животных, если будет превышен предел его
допустимого содержания в воздухе. Однако этого в природе не происходит.
Высоко над Землей, в стратосфере на высоте до 30 км (над уровнем моря)
постоянно находится тонкий слой озона, защищающий жизнь на нашей планете от
губительного действия коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца.
Озон поглощает солнечное ультрафиолетовое излучение, и на Землю проникает
лишь часть его, не причиняющая особого вреда ее обитателям. Задерживаются
вредные для всего живого короткие волны, пропускаются на Землю длинные
ультрафиолетовые волны, которые безвредны.
В стратосфере озона больше, чем в приземном воздухе, однако, это не
значит, что слой образован только озоном. Лишь 1 молекула озона в озоновом
слое приходится на 100000 молекул других газов. Но этого озона достаточно
для защиты жизни на планете от действия ультрафиолетового излучения.
Чем же опасны ультрафиолетовые лучи? Они изменяют структуру
молекул белков — носителей жизни. От них страдают, прежде всего, простейшие
микроорганизмы и водоросли. Их гибель в водах Мирового океана может
привести к тому, что прервутся цепи питания, и тогда пострадают многие
крупные обитатели морских вод. Сухопутные организмы по-разному воспринимают
эти лучи. Одни животные и растения их выдерживают, другие заболевают и
гибнут. Воздействие сильного ультрафиолетового излучения может нарушить
соотношение численности хищных и травоядных животных, паразитов и их
хозяев. Понятно, что последствия таких изменений пагубно скажутся на
экологии Земли.
Длинноволновые ультрафиолетовые лучи воздействуют на кожу человека,
появляется загар. Но на коротковолновое излучение клетки кожи могут
болезненно отреагировать, появятся разного рода опухоли. Утрафиолетовое
излучение вредно и для зрения.
Вот почему так важно, что над Землей есть защитный озоновый слой!
В стратосфере озон существует довольно долго, ему там не приходится
часто встречаться с веществами-восстановителями, но если они туда
проникают, то озон реагирует с ними и его количество уменьшается. Такое
явление снижения концентрации озона в каких-то
| |  скачать работу |
Кислород. Его свойства и применение |
