ჟანგბადი ატმოსფერული ჰაერის 21%-ს იკავებს. მისი უმეტესი ნაწილი დედამიწის ქერქში, მტკნარ წყალსა და ცოცხალ მიკროორგანიზმებში გვხვდება. იგი გამოიყენება მრავალ ინდუსტრიაში და გამოიყენება საყოფაცხოვრებო და სამედიცინო საჭიროებებისთვის. ნივთიერებაზე მოთხოვნა გამოწვეულია ქიმიური და ფიზიკური მახასიათებლებით.

როგორ იწარმოება ჟანგბადი ინდუსტრიაში. 3 მეთოდი

ინდუსტრიაში ჟანგბადის წარმოება ხდება ატმოსფერული ჰაერის გაყოფით. ამისათვის გამოიყენება შემდეგი მეთოდები:

დიდი მნიშვნელობა აქვს ჟანგბადის წარმოებას სამრეწველო მასშტაბით. მეტი ყურადღება უნდა მიექცეს ტექნოლოგიისა და შესაბამისი აღჭურვილობის არჩევას. დაშვებულმა შეცდომებმა შეიძლება უარყოფითად იმოქმედოს ტექნოლოგიურ პროცესზე და გამოიწვიოს დაკვლის შემდეგ ხარჯების ზრდა.

ჟანგბადის წარმოების აღჭურვილობის ტექნიკური მახასიათებლები ინდუსტრიაში

სამრეწველო ტიპის "OXIMAT" გენერატორები ხელს უწყობენ აირისებრ მდგომარეობაში ჟანგბადის მიღების პროცესის დამყარებას. მათი ტექნიკური მახასიათებლები და დიზაინის მახასიათებლები მიზნად ისახავს ამ ნივთიერების მიღებას ინდუსტრიაში საჭირო სისუფთავისა და საჭირო რაოდენობის მთელი დღის განმავლობაში (შეფერხების გარეშე). უნდა აღინიშნოს, რომ მოწყობილობას შეუძლია მუშაობა ნებისმიერ რეჟიმში, გაჩერებებით ან მის გარეშე. მოწყობილობა მუშაობს წნევის ქვეშ. შესასვლელთან უნდა იყოს გამხმარი ჰაერი შეკუმშულ მდგომარეობაში, თავისუფალი ტენისგან. მოწოდებულია მცირე, საშუალო და დიდი პროდუქტიულობის მოდელები.

Გეგმა:

აღმოჩენის ისტორია

სახელის წარმოშობა

ბუნებაში ყოფნა

ქვითარი

ფიზიკური თვისებები

ქიმიური თვისებები

განაცხადი

10. იზოტოპები

ჟანგბადი

ჟანგბადი- მე-16 ჯგუფის ელემენტი (მოძველებული კლასიფიკაციის მიხედვით - VI ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფი), დ.ი. მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის მეორე პერიოდი, ატომური ნომრით. იგი აღინიშნება სიმბოლოთ O (ლათ. ჟანგბადი). ჟანგბადი არის რეაქტიული არალითონი და არის ქალკოგენის ჯგუფის ყველაზე მსუბუქი ელემენტი. მარტივი ნივთიერება ჟანგბადი(CAS ნომერი: 7782-44-7) ნორმალურ პირობებში - უფერო, უგემოვნო და უსუნო აირი, რომლის მოლეკულა შედგება ჟანგბადის ორი ატომისგან (ფორმულა O 2), რომელთან დაკავშირებითაც მას დიოქსიგენსაც უწოდებენ. თხევად ჟანგბადს აქვს ღია ცისფერი, ხოლო მყარი არის ღია ცისფერი კრისტალები.

არსებობს ჟანგბადის სხვა ალოტროპული ფორმები, მაგალითად, ოზონი (CAS ნომერი: 10028-15-6) - ნორმალურ პირობებში ცისფერი გაზი სპეციფიკური სუნით, რომლის მოლეკულა შედგება ჟანგბადის სამი ატომისგან (ფორმულა O 3).

აღმოჩენის ისტორია

ოფიციალურად ითვლება, რომ ჟანგბადი აღმოაჩინა ინგლისელმა ქიმიკოსმა ჯოზეფ პრისტლიმ 1774 წლის 1 აგვისტოს ვერცხლისწყლის ოქსიდის დაშლით ჰერმეტულად დალუქულ ჭურჭელში (პრისტლიმ მზის სხივები ამ ნაერთს მიმართა მძლავრი ლინზის გამოყენებით).

თუმცა, პრისტლი თავიდან ვერ აცნობიერებდა, რომ მან აღმოაჩინა ახალი მარტივი ნივთიერება, მას სჯეროდა, რომ მან ჰაერის ერთ-ერთი შემადგენელი ნაწილი გამოყო (და ამ გაზს "დეფლოგისტირებულ ჰაერს" უწოდა). პრისტლიმ თავისი აღმოჩენა შეატყობინა გამოჩენილ ფრანგ ქიმიკოს ანტუან ლავუაზიეს. 1775 წელს ა. ლავუაზიემ დაადგინა, რომ ჟანგბადი არის ჰაერის, მჟავების განუყოფელი ნაწილი და გვხვდება ბევრ ნივთიერებაში.

რამდენიმე წლით ადრე (1771 წელს) შვედმა ქიმიკოსმა კარლ შელემ მიიღო ჟანგბადი. მან გოგირდის მჟავით კალცინირებული მარილი და შემდეგ დაშალა მიღებული აზოტის ოქსიდი. შილემ ამ გაზს "ცეცხლოვანი ჰაერი" უწოდა და თავისი აღმოჩენა აღწერა 1777 წელს გამოცემულ წიგნში (ზუსტად იმის გამო, რომ წიგნი გამოიცა უფრო გვიან, ვიდრე პრისტლიმ გამოაცხადა თავისი აღმოჩენა, ეს უკანასკნელი ითვლება ჟანგბადის აღმომჩენად). შილემ ასევე აცნობა თავისი გამოცდილება ლავუაზიეს.

მნიშვნელოვანი ეტაპი, რომელმაც ხელი შეუწყო ჟანგბადის აღმოჩენას, იყო ფრანგი ქიმიკოსის პიერ ბაიენის ნაშრომი, რომელმაც გამოაქვეყნა ნაშრომი ვერცხლისწყლის დაჟანგვისა და მისი ოქსიდის შემდგომ დაშლის შესახებ.

საბოლოოდ, ა. ლავუაზიემ საბოლოოდ გაარკვია მიღებული აირის ბუნება პრისტლისა და შილის ინფორმაციის გამოყენებით. მის ნაშრომს დიდი მნიშვნელობა ჰქონდა, რადგან მისი წყალობით დაემხო ფლოგისტონის თეორია, რომელიც იმ დროს დომინირებდა და აფერხებდა ქიმიის განვითარებას. ლავუაზიემ ჩაატარა ექსპერიმენტი სხვადასხვა ნივთიერების წვის შესახებ და უარყო ფლოგისტონის თეორია დამწვარი ელემენტების წონის შესახებ შედეგების გამოქვეყნებით. ფერფლის წონა გადააჭარბა ელემენტის საწყის წონას, რამაც ლავუაზიეს უფლება მისცა ეთქვა, რომ წვის დროს ხდება ნივთიერების ქიმიური რეაქცია (დაჟანგვა), ამასთან დაკავშირებით, იზრდება საწყისი ნივთიერების მასა, რაც უარყოფს ფლოგისტონის თეორია.

ამრიგად, ჟანგბადის აღმოჩენის დამსახურებას რეალურად პრისტლი, შილი და ლავუაზიე იზიარებენ.

სახელის წარმოშობა

სიტყვა ჟანგბადი (XIX საუკუნის დასაწყისში მას ჯერ კიდევ ეძახდნენ "მჟავას"), მისი გამოჩენა რუსულ ენაში გარკვეულწილად განპირობებულია მ.ვ.ლომონოსოვით, რომელმაც სხვა ნეოლოგიზმებთან ერთად შემოიტანა სიტყვა "მჟავა"; ამრიგად, სიტყვა "ჟანგბადი", თავის მხრივ, იყო ტერმინი "ჟანგბადი" (ფრანგ. oxygène), შემოთავაზებული ა. ლავუაზიეს მიერ (სხვა ბერძნულიდან ὀξύς - "მაწონი" და γεννάω - "მე ვშობ"). რაც ითარგმნება როგორც "წარმომქმნელი მჟავა", რაც ასოცირდება მის თავდაპირველ მნიშვნელობასთან - "მჟავა", რომელიც ადრე ნიშნავდა ნივთიერებებს, რომლებსაც ოქსიდები ეწოდებოდათ თანამედროვე საერთაშორისო ნომენკლატურის მიხედვით.

ბუნებაში ყოფნა

ჟანგბადი ყველაზე გავრცელებული ელემენტია დედამიწაზე, მისი წილი (როგორც სხვადასხვა ნაერთების ნაწილი, ძირითადად სილიკატები) შეადგენს დედამიწის მყარი ქერქის მასის დაახლოებით 47,4%-ს. ზღვა და მტკნარი წყლები შეიცავს უზარმაზარ რაოდენობას შეკრულ ჟანგბადს - 88,8% (მასით), ატმოსფეროში თავისუფალი ჟანგბადის შემცველობა შეადგენს 20,95% მოცულობით და 23,12% მასის მიხედვით. დედამიწის ქერქის 1500-ზე მეტი ნაერთი შეიცავს ჟანგბადს მათ შემადგენლობაში.

ჟანგბადი მრავალი ორგანული ნივთიერების შემადგენელი ნაწილია და იმყოფება ყველა ცოცხალ უჯრედში. ცოცხალ უჯრედებში ატომების რაოდენობის მიხედვით, ეს არის დაახლოებით 25%, მასობრივი წილის მიხედვით - დაახლოებით 65%.

ქვითარი

ამჟამად, ინდუსტრიაში, ჟანგბადი მიიღება ჰაერიდან. ჟანგბადის მიღების მთავარი სამრეწველო მეთოდი არის კრიოგენული დისტილაცია. მემბრანულ ტექნოლოგიაზე დაფუძნებული ჟანგბადის ქარხნები ასევე კარგად არის ცნობილი და წარმატებით გამოიყენება ინდუსტრიაში.

ლაბორატორიებში გამოიყენება სამრეწველო ჟანგბადი, რომელიც მიეწოდება ფოლადის ცილინდრებში დაახლოებით 15 მპა წნევის ქვეშ.

მცირე რაოდენობით ჟანგბადის მიღება შესაძლებელია კალიუმის პერმანგანატის KMnO 4 გაცხელებით:

ასევე გამოიყენება წყალბადის ზეჟანგის H 2 O 2 კატალიზური დაშლის რეაქცია მანგანუმის (IV) ოქსიდის თანდასწრებით:

ჟანგბადის მიღება შესაძლებელია კალიუმის ქლორატის (ბერტოლეს მარილი) KClO 3 კატალიზური დაშლით:

ჟანგბადის წარმოების ლაბორატორიული მეთოდები მოიცავს ტუტეების წყალხსნარების ელექტროლიზის მეთოდს, აგრეთვე ვერცხლისწყლის (II) ოქსიდის დაშლას (t = 100 ° C-ზე):

წყალქვეშა ნავებზე ის ჩვეულებრივ მიიღება ადამიანის მიერ ამოსუნთქული ნატრიუმის პეროქსიდის და ნახშირორჟანგის რეაქციით:

ფიზიკური თვისებები

ოკეანეებში გახსნილი O 2-ის შემცველობა ცივ წყალში მეტია და თბილ წყალში ნაკლები.

ნორმალურ პირობებში ჟანგბადი არის უფერო, უგემოვნო და უსუნო აირი.

მისი 1 ლიტრი მასა 1,429 გ, ჰაერზე ოდნავ მძიმეა. ოდნავ ხსნადი წყალში (4,9 მლ/100 გ 0°C-ზე, 2,09 მლ/100გრ 50°C-ზე) და ალკოჰოლში (2,78 მლ/100გრ 25°C-ზე). ის კარგად იხსნება გამდნარ ვერცხლში (22 ტომი O 2 Ag-ის 1 მოცულობაში 961 ° C ტემპერატურაზე). ატომთაშორისი მანძილი - 0,12074 ნმ. პარამაგნიტურია.

როდესაც აირისებრი ჟანგბადი თბება, ხდება მისი შექცევადი დისოციაცია ატომებად: 2000 °C - 0.03%, 2600 °C - 1%, 4000 °C - 59%, 6000 °C - 99.5%.

თხევადი ჟანგბადი (დუღილის წერტილი −182,98 °C) არის ღია ცისფერი სითხე.

O 2 ფაზის დიაგრამა

მყარი ჟანგბადი (დნობის წერტილი −218,35°C) - ლურჯი კრისტალები. ცნობილია ექვსი კრისტალური ფაზა, რომელთაგან სამი არსებობს 1 ატმოსფერული წნევის დროს:

α-O 2 - არსებობს 23,65 K-ზე დაბალ ტემპერატურაზე; კაშკაშა ლურჯი კრისტალები ეკუთვნის მონოკლინიკურ სისტემას, უჯრედის პარამეტრები a=5,403 Å, b=3,429 Å, c=5,086 Å; β=132,53°.

β-O 2 - არსებობს ტემპერატურის დიაპაზონში 23,65-დან 43,65 K-მდე; ღია ცისფერ კრისტალებს (ზეწოლის მატებასთან ერთად ფერი ვარდისფრად იქცევა) აქვთ რომბოედრული გისოსი, უჯრედის პარამეტრები a=4,21 Å, α=46,25°.

γ-O 2 - არსებობს 43,65-დან 54,21 K ტემპერატურაზე; ღია ცისფერ კრისტალებს აქვთ კუბური სიმეტრია, გისოსების პერიოდი a=6,83 Å.

მაღალი წნევის დროს იქმნება კიდევ სამი ფაზა:

δ-O 2 ტემპერატურის დიაპაზონი 20-240 K და წნევა 6-8 GPa, ნარინჯისფერი კრისტალები;

ε-O 4 წნევა 10-დან 96 გპა-მდე, ბროლის ფერი მუქი წითელიდან შავამდე, მონოკლინიკური სისტემა;

ζ-O n წნევა 96 GPa-ზე მეტი, მეტალის მდგომარეობა დამახასიათებელი მეტალის ბრწყინვალებით, დაბალ ტემპერატურაზე გადადის ზეგამტარ მდგომარეობაში.

ქიმიური თვისებები

ძლიერი ჟანგვის აგენტი, ურთიერთქმედებს თითქმის ყველა ელემენტთან, ქმნის ოქსიდებს. ჟანგვის მდგომარეობა არის -2. როგორც წესი, ჟანგვის რეაქცია მიმდინარეობს სითბოს გამოყოფით და აჩქარებს ტემპერატურის მატებასთან ერთად (იხ. წვა). ოთახის ტემპერატურაზე მომხდარი რეაქციების მაგალითი:

ჟანგავს ნაერთებს, რომლებიც შეიცავს ელემენტებს არამაქსიმალური ჟანგვის მდგომარეობით:

ჟანგავს ორგანული ნაერთების უმეტესობას:

გარკვეულ პირობებში შესაძლებელია ორგანული ნაერთის მსუბუქი დაჟანგვის განხორციელება:

ჟანგბადი უშუალოდ (ნორმალურ პირობებში, გაცხელებისას და/ან კატალიზატორების თანდასწრებით) რეაგირებს ყველა მარტივ ნივთიერებასთან, გარდა Au და ინერტული აირებისა (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn); ჰალოგენებთან რეაქციები ხდება ელექტრული გამონადენის ან ულტრაიისფერი გამოსხივების გავლენის ქვეშ. ოქროს ოქსიდები და მძიმე ინერტული აირები (Xe, Rn) მიიღეს არაპირდაპირი გზით. ჟანგბადის ყველა ორ ელემენტიან ნაერთში სხვა ელემენტებთან, ჟანგბადი ასრულებს ჟანგვის აგენტის როლს, გარდა ფტორის ნაერთებისა.

ჟანგბადი აყალიბებს პეროქსიდებს ჟანგბადის ატომის ჟანგვის მდგომარეობით ფორმალურად ტოლი -1-ის.

მაგალითად, პეროქსიდები მიიღება ტუტე ლითონების ჟანგბადში დაწვით:

ზოგიერთი ოქსიდი შთანთქავს ჟანგბადს:

ა.ნ.ბახისა და კ.ო.ენგლერის მიერ შემუშავებული წვის თეორიის მიხედვით, დაჟანგვა ხდება ორ ეტაპად შუალედური პეროქსიდის ნაერთის წარმოქმნით. ეს შუალედური ნაერთი შეიძლება იზოლირებული იყოს, მაგალითად, როდესაც დამწვარი წყალბადის ალი ყინულთან ერთად გაცივდება, წყალთან ერთად წარმოიქმნება წყალბადის ზეჟანგი:

სუპეროქსიდებში ჟანგბადს ოფიციალურად აქვს −½ ჟანგვის მდგომარეობა, ანუ ერთი ელექტრონი ჟანგბადის ორ ატომზე (O −2 იონი). მიღებულია პეროქსიდების ჟანგბადთან ურთიერთქმედებით მაღალი წნევისა და ტემპერატურის დროს:

კალიუმი K, რუბიდიუმი Rb და ცეზიუმი Cs რეაგირებენ ჟანგბადთან და წარმოქმნიან სუპეროქსიდებს:

დიოქსიგენილ იონში O 2 + ჟანგბადს ოფიციალურად აქვს +½ ჟანგვის მდგომარეობა. მიიღეთ რეაქცია:

ჟანგბადის ფტორიდები

ჟანგბადის დიფტორიდი, 2 ჟანგბადის ჟანგვის მდგომარეობიდან +2, მიიღება ფტორის ტუტე ხსნარში გავლისას:

ჟანგბადის მონოფტორიდი (Dioxydifluoride), O 2 F 2 , არასტაბილურია, ჟანგბადის დაჟანგვის მდგომარეობა არის +1. მიიღება ფტორისა და ჟანგბადის ნარევიდან ნათელ გამონადენში −196 °C ტემპერატურაზე:

ბზინვის გამონადენის გავლისას ფტორის ნარევში ჟანგბადთან გარკვეული წნევისა და ტემპერატურის დროს, მიიღება უმაღლესი ჟანგბადის ფტორიდების O 3 F 2, O 4 F 2, O 5 F 2 და O 6 F 2 ნარევები.

კვანტური მექანიკური გამოთვლები პროგნოზირებს OF 3 + ტრიფტორჰიდროქსონიუმის იონის სტაბილურ არსებობას. თუ ეს იონი ნამდვილად არსებობს, მაშინ მასში ჟანგბადის დაჟანგვის მდგომარეობა იქნება +4.

ჟანგბადი ხელს უწყობს სუნთქვის, წვის და დაშლის პროცესებს.

თავისუფალ ფორმაში, ელემენტი არსებობს ორ ალოტროპულ მოდიფიკაციაში: O 2 და O 3 (ოზონი). როგორც 1899 წელს დაადგინეს პიერ კიურიმ და მარია სკლოდოვსკა-კურიმ, მაიონებელი გამოსხივების გავლენის ქვეშ, O 2 იქცევა O 3-ად.

განაცხადი

ჟანგბადის ფართო ინდუსტრიული გამოყენება დაიწყო მე-20 საუკუნის შუა ხანებში, ტურბო გაფართოების გამოგონების შემდეგ - მოწყობილობები თხევადი ჰაერის გათხევადებისა და გამოყოფისთვის.

ATმეტალურგია

ფოლადის წარმოების ან მქრქალი დამუშავების კონვერტორი მეთოდი დაკავშირებულია ჟანგბადის გამოყენებასთან. ბევრ მეტალურგიულ ერთეულში, საწვავის უფრო ეფექტური წვისთვის, ჰაერის ნაცვლად სანთურებში გამოიყენება ჟანგბად-ჰაერის ნარევი.

ლითონების შედუღება და ჭრა

ლურჯ ცილინდრებში ჟანგბადი ფართოდ გამოიყენება ლითონების ცეცხლზე ჭრისა და შედუღებისთვის.

რაკეტის საწვავი

თხევადი ჟანგბადი, წყალბადის ზეჟანგი, აზოტის მჟავა და ჟანგბადით მდიდარი სხვა ნაერთები გამოიყენება, როგორც ჟანგვის აგენტი სარაკეტო საწვავისთვის. თხევადი ჟანგბადისა და თხევადი ოზონის ნარევი არის სარაკეტო საწვავის ერთ-ერთი ყველაზე ძლიერი ოქსიდიზატორი (წყალბად-ოზონის ნარევის სპეციფიური იმპულსი აღემატება წყალბად-ფტორის და წყალბად-ჟანგბადის ფტორის წყვილის სპეციფიკურ იმპულსს).

ATწამალი

სამედიცინო ჟანგბადი ინახება ცისფერ მაღალი წნევის მეტალის გაზის ცილინდრებში (შეკუმშული ან თხევადი გაზისთვის) სხვადასხვა სიმძლავრის 1.2-დან 10.0 ლიტრამდე 15 მპა-მდე (150 ატმ) წნევის ქვეშ და გამოიყენება ანესთეზიის მოწყობილობებში რესპირატორული აირის ნარევების გასამდიდრებლად. რესპირატორული უკმარისობა, ბრონქული ასთმის შეტევის შესაჩერებლად, ნებისმიერი წარმოშობის ჰიპოქსიის აღმოფხვრა, დეკომპრესიული ავადმყოფობით, კუჭ-ნაწლავის ტრაქტის პათოლოგიის სამკურნალოდ ჟანგბადის კოქტეილების სახით. ინდივიდუალური მოხმარებისთვის, ცილინდრებიდან სამედიცინო ჟანგბადი ივსება სპეციალური რეზინის კონტეინერებით - ჟანგბადის ბალიშებით. მინდორში ან საავადმყოფოში ერთი ან ორი მსხვერპლისთვის ჟანგბადის ან ჟანგბად-ჰაერის ნარევის ერთდროულად მიწოდებისთვის გამოიყენება სხვადასხვა მოდელისა და მოდიფიკაციის ჟანგბადის ინჰალატორები. ჟანგბადის ინჰალატორის უპირატესობა არის გაზის ნარევის კონდენსატორ-დამატენიანებელის არსებობა, რომელიც იყენებს ამოსუნთქული ჰაერის ტენიანობას. ცილინდრში დარჩენილი ჟანგბადის რაოდენობის გამოსათვლელად ლიტრებში, ცილინდრში წნევა ატმოსფეროში (რედუქტორის წნევის მრიცხველის მიხედვით) ჩვეულებრივ მრავლდება ცილინდრის სიმძლავრეზე ლიტრებში. მაგალითად, 2 ლიტრი მოცულობის ცილინდრში წნევის ლიანდაგი აჩვენებს ჟანგბადის წნევას 100 ატმ. ჟანგბადის მოცულობა ამ შემთხვევაში არის 100 × 2 = 200 ლიტრი.

ATᲙვების ინდუსტრია

კვების მრეწველობაში ჟანგბადი რეგისტრირებულია როგორც საკვები დანამატი E948, როგორც საწვავი და შესაფუთი გაზი.

ATქიმიური მრეწველობა

ქიმიურ მრეწველობაში ჟანგბადი გამოიყენება როგორც ჟანგვის აგენტი მრავალ სინთეზში, მაგალითად, ნახშირწყალბადების დაჟანგვა ჟანგბადის შემცველ ნაერთებამდე (ალკოჰოლი, ალდეჰიდები, მჟავები), ამიაკი აზოტის ოქსიდებამდე აზოტის მჟავის წარმოებაში. ჟანგვის დროს განვითარებული მაღალი ტემპერატურების გამო ეს უკანასკნელი ხშირად წვის რეჟიმში ხორციელდება.

ATსოფლის მეურნეობა

სათბურებში, ჟანგბადის კოქტეილების დასამზადებლად, ცხოველებში წონის მომატებისთვის, თევზის მეურნეობაში წყლის გარემოს ჟანგბადით გასამდიდრებლად.

ჟანგბადის ბიოლოგიური როლი

ჟანგბადის გადაუდებელი მიწოდება ბომბის თავშესაფარში

ცოცხალი არსებების უმეტესობა (აერობები) სუნთქავს ჟანგბადს ჰაერიდან. ჟანგბადი ფართოდ გამოიყენება მედიცინაში. გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების დროს, მეტაბოლური პროცესების გასაუმჯობესებლად, კუჭში შეჰყავთ ჟანგბადის ქაფი („ჟანგბადის კოქტეილი“). კანქვეშა ჟანგბადის შეყვანა გამოიყენება ტროფიკული წყლულების, სპილოების, განგრენის და სხვა სერიოზული დაავადებების დროს. ოზონით ხელოვნური გამდიდრება გამოიყენება ჰაერის დეზინფექციისა და დეზოდორაციისთვის და სასმელი წყლის გასაწმენდად. ჟანგბადის რადიოაქტიური იზოტოპი 15 O გამოიყენება სისხლის ნაკადის სიჩქარის შესასწავლად, ფილტვის ვენტილაცია.

ტოქსიკური ჟანგბადის წარმოებულები

ზოგიერთი ჟანგბადის წარმოებულები (ე.წ. რეაქტიული ჟანგბადის სახეობები), როგორიცაა ერთჯერადი ჟანგბადი, წყალბადის ზეჟანგი, სუპეროქსიდი, ოზონი და ჰიდროქსილის რადიკალი, ძალიან ტოქსიკური პროდუქტებია. ისინი წარმოიქმნება ჟანგბადის გააქტიურების ან ნაწილობრივი შემცირების პროცესში. სუპეროქსიდი (სუპეროქსიდის რადიკალი), წყალბადის ზეჟანგი და ჰიდროქსილის რადიკალი შეიძლება წარმოიქმნას ადამიანისა და ცხოველის ორგანიზმის უჯრედებსა და ქსოვილებში და გამოიწვიოს ოქსიდაციური სტრესი.

იზოტოპები

ჟანგბადს აქვს სამი სტაბილური იზოტოპი: 16 O, 17 O და 18 O, რომელთა საშუალო შემცველობა შეადგენს დედამიწაზე ჟანგბადის ატომების მთლიანი რაოდენობის შესაბამისად 99,759%, 0,037% და 0,204%. მათგან ყველაზე მსუბუქი, 16 O, მკვეთრი უპირატესობა იზოტოპების ნარევში განპირობებულია იმით, რომ 16 O ატომის ბირთვი შედგება 8 პროტონისა და 8 ნეიტრონისგან (ორმაგი ჯადოსნური ბირთვი შევსებული ნეიტრონისა და პროტონის გარსებით). და ასეთ ბირთვებს, როგორც ატომური ბირთვის სტრუქტურის თეორიიდან გამომდინარეობს, აქვთ განსაკუთრებული სტაბილურობა.

ასევე ცნობილია რადიოაქტიური ჟანგბადის იზოტოპები მასობრივი რიცხვებით 12 O-დან 24 O-მდე. ყველა რადიოაქტიურ ჟანგბადის იზოტოპს აქვს ხანმოკლე ნახევარგამოყოფის პერიოდი, მათგან ყველაზე ხანგრძლივია 15 O, ნახევარგამოყოფის პერიოდით ~120 წმ. ყველაზე ხანმოკლე 12 O იზოტოპს აქვს ნახევარგამოყოფის პერიოდი 5,8·10 −22 წმ.

ჟანგბადის თვისებები და მისი წარმოების მეთოდები

ჟანგბადი O 2 არის ყველაზე უხვი ელემენტი დედამიწაზე. ის დიდი რაოდენობით გვხვდება დედამიწის ქერქში სხვადასხვა ნივთიერების ქიმიური ნაერთების სახით (50% წონით), წყალბადთან ერთად წყალში (დაახლოებით 86% წონით) და თავისუფალ მდგომარეობაში ატმოსფერულ ჰაერში. შერეული ძირითადად აზოტთან 20,93% მოც. (წონით 23,15%).

ჟანგბადს უდიდესი მნიშვნელობა აქვს ეროვნულ ეკონომიკაში. ფართოდ გამოიყენება მეტალურგიაში; ქიმიური მრეწველობა; ლითონების ალივით დამუშავებისთვის, მყარი ქანების ცეცხლის ბურღვისთვის, მიწისქვეშა ნახშირის გაზიფიკაციისთვის; მედიცინაში და სხვადასხვა სუნთქვის აპარატში, მაგალითად, მაღალ სიმაღლეზე ფრენისთვის და სხვა ადგილებში.

ნორმალურ პირობებში ჟანგბადი არის უფერო, უსუნო და უგემოვნო გაზი, აალებადი, მაგრამ აქტიურად უჭერს მხარს წვას. ძალიან დაბალ ტემპერატურაზე ჟანგბადი იქცევა თხევად და თუნდაც მყარად.

ჟანგბადის ყველაზე მნიშვნელოვანი ფიზიკური მუდმივებია:

Მოლეკულური წონა	32
წონა 1 მ 3 0 ° C და 760 მმ Hg. Ხელოვნება. კგ-ში	1,43
იგივე 20 ° C და 760 mm Hg. Ხელოვნება. კგ-ში	1,33
კრიტიკული ტემპერატურა °C-ში	-118
კრიტიკული წნევა კგფ/მ3-ში	51,35
დუღილის წერტილი 760 მმ Hg. Ხელოვნება. °C-ში	-182,97
1 ლიტრი თხევადი ჟანგბადის წონა -182, 97 °C და 760 მმ Hg. Ხელოვნება. კგ-ში.	1,13
1 ლიტრი სითხისგან მიღებული აირისებრი ჟანგბადის რაოდენობა 20 ° C ტემპერატურაზე და 760 მმ Hg. Ხელოვნება. ლ-ში	850
გამაგრების ტემპერატურა 760 მმ Hg. Ხელოვნება. °C-ში	-218,4

ჟანგბადს აქვს მაღალი ქიმიური აქტივობა და ქმნის ნაერთებს ყველა ქიმიურ ელემენტთან, გარდა იშვიათი აირებისა. ორგანულ ნივთიერებებთან ჟანგბადის რეაქციას გამოხატული ეგზოთერმული ხასიათი აქვს. ასე რომ, როდესაც შეკუმშული ჟანგბადი ურთიერთქმედებს ცხიმოვან ან წვრილად გაფანტულ მყარ წვად ნივთიერებებთან, ისინი მყისიერად იჟანგება და გამოთავისუფლებული სითბო ხელს უწყობს ამ ნივთიერებების სპონტანურ წვას, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ხანძარი ან აფეთქება. ეს თვისება განსაკუთრებით უნდა იყოს გათვალისწინებული ჟანგბადის აღჭურვილობის მუშაობისას.

ჟანგბადის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი თვისებაა მისი უნარი შექმნას ფართოდ ფეთქებადი ნარევები აალებადი გაზებით და თხევადი აალებადი ნივთიერებების ორთქლით, რამაც ასევე შეიძლება გამოიწვიოს აფეთქებები ღია ალის ან თუნდაც ნაპერწკლის თანდასწრებით. ასაფეთქებელი ნივთიერებები ასევე არის ჰაერის ნარევები აირისებრი ან ორთქლის აალებადი ნივთიერებებით.

ჟანგბადის მიღება შესაძლებელია: 1) ქიმიური საშუალებებით; 2) წყლის ელექტროლიზი; 3) ჰაერიდან ფიზიკური საშუალებებით.

ქიმიური მეთოდები, რომლებიც შედგება სხვადასხვა ნივთიერებიდან ჟანგბადის მიღებაში, არაეფექტურია და ამჟამად მხოლოდ ლაბორატორიული მნიშვნელობისაა.

წყლის ელექტროლიზი, ანუ მისი დაშლა კომპონენტებად - წყალბადად და ჟანგბადად, ხორციელდება აპარატებში, რომლებსაც ელექტროლიზატორები ეწოდება. პირდაპირი დენი გადის წყალში, რომელშიც ემატება კაუსტიკური სოდა NaOH ელექტრული გამტარობის გაზრდის მიზნით; ჟანგბადი გროვდება ანოდზე და წყალბადი გროვდება კათოდზე. ამ მეთოდის მინუსი არის ენერგიის მაღალი მოხმარება: 1 მ 3 0 2-ზე 12-15 კვტ იხარჯება (გარდა ამისა, მიიღება 2 მ 3 H 2). თ) ეს მეთოდი რაციონალურია როგორც იაფი ელექტროენერგიის არსებობისას, ასევე ელექტროლიტური წყალბადის წარმოებისას, როდესაც ჟანგბადი ნარჩენი პროდუქტია.

ფიზიკური მეთოდი შედგება ჰაერის კომპონენტებად დაყოფაში ღრმა გაგრილებით. ეს მეთოდი შესაძლებელს ხდის ჟანგბადის მიღებას პრაქტიკულად შეუზღუდავი რაოდენობით და უმთავრესი სამრეწველო მნიშვნელობისაა. ელექტროენერგიის მოხმარება 1 მ 3 O 2-ზე არის 0,4-1,6 კვტ. თ, ინსტალაციის ტიპის მიხედვით.

ჟანგბადის მიღება ჰაერიდან

ატმოსფერული ჰაერი ძირითადად წარმოადგენს სამი აირის მექანიკურ ნარევს შემდეგი მოცულობითი შემცველობით: აზოტი - 78,09%, ჟანგბადი - 20,93%, არგონი - 0,93%. გარდა ამისა, შეიცავს დაახლოებით 0,03% ნახშირორჟანგს და მცირე რაოდენობით იშვიათ გაზებს, წყალბადს, აზოტის ოქსიდს და ა.შ.

ჰაერიდან ჟანგბადის მიღების მთავარი ამოცანაა ჰაერის გამოყოფა ჟანგბადად და აზოტად. გზაზე გამოყოფილია არგონი, რომლის გამოყენება შედუღების სპეციალურ მეთოდებში მუდმივად იზრდება, ასევე იშვიათი გაზები, რომლებიც მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ რიგ ინდუსტრიებში. აზოტს აქვს გარკვეული გამოყენება შედუღებისას, როგორც დამცავი აირი, მედიცინაში და სხვა სფეროებში.

მეთოდის არსი მდგომარეობს ჰაერის ღრმა გაგრილებაში მისი გადაქცევით თხევად მდგომარეობაში, რაც ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს შეიძლება მიღწეული იყოს ტემპერატურის დიაპაზონში -191,8 ° C (გათხევადების დასაწყისი) -193,7 ° C ( გათხევადების დასასრული).

სითხის გამოყოფა ჟანგბადად და აზოტად ხდება მათი დუღილის წერტილების სხვაობის გამოყენებით, კერძოდ: T kip. o2 \u003d -182,97 ° C; დუღილის წერტილი N2 = -195,8 ° C (760 მმ Hg-ზე).

სითხის თანდათანობითი აორთქლებისას აზოტი, რომელსაც უფრო დაბალი დუღილის წერტილი აქვს, ჯერ გადადის აირისებრ ფაზაში და გამოყოფისას სითხე გამდიდრდება ჟანგბადით. ამ პროცესის მრავალჯერ გამეორება შესაძლებელს ხდის საჭირო სისუფთავის ჟანგბადისა და აზოტის მიღებას. სითხეების შემადგენელ ნაწილებად დაყოფის ამ მეთოდს რექტიფიკაცია ეწოდება.

ჰაერიდან ჟანგბადის წარმოებისთვის არის სპეციალიზებული საწარმოები, რომლებიც აღჭურვილია მაღალი ხარისხის ქარხნებით. გარდა ამისა, მსხვილ ლითონის გადამამუშავებელ საწარმოებს აქვთ საკუთარი ჟანგბადის სადგურები.

ჰაერის გათხევადებისთვის საჭირო დაბალი ტემპერატურა მიიღება ეგრეთ წოდებული გაგრილების ციკლების საშუალებით. ქვემოთ მოცემულია თანამედროვე დანადგარებში გამოყენებული ძირითადი სამაცივრო ციკლების მოკლე მიმოხილვა.

გამაგრილებელი ციკლი ჰაერის დათრგუნვით ეფუძნება ჯოულ-ტომსონის ეფექტს, ანუ გაზის ტემპერატურის მკვეთრ შემცირებას მისი თავისუფალი გაფართოების დროს. ციკლის დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 2.

ჰაერი შეკუმშულია მრავალსაფეხურიან კომპრესორში 1-დან 200 კგფ/სმ 2-მდე და შემდეგ გადის გამაგრილებელ 2-ში გამდინარე წყლით. ჰაერის ღრმა გაცივება ხდება თბოგამცვლელში 3 ცივი აირის საპირისპირო ნაკადით თხევადი კოლექტორიდან (თხევადი შემადგენელი) 4. დროსელის სარქველში 5 ჰაერის გაფართოების შედეგად იგი დამატებით გაცივდება და ნაწილობრივ თხევადდება.

კრებულში 4 წნევა რეგულირდება 1-2 კგფ/სმ 2 ფარგლებში. სითხე პერიოდულად იწურება კოლექტორიდან სპეციალურ კონტეინერებში მე-6 სარქველის მეშვეობით. ჰაერის გაუთხევადებელი ნაწილი ამოღებულია თბოგამცვლელის მეშვეობით, აციებს შემომავალი ჰაერის ახალ ნაწილებს.

ჰაერი თანდათანობით გაცივდება გათხევადების ტემპერატურამდე; როდესაც მოწყობილობა ჩართულია, არის გაშვების პერიოდი, რომლის დროსაც არ შეინიშნება ჰაერის გათხევადება, მაგრამ მხოლოდ დანაყოფი გაცივდება. ამ პერიოდს რამდენიმე საათი სჭირდება.

ციკლის უპირატესობა მისი სიმარტივეა, ხოლო მინუსი არის ელექტროენერგიის შედარებით მაღალი მოხმარება - 4,1 კვტ-მდე. სთ 1 კგ თხევად ჰაერზე კომპრესორის წნევით 200 კგფ/სმ 2; დაბალი წნევის დროს მკვეთრად იზრდება ენერგიის სპეციფიკური მოხმარება. ეს ციკლი გამოიყენება მცირე და საშუალო სიმძლავრის დანადგარებში აირისებრი ჟანგბადის წარმოებისთვის.

გარკვეულწილად უფრო რთულია ამიაკის წინასწარი გაგრილების ციკლი.

საშუალო წნევის გაგრილების ციკლი გაფართოებით ექსპანდერში ემყარება გაზის ტემპერატურის შემცირებას გაფართოების დროს გარე სამუშაოების დაბრუნებით. გარდა ამისა, გამოიყენება ჯოულ-ტომსონის ეფექტიც. ციკლის დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 3.

ჰაერი შეკუმშულია კომპრესორში 1-დან 20-40 კგფ/სმ 2-მდე, გადის მაცივარში 2 და შემდეგ სითბოს გადამცვლელებში 3 და 4. სითბოს გადამცვლელის 3-ის შემდეგ იგზავნება ჰაერის უმეტესი ნაწილი (70-80%). დგუშის გაფართოების მანქანა-გაფართოების 6-მდე, ხოლო ჰაერის მცირე ნაწილი (20-30%) თავისუფალ გაფართოებამდე მიდის დროსელის სარქველში 5 და შემდეგ კოლექტორში 7, რომელსაც აქვს სარქველი 8 სითხის გადინებისთვის. ექსპანდერში 6

ჰაერი, რომელიც უკვე გაცივებულია პირველ სითბოს გადამცვლელში, მუშაობს - ის უბიძგებს აპარატის დგუშის, მისი წნევა ეცემა 1 კგფ / სმ 2-მდე, რის გამოც ტემპერატურა მკვეთრად ეცემა. ექსპანდერიდან ცივი ჰაერი, რომლის ტემპერატურაა დაახლოებით -100 ° C, გამოიყოფა გარეთ სითბოს გადამცვლელების 4 და 3 საშუალებით, შემომავალი ჰაერის გაგრილება. ამრიგად, ექსპანდერი უზრუნველყოფს მცენარის ძალიან ეფექტურ გაგრილებას კომპრესორში შედარებით დაბალ წნევაზე. ექსპანდერის მუშაობა სასარგებლოდ გამოიყენება და ეს ნაწილობრივ ანაზღაურებს კომპრესორში ჰაერის შეკუმშვაზე დახარჯულ ენერგიას.

ციკლის უპირატესობებია: შედარებით დაბალი შეკუმშვის წნევა, რაც ამარტივებს კომპრესორის დიზაინს და გაზრდილი გაგრილების სიმძლავრეს (ექსპანდერის წყალობით), რაც უზრუნველყოფს დანადგარის სტაბილურ მუშაობას ჟანგბადის თხევადი სახით მიღებისას.

დაბალი წნევის გაგრილების ციკლი გაფართოებით ტურბო-ექსპანდერში, შემუშავებული აკად. P. L. Kapitsa ემყარება დაბალი წნევის ჰაერის გამოყენებას ცივი წარმოებით მხოლოდ ამ ჰაერის გაფართოების გამო საჰაერო ტურბინაში (ტურბო ექსპანდერი) გარე სამუშაოების წარმოებით. ციკლის დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 4.

ჰაერი შეკუმშულია ტურბოდამტენით 1-დან 6-7 კგფ/სმ 2-მდე, გაცივდება წყლით გამაგრილებელ 2-ში და შედის რეგენერატორებში 3 (სითბომცვლელები), სადაც ცივდება ცივი ჰაერის საპირისპირო ნაკადით. ჰაერის 95%-მდე მას შემდეგ, რაც რეგენერატორები იგზავნება ტურბო ექსპანდერში 4, ფართოვდება აბსოლუტურ წნევამდე 1 კგფ/სმ 2 გარე სამუშაოების შესრულებით და ამავდროულად სწრაფად გაცივდება, რის შემდეგაც იგი იკვებება კონდენსატორის მილის სივრცე 5 და აკონდენსებს დანარჩენ შეკუმშულ ჰაერს (5%), რომელიც შედის რგოლში. კონდენსატორიდან 5, ჰაერის ძირითადი ნაკადი მიმართულია რეგენერატორებისკენ და აციებს შემომავალ ჰაერს, ხოლო თხევადი ჰაერი გადის დროსელის სარქველით 6 კოლექტორ 7-მდე, საიდანაც იგი იშლება სარქველში 8. დიაგრამაზე ნაჩვენებია ერთი რეგენერატორი. , მაგრამ რეალურად ისინი დამონტაჟებულია რამდენიმე და ჩართულია რიგრიგობით.

ტურბო ექსპანდერით დაბალი წნევის ციკლის უპირატესობებია: ტურბომანქანების უფრო მაღალი ეფექტურობა დგუშის ტიპის მანქანებთან შედარებით, ტექნოლოგიური სქემის გამარტივება და ქარხნის საიმედოობისა და აფეთქების უსაფრთხოების გაზრდა. ციკლი გამოიყენება მაღალი პროდუქტიულობის დანადგარებში.

თხევადი ჰაერის კომპონენტებად დაყოფა ხორციელდება რექტიფიკაციის პროცესის საშუალებით, რომლის არსი მდგომარეობს იმაში, რომ თხევადი ჰაერის აორთქლების დროს წარმოქმნილი აზოტისა და ჟანგბადის ორთქლის ნარევი გადადის ჟანგბადის დაბალი შემცველობის მქონე სითხეში. ვინაიდან სითხეში ნაკლები ჟანგბადია და მეტი აზოტი, მას აქვს უფრო დაბალი ტემპერატურა, ვიდრე მასში გამავალი ორთქლი, რაც იწვევს ორთქლიდან ჟანგბადის კონდენსაციას და სითხის გამდიდრებას სითხიდან აზოტის ერთდროული აორთქლებით, ე.ი. , სითხის ზემოთ ორთქლის გამდიდრება .

გასწორების პროცესის არსის შესახებ იდეა შეიძლება მოგვცეს ნახ. 5 არის თხევადი ჰაერის მრავალჯერადი აორთქლების და კონდენსაციის პროცესის გამარტივებული დიაგრამა.

ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ ჰაერი შედგება მხოლოდ აზოტისა და ჟანგბადისგან. წარმოიდგინეთ, რომ ერთმანეთთან არის დაკავშირებული რამდენიმე ჭურჭელი (I-V), ზედაში არის თხევადი ჰაერი 21% ჟანგბადის შემცველობით. ჭურჭლის ეტაპობრივი განლაგების გამო სითხე ჩამოიწურება და, ამავდროულად, თანდათან გამდიდრდება ჟანგბადით და მისი ტემპერატურა მოიმატებს.

დავუშვათ, რომ II ჭურჭელში არის სითხე, რომელიც შეიცავს 30% 0 2, III ჭურჭელში - 40%, IV ჭურჭელში - 50%, ხოლო V ჭურჭელში - 60% ჟანგბადს.

ორთქლის ფაზაში ჟანგბადის შემცველობის დასადგენად ვიყენებთ სპეციალურ გრაფიკს - ნახ. 6, რომლის მრუდები მიუთითებს ჟანგბადის შემცველობას სითხეში და ორთქლში სხვადასხვა წნევის დროს.

დავიწყოთ სითხის აორთქლება V ჭურჭელში 1 კგფ/სმ 2 აბსოლუტური წნევით. როგორც ჩანს ნახ. 6, ამ ჭურჭლის სითხის ზემოთ, რომელიც შედგება 60% 0 2 და 40% N 2-ისგან, შეიძლება იყოს წონასწორული ორთქლი შემადგენლობაში, რომელიც შეიცავს 26.5% 02 და 73.5% N 2, რომელსაც აქვს იგივე ტემპერატურა, როგორც სითხე. ამ ორთქლს ვაწვებით IV ჭურჭელში, სადაც სითხე შეიცავს მხოლოდ 50% 0 2 და 50% N 2 და შესაბამისად უფრო ცივი იქნება. ნახ. 6 ჩანს, რომ ამ სითხის ზემოთ ორთქლი შეიძლება შეიცავდეს მხოლოდ 19% 0 2 და 81% N 2 და მხოლოდ ამ შემთხვევაში მისი ტემპერატურა იქნება ამ ჭურჭლის სითხის ტემპერატურის ტოლი.

მაშასადამე, V ჭურჭლიდან IV ჭურჭელში მიწოდებულ ორთქლს, რომელიც შეიცავს 26,5% O 2-ს, აქვს უფრო მაღალი ტემპერატურა, ვიდრე სითხე IV ჭურჭელში; ამიტომ ორთქლის ჟანგბადი კონდენსირდება IV ჭურჭლის სითხეში და მისგან აზოტის ნაწილი აორთქლდება. შედეგად, IV ჭურჭლის სითხე გამდიდრდება ჟანგბადით, ხოლო მის ზემოთ ორთქლი აზოტით.

ანალოგიურად, პროცესი ჩატარდება სხვა ჭურჭელში და, ამრიგად, ზედა ჭურჭლიდან ქვედა ჭურჭელში გადინებისას, სითხე გამდიდრებულია ჟანგბადით, კონდენსირებულია მას ამომავალი ორთქლიდან და აძლევს მათ აზოტს.

პროცესის გაგრძელებით, შეგიძლიათ მიიღოთ ორთქლი, რომელიც შედგება თითქმის სუფთა აზოტისგან, ხოლო ქვედა ნაწილში - სუფთა თხევადი ჟანგბადისგან. სინამდვილეში, გასწორების პროცესი, რომელიც ხდება ჟანგბადის მცენარეების დისტილაციის სვეტებში, ბევრად უფრო რთულია, ვიდრე აღწერილია, მაგრამ მისი ფუნდამენტური შინაარსი იგივეა.

ინსტალაციის ტექნოლოგიური სქემისა და გაგრილების ციკლის ტიპის მიუხედავად, ჰაერიდან ჟანგბადის წარმოების პროცესი მოიცავს შემდეგ ეტაპებს:

1) ჰაერის გაწმენდა მტვრისგან, წყლის ორთქლისა და ნახშირორჟანგისაგან. CO 2-ის შეკავშირება მიიღწევა NaOH-ის წყალხსნარში ჰაერის გავლის გზით;

2) ჰაერის შეკუმშვა კომპრესორში შემდგომი გაგრილებით მაცივრებში;

3) შეკუმშული ჰაერის გაგრილება სითბოს გადამცვლელებში;

4) შეკუმშული ჰაერის გაფართოება დროსელის სარქველში ან ექსპანდერში მისი გაგრილებისა და გათხევადებისთვის;

5) ჰაერის გათხევადება და გასწორება ჟანგბადისა და აზოტის მისაღებად;

6) თხევადი ჟანგბადის ჩაშვება სტაციონარული ავზებში და აირისებრი ჟანგბადის გატანა გაზსამაგრებში;

7) მიღებული ჟანგბადის ხარისხის კონტროლი;

8) სატრანსპორტო ავზების შევსება თხევადი ჟანგბადით და ცილინდრების შევსება აირისებრი ჟანგბადით.

აირისებრი და თხევადი ჟანგბადის ხარისხი რეგულირდება შესაბამისი GOST-ებით.

GOST 5583-58-ის მიხედვით, იწარმოება სამი კლასის აირისებრი ტექნიკური ჟანგბადი: ყველაზე მაღალი - მინიმუმ 99,5% O 2 შემცველობით, 1-ლი - მინიმუმ 99,2% O 2 და მე-2 - მინიმუმ 98,5% O 2. დანარჩენი არის არგონი და აზოტი (0,5–1,5%). ტენიანობა არ უნდა აღემატებოდეს 0,07 გ/ლ 3 . წყლის ელექტროლიზით მიღებული ჟანგბადი არ უნდა შეიცავდეს მოცულობით წყალბადის 0,7%-ზე მეტს.

GOST 6331-52-ის მიხედვით, იწარმოება ორი კლასის თხევადი ჟანგბადი: ხარისხი A მინიმუმ 99.2% O 2 შემცველობით და ხარისხი B მინიმუმ 98.5% O 2 შემცველობით. აცეტილენის შემცველობა თხევად ჟანგბადში არ უნდა აღემატებოდეს 0,3 სმ 3/ლ.

გამოიყენება მეტალურგიული, ქიმიური და სხვა მრეწველობის საწარმოებში სხვადასხვა პროცესების გასააქტიურებლად, ტექნოლოგიური ჟანგბადი შეიცავს 90-98% O 2 .

აირისებრი, ასევე თხევადი ჟანგბადის ხარისხის კონტროლი ხორციელდება უშუალოდ წარმოების პროცესში სპეციალური ინსტრუმენტების გამოყენებით.

ადმინისტრაცია სტატიის საერთო რეიტინგი: გამოქვეყნებულია: 2012.06.01

კითხვა ნომერი 2 როგორ მიიღება ჟანგბადი ლაბორატორიაში და მრეწველობაში? დაწერეთ შესაბამისი რეაქციების განტოლებები. რით განსხვავდება ეს მეთოდები ერთმანეთისგან?

პასუხი:

ლაბორატორიაში ჟანგბადის მიღება შესაძლებელია შემდეგი გზით:

1) წყალბადის ზეჟანგის დაშლა კატალიზატორის თანდასწრებით (მანგანუმის ოქსიდი

2) ბერტოლეტის მარილის (კალიუმის ქლორატის) დაშლა:

3) კალიუმის პერმანგანატის დაშლა:

ინდუსტრიაში ჟანგბადი მიიღება ჰაერიდან, რომელიც შეიცავს დაახლოებით 20% მოცულობით. ჰაერი თხევადდება წნევის ქვეშ და ძლიერი გაგრილებით. ჟანგბადს და აზოტს (ჰაერის მეორე ძირითად კომპონენტს) აქვთ სხვადასხვა დუღილის წერტილი. მაშასადამე, მათი გამოყოფა შესაძლებელია დისტილაციით: აზოტს უფრო დაბალი დუღილის წერტილი აქვს ვიდრე ჟანგბადი, ამიტომ აზოტი აორთქლდება ჟანგბადამდე.

განსხვავებები ჟანგბადის წარმოების სამრეწველო და ლაბორატორიულ მეთოდებს შორის:

1) ჟანგბადის მიღების ყველა ლაბორატორიული მეთოდი ქიმიურია, ანუ ამ შემთხვევაში ზოგიერთი ნივთიერება სხვაში გარდაიქმნება. ჰაერიდან ჟანგბადის მიღების პროცესი ფიზიკური პროცესია, რადგან ზოგიერთი ნივთიერების სხვაში გადაქცევა არ ხდება.

2) ჟანგბადის მიღება შესაძლებელია ჰაერიდან გაცილებით დიდი რაოდენობით.

ეს გაკვეთილი ეძღვნება ჟანგბადის მიღების თანამედროვე მეთოდების შესწავლას. გაიგებთ, რა მეთოდებით და რა ნივთიერებებიდან იღებენ ჟანგბადს ლაბორატორიასა და მრეწველობაში.

თემა: ნივთიერებები და მათი გარდაქმნები

გაკვეთილი:ჟანგბადის მიღება

სამრეწველო მიზნებისთვის ჟანგბადი უნდა იქნას მიღებული დიდი მოცულობით და რაც შეიძლება იაფად. ჟანგბადის მოპოვების ეს მეთოდი შემოგვთავაზა ნობელის პრემიის ლაურეატი პიტერ ლეონიდოვიჩ კაპიცა. მან გამოიგონა ჰაერის გათხევადების ქარხანა. მოგეხსენებათ, მოცულობითი ჟანგბადის დაახლოებით 21% ჰაერშია. ჟანგბადის გამოყოფა შესაძლებელია თხევადი ჰაერისგან დისტილაციით, რადგან ჰაერში არსებულ ყველა ნივთიერებას განსხვავებული დუღილის წერტილი აქვს. ჟანგბადის დუღილის წერტილი არის -183°C, ხოლო აზოტის -196°C. ეს ნიშნავს, რომ თხევადი ჰაერის დისტილაციის დროს ჯერ აზოტი ადუღდება და აორთქლდება, შემდეგ კი ჟანგბადი.

ლაბორატორიაში ჟანგბადი არ არის საჭირო ისეთი დიდი რაოდენობით, როგორც ინდუსტრიაში. ჩვეულებრივ, იგი მოჰყავთ ლურჯი ფოლადის ცილინდრებში, რომლებშიც ის ზეწოლის ქვეშ იმყოფება. ზოგიერთ შემთხვევაში, კვლავ საჭიროა ჟანგბადის ქიმიურად მიღება. ამისათვის გამოიყენება დაშლის რეაქციები.

ექსპერიმენტი 1. დაასხით წყალბადის ზეჟანგის ხსნარი პეტრის ჭურჭელში. ოთახის ტემპერატურაზე წყალბადის ზეჟანგი ნელა იშლება (ჩვენ ვერ ვხედავთ რეაქციის ნიშნებს), მაგრამ ეს პროცესი შეიძლება დაჩქარდეს ხსნარში მანგანუმის (IV) ოქსიდის რამდენიმე მარცვლის დამატებით. შავი ოქსიდის მარცვლების ირგვლივ, გაზის ბუშტები მაშინვე იწყებენ გამორჩევას. ეს არის ჟანგბადი. არ აქვს მნიშვნელობა რამდენ ხანს გაგრძელდება რეაქცია, მანგანუმის(IV) ოქსიდის მარცვლები ხსნარში არ იხსნება. ანუ მანგანუმის(IV) ოქსიდი მონაწილეობს რეაქციაში, აჩქარებს მას, მაგრამ თავად არ მოიხმარება მასში.

ნივთიერებები, რომლებიც აჩქარებენ რეაქციას, მაგრამ არ მოიხმარენ რეაქციაში, ეწოდება კატალიზატორები.

კატალიზატორებით აჩქარებულ რეაქციებს ე.წ კატალიზური.

კატალიზატორის მიერ რეაქციის აჩქარებას ეწოდება კატალიზი.

ამრიგად, მანგანუმის (IV) ოქსიდი ემსახურება როგორც კატალიზატორი წყალბადის ზეჟანგის დაშლას. რეაქციის განტოლებაში კატალიზატორის ფორმულა იწერება ტოლობის ნიშნის ზემოთ. ჩავწეროთ განხორციელებული რეაქციის განტოლება. როდესაც წყალბადის ზეჟანგი იშლება, ჟანგბადი გამოიყოფა და წყალი წარმოიქმნება. ხსნარიდან ჟანგბადის გამოყოფა ნაჩვენებია ზემოთ მიმართული ისრით:

2. ციფრული საგანმანათლებლო რესურსების ერთიანი კოლექცია ().

3. ჟურნალის "ქიმია და სიცოცხლე" ელექტრონული ვერსია ().

Საშინაო დავალება

თან. 66-67 №№ 2 - 5 სამუშაო წიგნიდან ქიმიაში: მე-8 კლასი: სახელმძღვანელომდე პ.ა. ორჟეკოვსკი და სხვები.“ქიმია. კლასი 8” / O.V. უშაკოვა, პ.ი. ბესპალოვი, პ.ა. ორჟეკოვსკი; ქვეშ. რედ. პროფ. პ.ა. ორჟეკოვსკი - მ.: AST: Astrel: Profizdat, 2006 წ.