Под каким давлением находится кислород если его плотность при 0 с и

Кислород – рождающий кислоты

Кислород химический элемент, атомный номер 8, атомная масса 15,9994. Обычно концентрация кислорода (в виде молекул O2) в атмосфере на уровне моря составляет по объему 21%. Кислород немного тяжелее воздуха, вес 1 м3 при 0° и 760 мм рт. ст. равен 1,43 кг. Плотность по отношению к воздуху 1,1. При температуре -182,97°C и давлении 760 мм рт. ст. кислород превращается в голубоватую легко подвижную жидкость, энергично испаряющуюся при нормальной температуре. При этом занимаемый газом объем уменьшается примерно в 850 раз. При нагревании жидкий кислород снова превращается в газ. Вес 1 л жидкого кислорода при температуре -183°C равен 1,14 кг. Жидкий кислород при атмосферном давлении затвердевает при температуре -218,4°C и образует кристаллы голубоватого цвета. Химическая формула — O. В обычных условиях молекула кислорода двухатомная — O2.

Кислород при нормальных условиях (температуре и давлении) представляет собой прозрачный газ без запаха, вкуса и цвета. Не относится к горючим газам, но способен активно поддерживать горение.

По химической активности среди неметаллов он занимает второе место после фтора.

Все элементы, кроме благородных металлов (платина, золото, серебро, родий, палладий и др.) и инертных газов (гелий, аргон, ксенон, криптон и неон), вступают в реакцию окисления и образовывают оксиды. Процесс окисления элементов, как правило, носит экзотермический (с выделением теплоты) характер. Также необходимо учитывать тот факт, что при повышении температуры, давления или использовании катализаторов — скорость реакции окисления резко возрастает.

История открытия кислорода

Открытие кислорода приписывают Джозефу Пристли (Joseph Priestley). У него была лаборатория, оборудованная приборами для собирания газов. Он испытывал его физиологическое действие на себе и на мышах. Пристли установил, что после вдыхания газа некоторое время ощущается приятная легкость. Мыши в герметически закрытой банке с воздухом задыхаются быстрей, чем в банке с O2. Поскольку Пристли был приверженцем флогистонной теории он так и не узнал, что оказалось у него в руках. Он только описал этот газ, даже не догадываясь, что он описал. А вот лавры открытия кислорода принадлежат Антуан Лоран Лавуазье (Antoine Laurent de Lavoisier), который и дал ему имя.

Лавуазье, поставил свой знаменитый опыт, продолжавшийся 12 дней. Он нагревал ртуть в реторте. При кипении образовывалась ее красная окись. Когда реторту охладили, оказалось, что воздуха в ней убыло почти на 1/6 его объема, а остаток ртути весил меньше, чем перед нагревом. Но когда разложили окись ртути сильным прокаливанием, все вернулось: и недостача ртути, и «исчезнувший» кислород.

Впоследствии Лавуазье установил, что этот газ входит в состав азотной, серной, фосфорной кислот. Он ошибочно полагал, что O2 обязательно входит в состав кислот, и поэтому назвал его «оксигениум», что значит «рождающий кислоты». Теперь хорошо известны кислоты, лишенные «оксигениума» (например: соляная, сероводородная, синильная и др.).

Способы получения кислорода

В основном кислород получают тремя способами:

• разделение воздуха путем низкотемпературной ректификации (глубокого охлаждения);
• разложение воды путем электролиза (пропускание электрического тока);
• химический способ.

Из атмосферного воздуха его получают методом глубокого охлаждения, как побочный продукт при получении азота.

Также O2 добывают путем пропускания электрического тока через воду (электролиз воды) с попутным получением водорода.

Химические способ получения малопроизводителен, а, следовательно, и неэкономичен, он не нашел широкого применения и используются в лабораторной практике.

Наверно многие помнят химический опыт, когда в колбе нагревают марганцовку (перманганат калия KMnO4), а потом выделяющийся в процессе нагрева газ собирают в другую колбу?

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 ↑

А весь фокус был, когда в данную колбу помещали тлеющую лучинку и она вспыхивала ярким пламенем и учитель объяснял, что выделившийся газ — O2, который поддерживает горение. И что процесс горения — это не что иное, как процесс окисления.

Применение кислорода

Помимо того, что все живые существам в природе, за исключением немногих микроорганизмов, при дыхании потребляют кислород, он широко применяется во многих отраслях промышленности: металлургической, химической, машиностроении, авиации, ракетостроении и даже в медицине.

В химической промышленности его применяет:

• при получении ацетилена из природного газа (метана);
• при производстве кислот (азотной, серной);
• для газификации твердого топлива;
• для производства аммиака, формальдегида и метанола.

В металлургии его используют:

• при получении цветных металлов из руд;
• при выплавке чугуна в доменных печах;
• при выплавке стали в мартеновских и электрических печах;
• кислородно-конверторной выплавке стали.

В медицинских целях больным, у которых нарушена нормальная деятельность органов дыхания или кровообращения, искусственно увеличивают содержание O2 в воздухе или дают дышать непродолжительное время чистым O2. Медицинский кислород, выпускаемый ГОСТ 5583, особенно тщательно очищают от всех примесей.

Применение кислорода в сварке

Сам по себе O2 является негорючим газом, но из-за свойства активно поддерживать горение и увеличения интенсивности (интенсификации) горения газов и жидкого топлива его используют в ракетных энергетических установках и во всех процессах газопламенной обработки. В таких процессах газопламенной обработки, как газовая сварка, поверхностная закалка высокая температура пламени достигается путем сжигания горючих газов в O2, а при газовой резке благодаря ему происходит окисление и сгорание разрезаемого металла.

При полуавтоматической сварке (MIG/MAG) кислород O2 используют как компонент защитных газовых смесей с аргоном (Ar) или углекислым газом (CO2).

Кислород добавляют в аргон при полуавтоматической сварке легированных сталей для обеспечения устойчивости горения дуги и струйного переноса расплавленного металла в сварочную ванну. Дело в том, что как поверхностно активный элемент он уменьшает поверхностное натяжение жидкого металла, способствуя образованию на конце электрода более мелких капель.

При сварке низколегированных и низкоуглеродистых сталей полуавтоматом O2 добавляют в углекислый газ для обеспечения глубокого проплавления и хорошего формирования сварного шва, а также для уменьшения разбрызгивания.

Чаще всего кислород используют в газообразном виде, а в виде жидкости используют только при его хранении и транспортировке от завода-изготовителя до потребителей.

Вредность и опасность кислорода

За внешней безобидностью скрывается очень опасный газ, но об этом на нашем сайте опубликована статья про маслоопасность и взрывоопасность кислорода и мы не будем здесь дублировать информацию.

Хранение и транспортировка кислорода

Кислород газообразный технический и медицинский выпускают по ГОСТ 5583.

Хранят и транспортируют его в стальных баллонах ГОСТ 949 под давлением 15 МПа. Кислородные баллоны окрашены в синий цвет с надписью черными буквами «КИСЛОРОД».

Жидкий кислород выпускается по ГОСТ 6331. O2 находится в жидком состоянии только при получении, хранении и транспортировке. Для газовой сварки или газовой резки его необходимо снова превратить в газообразное состояние.

Характеристики кислорода

Характеристики O2 представлены в таблицах ниже:

Коэффициент перевода объема и массы O2 при Т=15°С и Р=0,1 МПа

Коэффициенты перевода объема и массы O2 при Т=0°С и Р=0,1 МПа

Кислород в баллоне

Благодаря этой таблице теперь можно легко дать ответы на вопросы, которые очень часто задают сварщики:

• Сколько кислорода в баллоне в м3?

  Ответ: в 40 литровом баллоне 6,3 м3

• Сколько в баллоне кислорода?

  Ответ: в 40 литровом баллоне 6,3 м3 или 8,42 кг

• Сколько весит баллон кислорода?

  Ответ:

  58,5 кг — масса пустого баллона из углеродистой стали согласно ГОСТ 949;

  8,42 — кг масса кислорода в баллоне;

  Итого: 58,5 + 8,42 = 69,92 кг вес баллона с кислородом.

Для того, чтобы приблизительно узнать сколько кислорода в баллоне, нужно вместимость баллона (м3) умножить на давление (МПа). Например, если вместимость баллона 40 литров (0,04 м3), а давление газа 15 МПа, то объем кислорода в баллоне равен 0,04×15=6 м3.

Давление кислорода в баллоне при различной температуре окружающей среды

Источник

Давление в баллоне с кислородом: хранение и транспортировка на дальние расстояния

Давление кислородного баллона важный показатель. В этой статье рассказывается, как рассчитать количество кислорода. Какое давление оставляют в баллоне после использования.

Кислород — газ не имеющий цвет, вкус и запах. Проявляется в светло — голубым цветом когда температура опускается до -183 гр. С. Замерзает при температуре -218,8 гр.С. Плотность 1,43 кг./м3. Активно поддерживает процесс горения, поэтому используется для резки металла.

Получают кислород из воздуха очищая от примесей воздушную смесь. После сжатия и охлаждения, воздух делится на азот и кислород. Азот закипает быстрее кислорода. Нагревая медленно газы, азот испаряется, кислород остается в емкости.

Транспортируется в металлических баллонах синего цвета с надписью «КИСЛОРОД», наносится краской черного цвета. Давление в баллоне с кислородом измеряется манометром и составляет 150 — 200 кгс/см2 или 14,7 — 19,6 МПа. Кислородное давление регулируется ГОСТом 5583-78.

В сварочных работах применяют технический кислород. Он делится на 2 сорта по ГОСТ 5583-78.

1 сорт содержит — 99,8% О2

2 сорт содержит — 99,5% О2.

Чтобы определить количество кислорода в баллоне применяют формулу

Vk = VbPk,

Vk — объем кислорода в баллоне, измеряется в литрах;

Vb — водная часть баллона, измеряется в литрах;

Рk — давление кислорода в баллоне, измеряется в кгс/см2.

Исходя из полученных результатов, в полном баллоне количество кислорода равно: 40*150=6000 л, что равно 6 м3, давление 760 мм.рт.ст.

Давление в кислородном баллоне меняется с изменением температуры.

T -40C — 120 кгс/см2

T -20C — 130 кгс/см2

T -0C — 140 кгс/см2

T +20C — 150 кгс/см2 = стандартный показатель.

T +40C — 160 кгс/см2

Благоприятная температура хранения кислорода +20 гр.С.

Как устроен баллон для кислорода

Кислородный баллон — металлическая емкость цилиндрической формы голубого цвета. Изготавливается бесшовным методом из стали толщиной 6-8 мм, предназначен для хранения кислорода в газообразном состоянии.

Составляющие кислородного баллона:

1. Основание.
2. Башмак удерживает баллон в вертикальном положении.
3. Латунный вентиль. Вкручивается в баллон.
4. Колпак безопасности. Устанавливается поверх вентиля. Защищает от попадания взрывоопасных веществ.
5. Табличка из стали она же паспорт баллона, содержит информацию о баллоне: дата заправки и Т.О., завод — изготовитель и др.

Кислородные баллоны для производственных нужд выпускают в двух объемах — 40 и 50 литров. Давление в 40 л кислородном баллоне 150 payday loans gallatin tn кгс/см2, в 50 л баллоне 200 кгс/см2. Средний вес 40 л баллона — 67 кг, 50 л — 105 кг.

Масса заправленного баллона зависит от газового давления.

Как правильно хранить и транспортировать кислородные баллоны

На производствах, баллоны хранятся в помещениях из негорючих материалов. Помещение оборудовано водяным или паровым отоплением. Склады кислородных баллонов освещаются электрическим светом. Складские помещения с кислородными баллонами располагаются на удалении от производственных помещений.

Для перемещения баллонов используют баллонные тележки или носилки. Внутри помещения кантуют вручную.

Внимание!

Запрещается носить баллоны на руках или на плечах. Категорически запрещается соприкосновение кислорода с маслом или другими жировыми субстанциями — взрывоопасно.

Как транспортируют кислород на дальние расстояния

Кислородные баллоны перевозятся на рессорных машинах с оборудованным грузовым отсеком. Баллоны укладываются горизонтально в металлические ячейки. Для уплотнения ячеек используют войлок. Укладывая баллоны, следят за тем, чтобы вентили находились с одной стороны. В financial assistance grants жаркую погоду баллоны с кислородом укрывают брезентом.

Выполняя сварочные работы, запрещается подносить открытый огонь менее чем на 5 метров. Замерший вентиль нельзя греть огнем. Замерзший вентиль отогревается горячей водой или паром. Выполняя сварочные работы, баллон устанавливается вертикально или под наклоном, чтобы вентиль находился выше дна емкости.

Колпак откручивается вручную или ключом. Отвинтив колпак, осматривается вентиль на предмет повреждений.

Запрещается:

• откручивать вентиль резкими ударами;
• пользоваться поврежденным баллоном;
• открывать вентиль с жировыми пятнами;
• использовать баллон с просроченным сроком испытания.

Перед началом использования вентиль продувают. Для продувки кратковременно открывают вентиль. После этого, присоединяют редуктор. Вентиль плавно откручивается. Резкое открытие чревато воспламенением газа.

Как рассчитать расходуемый кислород

Работая с кислородом, манометром контролируют, какое давление остается в кислородном баллоне. Баллоны не опустошают в ноль. В емкости остается кислород с давлением cash advance businesses 0,5 кгс/см2. По газовым остаткам, заправочная станция определяет, каким газом был наполнен баллон. Зная эту информацию, не придется промывать баллон перед заправкой.

После опустошения баллона до 0,5-1 кгс/см2, подписывают мелом «ПУСТОЙ». Надевают заглушку и колпак, отправляют на завод для планового осмотра или заправки.

Внимание!

Пользуясь кислородными баллонами, соблюдайте технику безопасности.

Источник