kandila ng oxygen- isang aparato na, gamit ang isang kemikal na reaksyon, ay nagbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng oxygen na angkop para sa pagkonsumo ng mga buhay na organismo. Ang teknolohiya ay binuo ng isang pangkat ng mga siyentipiko mula sa Russia at Netherlands. Malawakang ginagamit ng mga rescue services ng maraming bansa, pati na rin ng mga sasakyang panghimpapawid, mga istasyon ng kalawakan tulad ng ISS. Ang pangunahing bentahe ng pag-unlad na ito ay ang pagiging compact at lightness.

Kandila ng oxygen sa kalawakan

Sa board ng ISS, ang oxygen ay isang napakahalagang mapagkukunan. Ngunit ano ang mangyayari kung sa panahon ng isang aksidente o sa kaganapan ng isang aksidenteng pagkasira, ang mga sistema ng suporta sa buhay, kabilang ang sistema ng supply ng oxygen, ay hihinto sa paggana? Lahat ng buhay na organismo na sakay ay hindi na makakahinga at mamamatay. Samakatuwid, lalo na para sa mga ganitong kaso, ang mga astronaut ay may kahanga-hangang supply ng mga kemikal na generator ng oxygen, sa madaling salita, ito mga kandila ng oxygen. Kung paano gumagana ang paggamit ng naturang aparato sa kalawakan ay ipinakita sa pangkalahatang mga termino sa pelikulang "Alive".

Saan nanggagaling ang oxygen sa isang eroplano?

Gumagamit din ang mga sasakyang panghimpapawid ng mga chemical-based na oxygen generator. Kung ang board ay depressurized o may isa pang pagkasira, isang oxygen mask ang nahuhulog malapit sa bawat pasahero. Ang maskara ay maglalabas ng oxygen sa loob ng 25 minuto, pagkatapos nito ay titigil ang kemikal na reaksyon.

Paano ito gumagana?

kandila ng oxygen sa espasyo ito ay binubuo ng potassium perchlorate o chlorate. Karamihan sa mga eroplano ay gumagamit ng barium peroxide o sodium chlorate. Mayroon ding ignition generator at isang filter para sa paglamig at paglilinis mula sa iba pang mga hindi kinakailangang elemento.

Ang imbensyon ay nauugnay sa mga generator ng oxygen para sa paghinga at maaaring gamitin sa breathing apparatus para sa personal na paggamit, na ginagamit sa mga emergency na sitwasyon, tulad ng paglaban sa sunog. Upang mabawasan ang rate ng pagbuo ng oxygen at dagdagan ang pagiging maaasahan sa panahon ng pangmatagalang operasyon, isang pyrochemical oxygen generator na naglalaman ng mga pinindot na bloke ng isang solidong mapagkukunan ng oxygen na may mga elemento ng transitional igniter, isang panimulang aparato, thermal insulation at isang filtering system na inilagay sa isang metal case , na nilagyan ng outlet pipe para sa oxygen, ay may mga bloke ng solidong pinagmulan ng oxygen sa anyo ng mga parallelepiped, habang ang isang komposisyon ng sodium chlorate, calcium at magnesium peroxide ay ginagamit bilang solidong pinagmumulan ng oxygen. Ang mga elemento ng transitional igniter ay inihanda mula sa isang halo ng calcium peroxide na may magnesium at pinindot sa anyo ng isang tablet alinman sa dulo o sa gilid na mukha ng gilid, at ang mga bloke mismo ay inilatag sa mga layer at sa isang zigzag na paraan sa bawat isa. layer. 1 s. p. f-ly, 2 may sakit.

Ang imbensyon ay nauugnay sa mga generator ng oxygen para sa paghinga at maaaring gamitin sa breathing apparatus para sa personal na paggamit, na ginagamit sa mga emergency na sitwasyon, tulad ng paglaban sa sunog.

Ang isang pyrochemical oxygen generator ay isang aparato na binubuo ng isang pabahay, sa loob kung saan mayroong isang komposisyon na may kakayahang maglabas ng oxygen dahil sa isang self-propagating pyrochemical na proseso: isang oxygen kandila, isang ignition device para sa pagsisimula ng pagsunog ng isang kandila, isang filter system para sa paglilinis ng gas mula sa mga impurities at usok, thermal insulation. Sa pamamagitan ng outlet pipe, ang oxygen ay ibinibigay sa lugar ng pagkonsumo sa pamamagitan ng pipeline.

Sa karamihan ng mga kilalang oxygen generator, ang kandila ay ginawa sa anyo ng isang cylindrical monoblock. Ang oras ng pagkasunog ng naturang kandila ay hindi hihigit sa 15 minuto. Ang mas mahabang operasyon ng generator ay nakakamit sa pamamagitan ng paggamit ng ilang mga bloke (mga elemento) na nakasalansan upang sila ay nakikipag-ugnayan sa mga dulo. Kapag ang pagsunog ng isang bloke ay natapos, ang thermal impulse ay nagsisimula sa pagsunog ng susunod na elemento ng kandila, at iba pa hanggang sa ito ay ganap na natupok. Para sa mas maaasahang pag-aapoy, ang isang intermediate igniting pyrotechnic na komposisyon ay pinindot sa dulo ng elemento na natanggap ng salpok, na may mas maraming enerhiya at mas sensitivity sa isang thermal impulse kaysa sa pangunahing komposisyon ng kandila.

Ang mga kilalang pyrochemical oxygen generator ay gumagana sa thermocatalytic type chlorate candle na naglalaman ng sodium chlorate, barium peroxide, iron at binding additives, o catalytic chlorate candle, na binubuo ng sodium chlorate at catalyst, gaya ng oxide o peroxide ng sodium o potassium Ang mga kilalang chemical generator ay naglalabas ng oxygen sa isang rate na hindi bababa sa 4 l / min, na ilang beses na mas mataas kaysa sa physiological na pangangailangan ng isang tao. Sa mga kilalang komposisyon, hindi makakakuha ng mas mababang rate ng pagbuo ng oxygen. Sa isang pagbawas sa diameter ng bloke ng kandila, i.e. lugar ng nasusunog na harapan, na maaaring humantong sa isang pagbawas sa bilis, ang kandila ay nawawala ang kakayahang sumunog. Upang mapanatili ang pagganap ng kandila, ang isang pagbabago sa enerhiya ay kinakailangan sa pamamagitan ng pagtaas ng proporsyon ng gasolina sa komposisyon, na humahantong sa isang pagtaas sa rate ng pagkasunog at, nang naaayon, sa isang pagtaas sa rate ng ebolusyon ng oxygen.

Kilalang generator na naglalaman ng mga pinindot na bloke ng solidong pinagmumulan ng oxygen na may lumilipas na mga elemento ng igniter, panimulang aparato, thermal insulation at filtering system sa isang metal case na may outlet pipe para sa oxygen. Ang kandila ng oxygen sa generator na ito ay may komposisyon ng sodium chlorate at oxide at sodium peroxide at binubuo ng magkahiwalay na cylindrical blocks na nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa mga dulo. Ang mga transition igniter ay pinindot sa dulo ng bawat bloke at may komposisyon ng aluminyo at iron oxide. Ang bahagi ng mga bloke ay may isang hubog na hugis, na ginagawang posible na ilagay ang mga ito sa isang hugis-U, U-shaped na linya, sa isang spiral, atbp.

Dahil sa mataas na rate ng pagbuo ng oxygen, ang kabuuang bigat ng kandila ng oxygen ay tumataas, na kinakailangan upang matiyak ang pangmatagalang operasyon ng generator. Halimbawa, upang magpatakbo ng isang prototype generator para sa 1 oras, isang kandila na tumitimbang ng humigit-kumulang 1.2 kg ay kinakailangan. Ang mataas na rate ng henerasyon ay humahantong din sa pangangailangan na palakasin ang thermal insulation, na nauugnay din sa isang karagdagang pagtaas sa bigat ng generator.

Ang mga hubog (angular) na bloke ay mahirap gawin at may mababang lakas ng makina: madali silang masira sa liko, na humahantong sa pagtigil ng pagkasunog sa isang pahinga, i.e. bawasan ang pagiging maaasahan ng pangmatagalang tuluy-tuloy na operasyon ng generator.

Ang layunin ng imbensyon ay upang bawasan ang rate ng pagbuo ng oxygen at dagdagan ang pagiging maaasahan sa panahon ng pangmatagalang operasyon ng generator.

Ito ay nakamit sa pamamagitan ng katotohanan na ang pyrochemical oxygen generator, na naglalaman ng mga pinindot na bloke ng isang solidong mapagkukunan ng oxygen na may mga elemento ng transitional igniter, isang panimulang aparato, thermal insulation at isang filter system, na inilagay sa isang metal case na nilagyan ng isang outlet pipe para sa oxygen, ay may mga bloke ng isang solidong mapagkukunan ng oxygen sa anyo ng mga parallelepiped, habang bilang isang solidong mapagkukunan ng oxygen, isang komposisyon ng sodium chlorate, calcium at magnesium peroxide ay ginagamit; Ang mga elemento ng transitional igniter ay inihanda mula sa pinaghalong calcium peroxide na may magnesium at pinindot sa anyo ng isang tablet alinman sa dulo o sa gilid na mukha ng bloke, at ang mga bloke mismo ay inilalagay sa mga layer at sa isang zigzag na paraan sa bawat isa. layer.

Ang Figure 1 ay nagpapakita ng isang pyrochemical generator, Pangkalahatang view. Ang generator ay may metal case 1, sa dulo kung saan matatagpuan ang isang initiating device 2. Sa itaas na mukha ng case ay mayroong branch pipe 3 para sa oxygen outlet. Ang mga bloke 4 ng isang solidong pinagmumulan ng oxygen ay nakasalansan sa mga layer at nakahiwalay sa isa't isa at mula sa mga dingding ng pabahay sa pamamagitan ng mga gasket 5 na gawa sa porous na keramika. Sa ibabaw ng buong ibabaw ng itaas na layer ng mga bloke at sa itaas na mukha ng katawan, inilalagay ang mga metal meshes 6, kung saan mayroong isang multilayer na filter 7.

Sa FIG. Ipinapakita ng 2 ang layout ng isang layer ng solidong oxygen source blocks sa generator. Dalawang uri ng mga bloke ang ginamit - mahaba 4 na may pinindot sa transitional igniter tablet 9 sa dulo ng block at maikling 8 na may transitional igniter tablet sa gilid na dingding.

Ang generator ay isinaaktibo kapag ang panimulang aparato 2 ay naka-on, kung saan ang komposisyon ng ignisyon 10 ay nag-aapoy at ang unang bloke ng kandila ay umiilaw. Ang harap ng pagkasunog ay patuloy na gumagalaw sa kahabaan ng katawan ng kandila, na dumadaan mula sa bloke hanggang sa harangan sa mga punto ng kontak sa pamamagitan ng mga transitional igniter tablets 9. Bilang resulta ng pagsunog ng kandila, ang oxygen ay inilabas. Ang nagresultang daloy ng oxygen ay dumadaan sa mga pores ng ceramic 5, habang ito ay bahagyang pinalamig at pumapasok sa sistema ng filter. Ang pagdaan sa mga metal meshes at mga filter, ito ay karagdagang pinalamig at napalaya mula sa hindi gustong mga dumi at usok. Sa pamamagitan ng pipe 3 ay lumalabas ang purong oxygen na angkop para sa paghinga.

Ang rate ng pagbuo ng oxygen, depende sa mga kinakailangan, ay maaaring mabago sa saklaw mula 0.7 hanggang 3 l / min, binabago ang komposisyon ng solidong mapagkukunan ng oxygen sa ratio ng timbang ng NaClO 4 CaO 2 Mg 1 (0.20-0.24). (0.04- 0.07) at ang komposisyon ng mga elemento ng pag-aapoy CaO 2 Mg sa isang ratio ng timbang na 1 (0.1-0.2). Ang pagkasunog ng isang layer ng solidong oxygen source block ay tumatagal ng 1 oras. Ang kabuuang bigat ng mga elemento ng kandila para sa isang oras ng pagsunog ay 300 g; ang kabuuang paglabas ng init ay halos 50 kcal/h.

Sa iminungkahing generator, ang isang kandila ng oxygen sa anyo ng mga parallelepiped na elemento ay nagpapadali sa kanilang koneksyon sa isa't isa at nagbibigay-daan para sa masikip at compact na packaging. Ang matibay na pangkabit at pagbubukod ng kadaliang mapakilos ng mga parallelepiped na bloke ay nagsisiguro sa kanilang kaligtasan sa panahon ng transportasyon at paggamit bilang bahagi ng isang kagamitan sa paghinga, at sa gayon ay pinapataas ang pagiging maaasahan ng pangmatagalang operasyon ng generator.

1. PYROCHEMICAL OXYGEN GENERATOR, na naglalaman ng mga pinindot na bloke ng solidong pinagmumulan ng oxygen na may lumilipas na mga elemento ng igniter, isang panimulang aparato, thermal insulation at isang filter system na inilagay sa isang metal case na nilagyan ng oxygen outlet pipe, na nailalarawan sa na ang mga bloke ng solid oxygen Ang pinagmulan ay ginawa sa anyo ng mga parallelepiped, na sa kasong ito, isang komposisyon ng sodium chlorate, calcium at magnesium peroxide, mga elemento ng transitional igniter - isang halo ng calcium peroxide at magnesium ay ginagamit bilang isang solidong mapagkukunan ng oxygen at matatagpuan sa dulo. o gilid na mukha ng bloke.

2. Isang generator ng oxygen ayon sa claim 1, na nailalarawan sa na ang mga bloke ng isang solidong mapagkukunan ng oxygen ay inilalagay sa mga layer at sa isang zigzag pattern sa bawat layer.

OXYGEN(Latin Oxygenium, mula sa Greek na oxys sour at gennao - nanganak ako) Oh, chem. elemento VI gr. pana-panahon mga sistema, sa. n. 8, sa. m. 15.9994. Natural K. ay binubuo ng tatlong stable isotopes: 16 O (99.759%), 17 O (0.037%) at 18 O (0.204%). Configuration ng panlabas na electron shell ng atom 2s 2 2p; enerhiya ng ionization O ° : O + : Tungkol sa 2+ ay pantay-pantay ayon sa pagkakabanggit. 13.61819, 35.118 eV; Pauling electronegativity 3.5 (karamihan sa electronegative na elemento pagkatapos ng F); electron affinity 1.467 eV; covalent radius 0.066 nm. Ang molekula ng K. ay diatomic. Mayroon ding allotropic modification ng K. ozone Mga 3 . Ang interatomic na distansya sa molekula ng O 2 ay 0.12074 nm; enerhiya ng ionization O 2 12.075 eV; electron affinity 0.44 eV; enerhiya ng dissociation 493.57 kJ/mol, dissociation constant K r=p O 2 /p O2 ay 1.662. 10 -1 sa 1500 K, 1.264. 10 -2 sa 3000 K, 48.37 sa 5000 K; ang ionic radius ng O 2 (ang mga coordinate number ay ipinahiwatig sa mga bracket) ay 0.121 nm (2), 0.124 nm (4), 0.126 nm (6) at 0.128 nm (8). Sa ground state (triplet), dalawang valence electron ng O 2 molecule na matatagpuan sa mga lumuluwag na orbital p X at p y, ay hindi ipinares, dahil sa kung saan ang K. ay paramagnetic (pagkakaisa, isang paramagnetic gas na binubuo ng homonuclear diatomic molecules); molar magn. pagkamaramdamin para sa gas 3.4400. 10 (293 K), inversely inversely with abs. m-re (batas ni Curie). Mayroong dalawang matagal nang nasasabik na estado ng O 2 - singlet 1 D g (enerhiya ng paggulo 94.1 kJ/mol, panghabambuhay na 45 min) at singlet (enerhiya ng paggulo 156.8 kJ/mol). K.-naib. karaniwang elemento sa lupa. Ang kapaligiran ay naglalaman ng 23.10% sa timbang (20.95% sa dami) nang libre. K., sa hydrosphere at lithosphere - acc. 85.82 at 47% ayon sa bigat ng nakatali na K. Mahigit sa 1400 mineral ang kilala, na kinabibilangan ng K. Ang pagkawala ng K. sa atmospera bilang resulta ng oksihenasyon, kabilang ang pagkasunog, pagkabulok at paghinga, ay binabayaran ng pagpapakawala ng K. ng mga halaman sa panahon ng photosynthesis. K. ay isang bahagi ng lahat ng in-in, kung saan nabuo ang mga buhay na organismo; sa katawan ng tao naglalaman ito ng approx. 65%. Ari-arian. K.-walang kulay walang amoy at walang lasa na gas. T. kip. 90.188 K, triple point na temperatura 54.361 K; siksik sa 273 K at normal na presyon 1.42897 g/l, siksik. (sa kg / m 3) sa 300 K: 6.43 (0.5 MPa), 12.91 (1 MPa), 52.51 (4 MPa); t crit 154.581 K, R Crete 5.043 MPa, d crit 436.2 kg / m 3; C 0 p 29.4 J / (mol. SA); D H 0 isp 6.8 kJ / mol (90.1 K); S O 299 205.0 JDmol. . K) sa 273 K; h 205.2 3 10 -7 Pa. s (298 K). Ang likido K. ay kulay asul; siksik 1.14 g/cm 3 (90.188 K); C O p 54.40 J/(mol. SA); thermal conductivity 0.147 Wdm. K) (90 K, 0.1 MPa); h 1.890. 10 -2 Pa. may; g 13.2. 10 -5 N/m (90 K), equation ng pagdepende sa temperatura g = -38.46 . 10 -3 (1 - T/154.576) 11/9 N/m; nD 1,2149 ( l =546.1 nm; 100 K); non-conductive; molar magn. pagkamaramdamin 7.699. 10 -3 (90.1 K). Solid K. umiiral sa ilang. mala-kristal mga pagbabago. Mas mababa sa 23.89 K, ang a-form na may volume centering ay stable. rhom-beach, grating (sa 21 K at 0.1 MPa a= 0.55 nm, b = 0.382 nm, c=0.344 nm, density 1.46 g / cm 3), sa 23.89-43.8 K- b - form na may hexagen, mala-kristal. sala-sala (sa 28 K at 0.1 MPa a= 0.3307 nm, c = 1.1254 nm), sa itaas ng 43.8 K mayroong g - form na may isang kubo. sala-sala ( a= 0.683 nm); D H° polymorphic transition g: b 744 J/mol (43.818 K), b: a 93.8 J/mol (23.878 K); triple point b-g- gaseous K.: temperatura 283 K, presyon 5.0 GPa; D H O pl 443 J/mol; ur-tion ng temperatura dependence ng density d= 1.5154-0.004220T g / cm 3 (44 54 K), a-, b- at g- Mga 2 mapusyaw na asul na kristal. Ang pagbabago p ay antiferromagnetic, a at g paramagnetic, ang kanilang magnetic pagkamaramdamin acc. 1.760. 10 -3 (23.7 K) at 1.0200. 10 -5 (54.3 K). Sa 298 K at isang pagtaas sa presyon sa 5.9 GPa, K. crystallizes, na bumubuo ng isang kulay-rosas na hexagen. b -Hugis ( a = 0.2849 nm, c = 1.0232 nm), at may pagtaas ng presyon sa 9 GPa, isang orange na rhombus. e -hugis (sa 9.6 GPa a=0.42151 nm, b= 0.29567 nm, kasama=0.66897 nm, density 2.548 g/cm3). R-value K. at atm. presyon at 293 K (sa cm 3 / cm 3): sa tubig 0.031, ethanol 0.2201, methanol 0.2557, acetone 0.2313; solusyon sa tubig sa 373 K 0.017 cm 3 / cm 3; p-value sa 274 K (% sa dami): sa perfluorobutyltetrahydrofuran 48.5, perfluorodecalin 45.0, perfluoro-l-methyldecalin 42.3. Magandang solid absorbers K. platinum black at activated charcoal. Mga marangal na metal sa natutunaw. kayang sumipsip ng paraan. bilang ng K., halimbawa. sa 960 ° C, ang isang volume ng pilak ay sumisipsip ng ~ 22 volume ng K., na sa ang paglamig ay halos ganap na inilabas. Marami ang may kakayahang sumipsip ng K. mga solidong metal at oxide, na may pagbuo ng non-stoichiometric. mga koneksyon. Ang To. ay naiiba sa mataas na kemikal. aktibidad, na bumubuo ng Comm. kasama ang lahat ng elemento maliban sa He, Ne at Ar. Atom K. sa chem. conn. karaniwang nakakakuha ng mga electron at may negatibo. epektibong pagsingil. Comm., kung saan ang mga electron ay hinila palayo sa atom K., ay napakabihirang (hal, NG 2). Sa simpleng in-you, bilang karagdagan sa Au, Pt, Xe at Kr, direktang tumutugon ang K. sa ilalim ng normal na mga kondisyon o kapag na-load., Pati na rin sa presensya. mga katalista. Ang R-tion na may mga halogens ay nasa ilalim ng pagkilos ng electric. discharge o UV radiation. Sa mga p-tions na may lahat ng simpleng in-yo, maliban sa F 2, ang K. ay isang ahente ng oxidizing. Mol. K. bumubuo ng tatlong magkakaibang. mga ionic form, na ang bawat isa ay nagbibigay ng isang klase ng mga compound: O - 2 - superoxides, O 2 2- - peroxide (tingnan Peroxide compounds inorganic, Peroxide compounds organic), O + 2 - dioxygenyl compounds. Ang ozone ay bumubuo ng mga ozonides, kung saan ang ionic ay bumubuo ng K.-O - 3 . Ang molekula ng O 2 ay nagsasama bilang isang mahinang ligand sa ilang Fe, Co, Mn, Cu complexes. Kabilang sa mga ito si Comm. Ang hemoglobin ay mahalaga, ang to-ry ay nagsasagawa ng paglilipat ng To. sa isang organismo ng mga hayop na mainit ang dugo. R-tion na may K., na sinamahan ng isang masinsinang pagpapalabas ng enerhiya, na tinatawag. nasusunog. Malaki ang papel ng pakikipag-ugnayan. K. na may mga metal sa presensya. moisture-atm. kaagnasan ng metal, pati na rin ang hininga mga buhay na organismo at pagkabulok. Bilang resulta ng pagkabulok, kumplikadong org. in-va ng mga patay na hayop at halaman ay nagiging mas simple at, sa huli, sa CO 2 at ox. Ang K. ay tumutugon sa hydrogen sa pagbuo ng tubig at ang paglabas ng isang malaking halaga ng init (286 kJ bawat mol ng H 2). Sa silid t-re p-tion ay lubhang mabagal, sa presensya. catalysts - medyo mabilis na nasa 80-100 ° C (ang p-tion na ito ay ginagamit upang linisin ang H 2 at mga inert na gas mula sa mga impurities ng O 2). Sa itaas ng 550 ° C, ang distrito ng H 2 na may O 2 ay sinamahan ng pagsabog. Mula sa mga elemento ng I gr. max. madaling mag-react sa K. Rb at Cs, to-rye self-ignite sa hangin, K, Na at Li react with K. mas mabagal, bumibilis ang p-tion sa presensya. singaw ng tubig. Sa panahon ng pagkasunog ng mga alkali metal (maliban sa Li) sa kapaligiran ng K., ang mga peroxide M 2 O 2 at superoxides MO 2 ay nabuo. K. reacts medyo madali sa mga elemento ng subgroup IIa, halimbawa, Ba ay may kakayahang mag-apoy sa hangin sa 20-25 ° C, Mg at Be mag-apoy sa itaas 500 ° C; mga produktong p-tion sa mga kasong ito - mga oxide at peroxide. Sa mga elemento ng subgroup IIb K. interaksyon. na may matinding kahirapan, ang solusyon ng K. na may Zn, Cd at Hg ay nangyayari lamang sa mas mataas na temperatura (kilala ang mga bato kung saan ang Hg ay nakapaloob sa elemental na anyo). Sa ibabaw ng Zn at Cd, ang mga malalakas na pelikula ng kanilang mga oxide ay nabuo, na nagpoprotekta sa mga metal mula sa karagdagang oksihenasyon. Mga Elemento III gr. tumutugon sa K. lamang kapag pinainit, na bumubuo ng mga oxide. Ang mga compact na metal na Ti, Zr, Hf ay lumalaban sa pagkilos ng K. K. na tumutugon sa carbon upang bumuo ng CO 2 at naglalabas ng init (394 kJ / mol); na may amorphous carbon, ang p-tion ay nagpapatuloy sa bahagyang pag-init, na may brilyante at grapayt - higit sa 700 ° C. K. reacts na may nitrogen lamang sa itaas 1200 ° C sa pagbuo ng NO, na kung saan ay pagkatapos ay madaling oxidized K. sa NO 2 na sa kuwarto temperatura. Ang puting posporus ay madaling kapitan ng kusang pagkasunog sa hangin sa temperatura ng silid. Mga Elemento VI gr. Ang S, Se, at Te ay tumutugon sa K. sa isang kapansin-pansing bilis na may katamtamang pag-init. Ang isang kapansin-pansing oksihenasyon ng W at Mo ay sinusunod sa itaas 400 ° C, Cr - sa isang mas mataas na temperatura. K. masiglang nag-oxidize sa org. mga koneksyon. Ang pagkasunog ng mga likidong panggatong at nasusunog na gas ay nangyayari bilang resulta ng distrito ng K. na may mga hydrocarbon.
Resibo. Sa industriya K. tumanggap paghihiwalay ng hangin, ch. arr. mababang-temperatura na pamamaraan ng distillation. Ginagawa rin ito kasama ng H 2 sa prom. tubig electrolysis. Gumawa ng gaseous technol. K. (92-98% O 2), tech. (1st grade 99.7% O 2 , 2nd grade 99.5% at 3rd grade 99.2%) at likido (hindi bababa sa 99.7% O 2). Ginagawa rin ang K. para sa mga layuning panggamot ("medikal oxygen", na naglalaman ng 99.5% O 2). Para sa paghinga sa mga nakapaloob na espasyo (mga submarino, mga sasakyan sa kalawakan, atbp.), Ang mga solidong pinagmumulan ng oxygen ay ginagamit, ang pagkilos nito ay batay sa isang nagpapalaganap ng sarili na exo-thermal. p-tion sa pagitan ng carrier K. (chlorate o perchlorate) at gasolina. Halimbawa, ang pinaghalong NaClO 3 (80%), Fe powder (10%), BaO 2 (4%) at fiberglass (6%) ay pinindot sa mga cylinder; pagkatapos ng pag-aapoy oxygen ang kandila ay nasusunog sa bilis na 0.15-0.2 mm / s, naglalabas ng malinis, makahinga K. sa halagang 240 l / kg (tingnan. Mga mapagkukunan ng pyrotechnic gas). Sa laboratoryo, ang K. ay nakuha sa pamamagitan ng agnas habang naglo-load. oxides (hal. HgO) o oxygenated mga asing-gamot (hal., KClO 3 , KMnO 4), pati na rin ang electrolysis ng may tubig na solusyon ng NaOH. Gayunpaman, ang pinakakaraniwang ginagamit na prom. K., ibinibigay sa mga cylinder sa ilalim ng presyon.
Kahulugan. Ang konsentrasyon ni K. sa mga gas ay tinutukoy sa pamamagitan ng mga manual na gas analyzer, hal. volumetric sa pamamagitan ng paraan ng pagbabago ng kilalang dami ng nasuri na sample pagkatapos ng pagsipsip ng mga solusyon sa O 2 mula dito - tanso ammonia, pyrogallol, NaHSO 3, atbp. Para sa patuloy na pagpapasiya ng K. sa mga gas, ginagamit ang awtomatiko. thermomagnetic gas analyzers batay sa mataas na magn. pagkamaramdamin Upang. Upang matukoy ang mababang konsentrasyon ng K. sa inert gas o hydrogen (mas mababa sa 1%) gumamit ng awtomatiko. thermochemical, electrochemical, galvanic at iba pang mga gas analyzer. Para sa parehong layunin, colorimetric paraan (gamit ang aparatong Mugdan), batay sa oksihenasyon ng walang kulay. ammonia complex Cu (I) sa isang maliwanag na kulay Comm. Cu(II). K., dissolved sa tubig, ay tinutukoy din colorimetrically, halimbawa. sa pamamagitan ng pagbuo ng pulang kulay sa panahon ng oksihenasyon ng pinababang indigo carmine. Sa org. conn. Ang K. ay tinutukoy sa anyo ng CO o CO 2 pagkatapos ng mataas na temperatura na pyrolysis ng nasuri na sangkap sa isang inert gas stream. Upang matukoy ang konsentrasyon ng K. sa bakal at haluang metal, ginagamit ang isang electrochemical method. mga sensor na may solid electrolyte (pinatatag na ZrO 2). Tingnan din Pagsusuri ng gas, Gas analyzer.
Aplikasyon. K. ay ginagamit bilang isang oxidizing agent: sa metalurhiya - sa smelting ng bakal at bakal (sa blast furnace, oxygen-converter at open-hearth production), sa mga proseso ng minahan, sinuspinde at converter smelting ng mga non-ferrous na metal; sa rolling production; sa paglilinis ng apoy ng mga metal; sa paggawa ng pandayan; sa thermite welding at pagputol ng mga metal; sa chem. at petrochem. prom-sti-at ang produksyon ng HNO 3, H 2 SO 4, methanol, acetylene; formaldehyde, oxides, peroxides, atbp. in-in. K. ay ginagamit para sa mga layuning panggamot sa medisina, gayundin sa oxygen-hinga. mga device (sa spacecraft, sa mga submarino, sa mga high-altitude flight, underwater at rescue operations). Liquid oxygen oxidizer para sa rocket fuels; ginagamit din ito sa pagsabog, bilang isang nagpapalamig sa lab. pagsasanay. Ang produksyon ng K. sa USA ay 10.75 bilyon m 3 (1985); sa metalurhiya, 55% ng ginawang K. ay natupok, sa kemikal. promsti - 20%. Ang K. ay hindi nakakalason at hindi nasusunog, ngunit sumusuporta sa pagkasunog. Sa isang pinaghalong may likidong K., lahat ng hydrocarbon ay sumasabog, kasama. mga langis, CS 2 . max. ang mahinang natutunaw na nasusunog na mga dumi ay mapanganib, na pumasa sa isang solidong estado sa likidong K. (halimbawa, acetylene, propylene, CS 2). Ang maximum na pinapayagang nilalaman sa likido K.: acetylene 0.04 cm 3 / l, CS 2 0.04 cm 3 / l, mga langis 0.4 mg / l. Ang gaseous K. ay iniimbak at dinadala sa mga silindro ng bakal na maliit (0.4-12 l) at daluyan (20-50 l) na kapasidad sa presyon na 15 at 20 MPa, gayundin sa mga malalaking silindro na may malalaking kapasidad (80-1000 l sa 32 at 40 MPa). ), likido K. sa mga sisidlan ng Dewar o sa espesyal. mga tangke. Para sa transportasyon ng likido at gas na K. gumamit din ng espesyal. mga pipeline. Oxygen ang mga silindro ay pininturahan ng asul at may inskripsiyon sa mga itim na titik " oxygen" . Ang K. ay unang nakuha sa dalisay nitong anyo ni K. Scheele noong 1771. Malaya sa kanya, ang K. ay nakuha ni J. Priestley noong 1774. Noong 1775, itinatag ni A. Lavoisier na ang K. ay isang mahalagang bahagi ng hangin, na kung saan ay nakapaloob sa marami pang iba. in-wah. Lith.. Glizmayenko D.L., Pagkuha oxygen, 5th ed., M., 1972; Razumovsky S. D., Oxygen-elemental mga anyo at katangian, M., 1979; Mga katangian ng thermodynamic oxygen, M., 1981. Oo. D. Zelvensky.

Paggamit: para makakuha ng oxygen sa mga life support system sa mga emergency na sitwasyon. Ang kakanyahan ng imbensyon: ang komposisyon ng pyrotechnic ay kinabibilangan ng 87 - 94 wt.% NaClO 3 at 6 - 13 wt.% Cu 2 S. Output O 2 231 - 274 l/kg, temperatura sa combustion zone 520 - 580 o C. 1 mesa.

Ang imbensyon ay nauugnay sa larangan ng pagkuha ng gas na oxygen mula sa mga solidong komposisyon na bumubuo ng oxygen dahil sa isang self-sustaining thermocatalytic reaction na nagaganap sa pagitan ng mga bahagi ng komposisyon sa isang makitid na rehiyon ng pagkasunog. Ang ganitong mga komposisyon ay tinatawag na mga kandila ng oxygen. Ang nabuong oxygen ay maaaring gamitin sa mga life support system, sa mga emergency na sitwasyon ng mga serbisyo sa pagpapadala. Ang mga kilalang pyrotechnic na pinagmumulan ng oxygen, ang tinatawag na oxygen o chlorate candle, ay naglalaman ng tatlong pangunahing bahagi: oxygen carrier, fuel at catalyst. Sa chlorate candles, ang sodium chlorate ay nagsisilbing oxygen carrier, ang nilalaman nito ay nasa hanay na 80- 93% Ang gasolina ay iron metal powder na may carbon dioxide. Ang pag-andar ng catalyst ay ginagampanan ng mga oxide at peroxide ng mga metal, tulad ng MgFeO 4 . Ang output ng oxygen ay nasa hanay na 200-260 l/kg. Ang temperatura sa combustion zone ng chlorate candles na naglalaman ng metal bilang fuel ay lumampas sa 800 ° C. Ang pinakamalapit sa imbensyon ay isang komposisyon na naglalaman ng sodium chlorate bilang oxygen carrier, 92% combustible magnesium alloy na may silikon sa ratio na 1: 1 (3). wt.), At bilang isang katalista, isang pinaghalong tanso at nickel oxide sa isang ratio na 1:4. Ang output ng oxygen mula sa komposisyon na ito ay 2655 l/kg. Ang temperatura sa combustion zone ay 850-900 ° C. Ang kawalan ng kilalang komposisyon ay ang mataas na temperatura sa combustion zone, na nangangailangan ng pangangailangan upang kumplikado ang disenyo ng generator, ang pagpapakilala ng isang espesyal na heat exchanger para sa paglamig ng oxygen , ang posibilidad ng pag-aapoy ng kaso ng generator mula sa pagpasok ng mga spark ng nasusunog na mga particle ng metal dito, ang hitsura ng labis na dami ng likidong bahagi (matunaw) malapit sa combustion zone, na humahantong sa pagpapapangit ng bloke at isang pagtaas sa dami ng alikabok. Ang layunin ng imbensyon ay upang bawasan ang temperatura sa zone ng pag-uusig ng komposisyon habang pinapanatili ang isang mataas na ani ng oxygen. Ito ay nakamit sa pamamagitan ng ang katunayan na ang komposisyon ay naglalaman ng sodium chlorate bilang isang oxygen carrier, at tanso sulfite (Cu 2 S) bilang isang gasolina at katalista. Ang mga bahagi ng komposisyon ay kinuha sa sumusunod na ratio, wt. sodium chlorate 87-94; tansong sulfide 6-13. Ang posibilidad ng paggamit ng tansong sulfide bilang isang gasolina at katalista ay batay sa isang espesyal na mekanismo ng catalytic action. Sa panahon ng reaksyon, ang parehong mga bahagi ng tansong sulfide ay exothermically oxidized:

Cu 2 S + 2.5O 2 CuSO 4 + CuO + 202.8 kcal. Ang reaksyong ito ay nagbibigay ng enerhiya para sa proseso ng pagpapalaganap ng sarili na magaganap. Ang tiyak na enthalpy ng pagkasunog ng Cu 2 S (1.27 kcal/g) ay hindi gaanong naiiba sa tiyak na enthalpy ng pagkasunog ng bakal (1.76 kcal/g). Karamihan sa enerhiya ay nagmumula sa oksihenasyon ng sulfide sulfur hanggang sa sulfate at isang maliit na bahagi lamang mula sa oksihenasyon ng tanso. Ang copper sulfide ay mas reaktibo kaysa sa iron at magnesium metal powder, kaya ang pangunahing exothermic na reaksyon ay maaaring magpatuloy nang mabilis sa isang medyo mababang temperatura na 500 ° C. Ang mababang temperatura sa combustion zone ay tinitiyak din ng katotohanan na ang parehong tanso sulfide at nito produkto ng oksihenasyon na tanso oksido ay mabisang mga katalista para sa agnas ng sodium chlorate. Ayon sa DTA, ang purong sodium chlorate, kapag pinainit sa bilis na 10 o C / min, nabubulok sa NaCl at O ​​2 sa 480-590 o C, sa pagkakaroon ng 6 wt. Cu 2 S sa 260-360 tungkol sa C, at sa pagkakaroon ng 12 wt. CuO sa 390-520 o C. Ang Cu 2 S powder ay may mas mataas na dispersion sa mababang temperatura sa combustion zone na 520-580 o C. Ang resultang oxygen ay hindi naglalaman ng mga nakakapinsalang impurities gaya ng Cl 2 , carbon compounds at ang minimum na halaga ng SO 2 ay hindi hihigit sa 0, 55 kg/m 3 .

CLAIM

PYROTECHNICAL COMPOSITION PARA SA PAGBUO NG OXYGEN, kabilang ang sodium chlorate at isang copper compound, na nailalarawan sa pagkakaroon nito ng copper sulfide bilang isang copper compound na may sumusunod na nilalaman ng mga bahagi, wt.%:

NASA HANGIN ANG OXYGEN. KALIKASAN NG ATMOSPHERE. MGA ARI-ARIAN NITO. IBANG PRODUKTO NA NAGSUNOG NG KANDILA. CARBON DIOXIDE, ANG MGA KATANGIAN NITO

Nakita na natin na ang hydrogen at oxygen ay maaaring makuha mula sa tubig na nakuha natin sa pamamagitan ng pagsunog ng kandila. Alam mo na ang hydrogen ay nagmumula sa kandila, at ang oxygen, sa palagay mo, ay nagmumula sa hangin. Ngunit sa pagkakataong iyon, tama kayong magtanong sa akin: "Bakit hindi pantay na nasusunog ng hangin at oxygen ang kandila?" Kung mayroon kang isang sariwang alaala ng kung ano ang nangyari noong tinakpan ko ang cinder ng isang garapon ng oxygen, maaalala mo na dito ang pagkasunog ay nagpapatuloy na medyo naiiba kaysa sa hangin. Kaya ano ang deal? Ito ay isang napakahalagang bagay, at gagawin ko ang aking makakaya upang maipaliwanag ito sa iyo; ito ay direktang konektado sa tanong ng kalikasan ng atmospera at samakatuwid ay lubhang mahalaga para sa atin.

Mayroon kaming ilang mga paraan ng pagkilala ng oxygen, bilang karagdagan sa simpleng pagsunog ng ilang mga sangkap dito. Nakita mo kung paano nasusunog ang isang kandila sa oxygen at kung paano ito nasusunog sa hangin; nakita mo kung paano nasusunog ang posporus sa hangin at kung paano sa oxygen; nakita mo kung paano nasusunog ang bakal sa oxygen. Ngunit bukod sa mga paraan ng pagkilala sa oxygen na ito, may iba pa, at tatalakayin ko ang ilan sa mga ito upang palawakin ang iyong karanasan at ang iyong kaalaman. Dito, halimbawa, ay isang sisidlan na may oxygen. Patutunayan ko sa iyo ang presensya ng gas na ito. Kukuha ako ng nagbabagang splinter at isawsaw ito sa oxygen. Alam mo na mula sa huling pag-uusap kung ano ang mangyayari: isang nagbabagang splinter, na ibinaba sa isang garapon, ay magpapakita sa iyo kung mayroong oxygen sa loob nito o wala. meron! Napatunayan natin ito sa pamamagitan ng pagsunog.

At narito ang isa pang paraan upang makilala ang oxygen, napaka-interesante at kapaki-pakinabang. Narito mayroon akong dalawang lata, bawat isa ay puno ng gas. Ang mga ito ay pinaghihiwalay ng isang plato upang ang mga gas na ito ay hindi maghalo. Inalis ko ang plato, at nagsisimula ang paghahalo ng mga gas: ang bawat gas, parang, ay gumagapang sa garapon kung saan matatagpuan ang isa pa. "Kaya ano ang nangyayari dito? - tanong mo. - Magkasama silang hindi nagbibigay ng gayong pag-aapoy gaya ng nakita natin sa kandila." Ngunit tingnan kung paano makikilala ang pagkakaroon ng oxygen sa pamamagitan ng kumbinasyon nito sa pangalawang sangkap na ito.

Napakaganda ng kulay na gas. Inaalerto ako nito sa pagkakaroon ng oxygen. Ang parehong eksperimento ay maaaring gawin sa pamamagitan ng paghahalo ng pagsubok na gas na ito sa ordinaryong hangin. Narito ang isang garapon ng hangin - ang uri kung saan nasusunog ang isang kandila - at narito ang isang garapon ng pansubok na gas na ito. Hinayaan ko silang maghalo sa tubig, at narito ang resulta: ang mga nilalaman ng test jar ay dumadaloy sa air jar, at nakikita mo ang eksaktong parehong reaksyon na nangyari. Ito ay nagpapatunay na mayroong oxygen sa hangin, iyon ay, ang parehong sangkap na nakuha na natin mula sa tubig na nakuha sa pamamagitan ng pagsunog ng kandila.

Ngunit gayon pa man, bakit ang kandila ay hindi nasusunog sa hangin gaya ng sa oxygen? Ngayon ay magpapatuloy tayo dito. Narito mayroon akong dalawang bangko; sila ay puno ng gas sa parehong antas, at sila ay tumingin pareho. Sa totoo lang, hindi ko alam ngayon kung alin sa mga garapon na ito ang naglalaman ng oxygen at kung alin ang naglalaman ng hangin, bagama't alam ko na napuno ang mga ito ng mga gas na ito nang maaga. Ngunit mayroon kaming isang pagsubok na gas, at malalaman ko ngayon kung mayroong anumang pagkakaiba sa pagitan ng mga nilalaman ng parehong mga garapon sa kakayahang magdulot ng pamumula ng gas na ito. Hinayaan ko ang pagsubok ng gas sa isa sa mga lata. Sundan ang nangyayari. Sa nakikita mo, may pamumula, kaya may oxygen dito. Subukan natin ang pangalawang garapon ngayon. Tulad ng nakikita mo, ang pamumula ay hindi binibigkas tulad ng sa unang garapon.

Susunod, isang kakaibang bagay ang mangyayari: kung ang pinaghalong dalawang gas sa pangalawang garapon ay inalog ng mabuti sa tubig, ang pulang gas ay masisipsip; kung papasukin mo ang isa pang bahagi ng test gas at kalugin muli ang garapon, mauulit ang pagsipsip ng pulang gas; at sa gayon maaari itong ipagpatuloy hangga't nananatili ang oxygen, kung wala ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay imposible. Kung papasukin ko ang hangin, hindi magbabago ang bagay; ngunit sa sandaling ipasok ko ang tubig, ang pulang gas ay mawawala; at maaari akong magpatuloy sa ganitong paraan, na nagpapasok ng mas maraming pagsubok na gas, hanggang sa mayroon akong natitira sa garapon na hindi na makulayan ng pagdaragdag ng sangkap na iyon na nagbibigay kulay sa hangin at oxygen. Anong problema? Naiintindihan mo na sa hangin, bukod sa oxygen, may iba pang nakapaloob, at ito ang nananatili sa balanse. Ngayon ay hahayaan ko ang kaunti pang hangin sa garapon, at kung ito ay magiging pula, malalaman mo na mayroon pang kaunting pangkulay na gas na natitira doon at, samakatuwid, hindi ang kakulangan nito ang nagpapaliwanag kung bakit hindi lahat ng hangin ay naiwan. naubos na.

Makakatulong ito sa iyo na maunawaan kung ano ang sasabihin ko. Nakita mo na noong sinunog ko ang phosphorus sa garapon, at ang nagresultang usok ay tumira mula sa phosphorus at oxygen, ang isang patas na dami ng gas ay nanatiling hindi nagamit, tulad ng ang aming test gas ay nag-iwan ng isang bagay na hindi nagalaw. Sa katunayan, pagkatapos ng reaksyon, ang gas na ito ay nanatili, na hindi nagbabago alinman sa posporus o mula sa pangkulay na gas. Ang gas na ito ay hindi oxygen, ngunit, gayunpaman, ito ay isang mahalagang bahagi ng atmospera.

Ito ay isang paraan ng paghahati ng hangin sa dalawang sangkap na kung saan ito ay binubuo, ibig sabihin, sa oxygen, na sumusunog sa ating mga kandila, posporus at lahat ng iba pa, at sa ibang sangkap na ito, nitrogen, kung saan hindi sila nasusunog. Mayroong higit pa sa pangalawang sangkap na ito sa hangin kaysa sa oxygen.

Ang gas na ito ay lumalabas na isang napaka-kagiliw-giliw na sangkap kung pag-aaralan mo ito, ngunit maaari mong sabihin na hindi ito kawili-wili. Sa ilang mga aspeto ito ay totoo: pagkatapos ng lahat, hindi ito nagpapakita ng anumang makikinang na nasusunog na epekto. Kung susuriin ito gamit ang may ilaw na splinter, tulad ng sinubukan ko ang oxygen at hydrogen, hindi nito masusunog ang sarili nito, tulad ng hydrogen, o magiging sanhi ng pagkasunog ng splinter, tulad ng oxygen. Gaano man ko subukan ito, hindi ko makuha ang alinman sa isa o ang isa mula dito: hindi ito umiilaw at hindi pinapayagan ang isang splinter na masunog - pinapatay nito ang pagkasunog ng anumang sangkap. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, walang masusunog dito. Wala itong amoy o lasa; ito ay hindi acid o alkali; kaugnay ng lahat ng ating panlabas na damdamin, siya ay nagpapakita ng ganap na kawalang-interes. At maaari mong sabihin, "Walang anuman, hindi karapat-dapat ang atensyon ng kimika; bakit ito umiiral sa hangin?"

Dito magagamit ang kakayahang gumawa ng mga konklusyon mula sa karanasan. Ipagpalagay na sa halip na nitrogen, o pinaghalong nitrogen at oxygen, ang ating atmospera ay binubuo ng purong oxygen, ano ang mangyayari sa atin? Alam na alam mo na ang isang piraso ng bakal na nag-apoy sa isang garapon ng oxygen ay nasusunog at naging abo. Sa paningin ng isang umuusok na fireplace, isipin kung ano ang mangyayari sa rehas na bakal nito kung ang buong kapaligiran ay binubuo lamang ng oxygen: ang cast-iron grate ay masusunog nang mas malakas kaysa sa karbon kung saan pinainit natin ang fireplace. Ang apoy sa furnace ng steam locomotive ay magiging parang apoy sa fuel depot kung ang atmospera ay binubuo ng oxygen.

Nitrogen dilutes oxygen, moderates epekto nito at ginagawa itong kapaki-pakinabang para sa amin. Bilang karagdagan, ang nitrogen ay nagdadala ng lahat ng mga usok at gas na, tulad ng nakita mo, ay bumangon kapag ang isang kandila ay nasusunog, nagpapakalat sa kanila sa buong atmospera at dinadala ang mga ito sa kung saan sila kinakailangan upang suportahan ang buhay ng mga halaman, at sa gayon ay ang tao. Kaya, ang nitrogen ay gumagawa ng isang napakahalagang trabaho, kahit na nakilala mo ito, sabihin: "Buweno, ito ay isang ganap na walang halaga."

Sa normal na estado nito, ang nitrogen ay isang di-aktibong elemento: walang pagkilos, maliban sa pinakamalakas na paglabas ng kuryente, at kahit na sa isang napakahinang antas lamang, ay maaaring maging sanhi ng nitrogen na direktang pumasok sa kumbinasyon sa isa pang elemento ng atmospera o sa iba pang nakapaligid na mga sangkap. . Ang sangkap na ito ay ganap na walang malasakit, ibig sabihin, sa madaling salita, walang malasakit - at samakatuwid ay ligtas.

Ngunit bago kita dalhin sa konklusyon na iyon, kailangan ko munang sabihin sa iyo ang tungkol sa kapaligiran mismo. Narito ang isang talahanayan na nagpapakita ng porsyento ng komposisyon ng hangin sa atmospera:

sa pamamagitan ng dami sa pamamagitan ng masa

Oxygen. . . . 20 22.3

Nitrogen. . . . . 80 77.7

__________________________

Tamang sinasalamin nito ang mga relatibong dami ng oxygen at nitrogen sa atmospera. Mula dito makikita natin na ang limang pint ng hangin ay naglalaman lamang ng isang pint ng oxygen hanggang apat na pint ng nitrogen; sa madaling salita, sa dami, ang nitrogen ay 4/5 ng hangin sa atmospera. Ang lahat ng halagang ito ng nitrogen ay napupunta upang palabnawin ang oxygen at palambutin ang pagkilos nito; bilang isang resulta, ang kandila ay maayos na ibinibigay sa gasolina at ang ating mga baga ay maaaring makahinga ng hangin nang walang pinsala sa kalusugan. Pagkatapos ng lahat, hindi gaanong mahalaga para sa atin na makatanggap ng oxygen para sa paghinga sa tamang anyo kaysa magkaroon ng naaangkop na komposisyon ng kapaligiran para sa pagsunog ng karbon sa isang fireplace o mga kandila.

Ngayon sasabihin ko sa iyo ang masa ng mga gas na ito. Ang isang pint ng nitrogen ay may masa na 10 4/10 na butil, at ang isang cubic foot ay 1 1/6 onsa. Ito ang masa ng nitrogen. Mas mabigat ang oxygen: ang isang pint nito ay 11 9/10 na butil, at ang isang cubic foot ay 1 1/5 ounces.

Naitanong mo na sa akin nang maraming beses ang tanong: "Paano natutukoy ang masa ng mga gas?", At natutuwa ako na interesado ka sa tanong na ito. Ngayon ay ipapakita ko sa iyo, ang kasong ito ay napaka-simple at madali. Narito ang mga kaliskis, at narito ang isang tansong bote, na maingat na ginawa sa isang makinang panlalik at, para sa lahat ng lakas nito, na may pinakamaliit na posibleng masa. Ito ay ganap na hindi tinatagusan ng hangin at nilagyan ng gripo. Ngayon ang gripo ay bukas, at samakatuwid ang bote ay puno ng hangin. Ang mga kaliskis na ito ay napakatumpak, at ang bote sa kasalukuyang estado nito ay balanse sa mga ito ng mga timbang sa isa pang tasa. At narito ang bomba, kung saan maaari nating pilitin ang hangin sa bote na ito.

kanin. 25.

Ngayon ay magbobomba kami ng kilalang dami ng hangin dito, ang dami nito ay susukatin ng kapasidad ng bomba. (Dalawampung ganoong volume ang napalaki.) Ngayon ay patayin natin ang gripo at ibabalik ang bote sa timbangan. Tingnan kung paano bumaba ang sukat: ang bote ay naging mas mabigat kaysa dati. Ang kapasidad ng bote ay hindi nagbago, na nangangahulugan na ang hangin sa parehong dami ay naging mas mabigat. saan? Salamat sa hangin na ibinuhos namin dito. bilang karagdagan sa magagamit na hangin.

Ngayon ay ilalabas natin ang hangin sa garapon na iyon at bibigyan ito ng pagkakataong bumalik sa dati nitong estado. Ang kailangan ko lang gawin para dito ay mahigpit na ikonekta ang bote ng tanso sa garapon at buksan ang mga gripo - at makikita mo, mayroon kami dito ang lahat ng dami ng hangin na kaka-pump ko lang sa bote na may dalawampung stroke ng bomba. Upang matiyak na hindi kami nagkamali sa kurso ng eksperimentong ito, muli naming ilalagay ang bote sa timbangan. Kung muli itong binabalanse ng orihinal na pagkarga, makatitiyak tayo na nagawa natin nang tama ang eksperimento. Oo, balanse siya. Ito ay kung paano natin malalaman ang masa ng mga karagdagang bahagi ng hangin na ibinuhos natin dito. Kaya't maitatag na ang isang kubiko talampakan ng hangin ay may masa na 1 1/5 onsa.

kanin. 26.

Ngunit ang katamtamang karanasang ito ay sa anumang paraan ay hindi makapagbibigay sa iyong kamalayan ng buong diwa ng resultang nakuha. Nakapagtataka kung gaano tumataas ang mga numero habang lumilipat tayo sa mas malalaking volume. Ito ang dami ng hangin (cubic foot) na may mass na 1 1/5 ounces. At ano sa palagay mo, ano ang masa ng hangin sa kahon sa itaas na palapag (espesyal kong inutusan ito para sa mga kalkulasyong ito)? Ang hangin sa loob nito ay may bigat na isang libra. Kinakalkula ko ang masa ng hangin sa bulwagan na ito, ngunit halos hindi mo mahulaan ang figure na ito: ito ay higit sa isang tonelada. Ganito kabilis ang pagdami ng masa, at ganito kahalaga ang presensya ng atmospera at ang oxygen at nitrogen na nilalaman nito, at ang gawaing ginagawa nito sa paglipat ng mga bagay mula sa isang lugar patungo sa lugar at pagdadala ng mga nakalalasong usok.

Sa pagbibigay sa iyo ng ilang mga halimbawang ito na may kaugnayan sa bigat ng hangin, magpapatuloy ako upang ipakita ang ilan sa mga kahihinatnan ng katotohanang ito. Tiyak na kailangan mong kilalanin sila, kung hindi, marami ang mananatiling hindi maliwanag sa iyo. Naaalala mo ba ang ganoong karanasan? Nakita mo na ba siya? Para sa kanya, isang bomba ang kinuha, medyo katulad ng kung saan ako nagbomba ng hangin sa isang tansong bote.

kanin. 27.

Kailangang nakaposisyon ito para mailagay ko ang kamay ko sa butas nito. Sa hangin, napakadali ng galaw ng kamay ko na para bang wala itong nararamdamang pagtutol. Gaano man ako gumalaw, halos hindi ko nagagawang makamit ang ganoong bilis na nakakaramdam ako ng maraming air resistance sa kilusang ito). Ngunit kapag inilagay ko ang aking kamay dito (sa air pump cylinder, kung saan ang hangin ay pagkatapos ay pumped out), makikita mo kung ano ang mangyayari. Bakit nakadikit ang palad ko sa lugar na ito kaya gumagalaw ang buong bomba sa likod nito? Tingnan mo! Bakit halos hindi ko mailabas ang kamay ko? Anong problema? Ang bigat ng hangin - ang hangin sa itaas ko.

At narito ang isa pang karanasan na sa tingin ko ay makakatulong sa iyo na mas maunawaan ang isyung ito. Ang tuktok ng garapon na ito ay natatakpan ng isang bull bladder, at kapag ang hangin ay pumped out dito, makikita mo, sa isang bahagyang binagong anyo, ang parehong epekto tulad ng sa nakaraang eksperimento. Ngayon ang tuktok ay ganap na patag, ngunit sa sandaling gumawa ako ng kahit isang napakaliit na paggalaw gamit ang bomba, at tingnan kung paano bumaba ang bula, kung paano ito buckled papasok. Makikita mo na ngayon kung paano hihilahin ang bula sa garapon, hanggang sa wakas ay madiin at masira ito sa pamamagitan ng puwersa ng pagpindot dito ng atmospera. (Pumutok ang bula nang may malakas na putok.) Ngayon, ito ay ganap na dahil sa puwersa kung saan pinindot ng hangin ang bula, at hindi magiging mahirap para sa iyo na maunawaan kung paano nakatayo ang mga bagay dito.

kanin. 28.

Tingnan ang column na ito ng limang cube: ang mga particle na nakatambak sa atmospera ay nakasalansan sa ibabaw ng bawat isa sa parehong paraan. Ito ay lubos na malinaw sa iyo na ang nangungunang apat na cube ay nakapatong sa ikalima, mas mababang isa, at na kung aalisin ko ito, ang lahat ng iba ay lulubog. Ang parehong ay totoo sa atmospera: ang itaas na mga layer ng hangin ay sinusuportahan ng mga mas mababa, at kapag ang hangin ay pumped out mula sa ilalim ng mga ito, ang mga pagbabago ay nangyayari, na iyong naobserbahan kapag ang aking palad ay nasa pump cylinder at sa eksperimento sa isang bull bladder, at ngayon ay makikita mo ang mas mahusay.

Itinali ko ang garapon na ito ng goma. lamad. Ngayon ay magbobomba ako ng hangin mula dito, at pinapanood mo ang goma na naghihiwalay sa hangin sa ibaba mula sa hangin sa itaas. Makikita mo kung paano magpapakita ang presyon ng atmospera habang ang hangin ay ibinubomba palabas ng lata. Tingnan kung paano iginuhit ang goma - pagkatapos ng lahat, maaari ko ring ilagay ang aking kamay sa isang garapon - at lahat ng ito ay resulta lamang ng isang malakas, napakalaking epekto ng hangin sa itaas natin. Napakalinaw na lumilitaw dito ang kawili-wiling katotohanang ito!

Pagkatapos ng pagtatapos ng lecture ngayon, masusukat mo ang iyong lakas, sinusubukang paghiwalayin ang device na ito. Binubuo ito ng dalawang guwang na hemisphere na tanso na mahigpit na nakakabit sa isa't isa at nilagyan ng tubo na may balbula para sa pagbomba ng hangin. Hangga't may hangin sa loob, ang mga hemisphere ay madaling maghiwalay; gayunpaman, makukumbinsi ka na kapag nag-pump out kami ng hangin sa tubo na ito gamit ang isang gripo at hinila mo ang mga ito - isa sa isang direksyon, ang isa sa kabilang direksyon - wala sa inyo ang makakapaghiwalay ng mga hemisphere. Para sa bawat square inch ng cross-sectional area ng sisidlang ito, kapag ang hangin ay lumikas, humigit-kumulang labinlimang libra ang dapat suportahan. Pagkatapos ay bibigyan kita ng pagkakataong subukan ang iyong lakas - subukang pagtagumpayan ang presyon ng hangin na ito.

Narito ang isa pang kawili-wiling maliit na bagay - isang pasusuhin, masaya para sa mga lalaki, ngunit pinabuting lamang para sa mga layuning pang-agham. Pagkatapos ng lahat, ikaw, ang mga kabataan, ay may lahat ng karapatan na gumamit ng mga laruan para sa layunin ng agham, lalo na dahil, sa modernong panahon, nagsimula silang gumawa ng katatawanan sa agham. Narito ang isang tasa ng pagsipsip, ngunit hindi ito katad, ngunit goma. Hinampas ko ito sa ibabaw ng mesa, at nakita mo agad na mahigpit itong nakadikit dito. Bakit siya humahawak ng ganyan? Maaari itong ilipat, madali itong dumudulas mula sa isang lugar patungo sa isang lugar - ngunit kahit anong pilit mong iangat ito, malamang na hilahin nito ang mesa sa likod ng sarili nito kaysa mapunit ang sarili mula dito. Posibleng tanggalin lamang ito mula sa mesa kapag inilipat mo ito sa pinakadulo upang hayaan ang hangin sa ilalim nito. Pinindot ito sa ibabaw ng mesa lamang ang presyon ng hangin sa itaas nito. Narito ang isa pang tasa ng pagsipsip - pinindot namin ang mga ito laban sa isa't isa, at makikita mo kung gaano katatag ang mga ito. Maaari nating gamitin ang mga ito, wika nga, para sa kanilang nilalayon na layunin, iyon ay, idikit ang mga ito sa mga bintana at dingding, kung saan tatagal sila ng ilang oras at madaling gamitin para sa pagsasabit ng ilang bagay sa kanila.

Gayunpaman, kailangan kong ipakita sa iyo hindi lamang mga laruan, kundi pati na rin ang mga eksperimento na maaari mong ulitin sa bahay. Malinaw mong mapapatunayan ang pagkakaroon ng atmospheric pressure sa gayong eleganteng eksperimento. Narito ang isang basong tubig. Paano kung hilingin ko sa iyo na ibaliktad ito para hindi tumagas ang tubig? At hindi dahil pinalitan mo ang iyong kamay, ngunit dahil lamang sa presyon ng atmospera.

Kumuha ng isang basong puno ng tubig hanggang sa labi o kalahati, at takpan ito ng ilang uri ng karton; itaas ito at tingnan kung ano ang mangyayari sa karton at tubig. Hindi makapasok ang hangin sa baso, dahil hindi ito papasukin ng tubig dahil sa pagkahumaling ng capillary sa mga gilid ng salamin.

Sa tingin ko ang lahat ng ito ay magbibigay sa iyo ng tamang ideya na ang hangin ay hindi isang walang laman, ngunit isang bagay na totoo. Kapag nalaman mo mula sa akin na ang kahon na iyon doon ay may hawak na kalahating kilong hangin, at ang silid na ito ay naglalaman ng higit sa isang tonelada, maniniwala ka na ang hangin ay hindi lamang kawalan ng laman.

Gumawa tayo ng isa pang eksperimento para kumbinsihin ka na talagang kayang labanan ng hangin. Alam mo kung ano ang isang napakagandang blowgun na madaling gawin mula sa isang balahibo ng gansa o isang dayami o isang bagay na katulad nito. Ang pagkuha ng isang hiwa ng mansanas o patatas, kailangan mong gupitin dito ang isang maliit na piraso na kasing laki ng tubo - tulad nito - at itulak ito hanggang sa pinakadulo, tulad ng isang piston. Sa pamamagitan ng pagpasok ng pangalawang plug, ganap naming ihiwalay ang hangin sa tubo. At ngayon ay lumalabas na ang pagtulak sa pangalawang plug malapit sa una ay ganap na imposible. Posibleng i-compress ang hangin sa ilang lawak, ngunit kung patuloy nating idiin ang pangalawang plug, hindi na ito magkakaroon ng oras upang lapitan ang una, dahil itutulak ng naka-compress na hangin iyon palabas ng tubo, at saka isang puwersa na nakapagpapaalaala sa pagkilos ng pulbura - kung tutuusin, ito ay nauugnay din sa kadahilanang iyon na aming naobserbahan dito.

Noong isang araw ay nakakita ako ng isang karanasan na talagang nagustuhan ko dahil magagamit ito sa aming mga klase. (Bago ituloy ito, dapat ay nanahimik ako ng mga limang minuto, dahil ang tagumpay ng eksperimentong ito ay nakasalalay sa aking mga baga.) Sana ay magagamit ko ang lakas ng aking paghinga, iyon ay, ang tamang paggamit ng hangin, upang iangat ang isang itlog na nakatayo sa isang baso, at ilipat ito sa isa pa. I can't vouch for success: kung tutuusin, masyado na akong matagal na nagsasalita ngayon. (Matagumpay na nagawa ng lecturer ang eksperimento.) Ang hangin na aking hinihipan ay dumadaan sa pagitan ng itlog at ng dingding ng salamin; sa ilalim ng itlog ay may presyon ng hangin, na kayang buhatin ang isang mabigat na bagay: pagkatapos ng lahat, para sa hangin, ang isang itlog ay talagang isang mabigat na bagay. Sa anumang kaso, kung nais mong gawin ang eksperimentong ito sa iyong sarili, mas mahusay na kumuha ng isang hard-boiled na itlog, at pagkatapos ay maaari mong ligtas na subukang ilipat ito nang maingat mula sa isang baso patungo sa isa pa gamit ang lakas ng iyong hininga.

Bagaman kami ay nagtagal ng mahabang panahon sa tanong ng masa ng hangin, nais kong banggitin ang isa pang pag-aari nito. Sa eksperimento ng blowgun, nakita mo na bago lumabas ang unang tapon ng patatas, nagawa kong itulak ang pangalawa kalahating pulgada o higit pa. At ito ay nakasalalay sa kahanga-hangang pag-aari ng hangin - sa pagkalastiko nito. Makikilala mo siya sa sumusunod na karanasan.

Kumuha tayo ng isang shell na hindi tinatablan ng hangin, ngunit may kakayahang mag-unat at magkontrata, at sa gayon ay nagbibigay-daan sa atin upang hatulan ang pagkalastiko ng hangin na nakapaloob dito. Ngayon ay walang gaanong hangin sa loob nito, at mahigpit naming itali ang leeg upang hindi ito makipag-usap sa nakapaligid na hangin. Hanggang ngayon, ginawa namin ang lahat sa paraang maipakita ang presyon ng atmospera sa ibabaw ng mga bagay, at ngayon, sa kabaligtaran, aalisin natin ang presyon ng atmospera. Upang gawin ito, ilalagay namin ang aming shell sa ilalim ng kampanilya ng air pump, mula sa ilalim kung saan kami ay magpapalabas ng hangin. Sa harap ng iyong mga mata, ang kabibi na ito ay tutuwid, papalaki na parang lobo, at lalalaki nang palaki hanggang sa mapuno nito ang buong kampana. Ngunit sa sandaling muli kong buksan ang access sa hangin sa labas sa kampana, ang aming bola ay agad na mahuhulog. Narito ang isang visual na patunay ng kamangha-manghang pag-aari ng hangin na ito - ang pagkalastiko nito, ibig sabihin, isang napakalaking kakayahang i-compress at palawakin. Napakahalaga ng ari-arian na ito at higit na tinutukoy ang papel ng hangin sa kalikasan.

Lumipat tayo ngayon sa isa pang napakahalagang seksyon ng ating paksa. Alalahanin na noong tayo ay nakikibahagi sa pagsunog ng kandila, nalaman natin na ang iba't ibang mga produkto ng pagkasunog ay nabuo. Kabilang sa mga produktong ito ang soot, tubig, at iba pang bagay na hindi pa natin napag-iimbestiga. Inipon namin ang tubig at hinayaan ang iba pang mga sangkap na mawala sa hangin. Tuklasin natin ngayon ang ilan sa mga produktong ito.

kanin. 29.

Sa kasong ito, tutulungan tayo, lalo na, ng sumusunod na eksperimento. Dito ay maglalagay kami ng nasusunog na kandila at tatakpan ito ng takip ng salamin na may tubo sa labasan sa itaas ... Ang kandila ay patuloy na masusunog, dahil ang hangin ay malayang dumadaloy sa ibaba at itaas. Una sa lahat, nakikita mo na ang takip ay nabasa; alam mo na kung ano ang tungkol sa: ito ay tubig na ginawa sa pamamagitan ng pagsunog ng kandila mula sa pagkilos ng hangin sa hydrogen. Ngunit bukod pa diyan, may lumalabas sa labasan na tubo sa itaas; ito ay hindi singaw ng tubig, ito ay hindi tubig, ang sangkap na ito ay hindi nagpapalapot, at bukod pa, ito ay may mga espesyal na katangian. Nakikita mo na ang jet na lumalabas sa tubo ay halos magtagumpay sa pag-apula ng apoy na dinadala ko dito; kung itago ko ang isang may ilaw na splinter nang direkta sa papalabas na stream, ito ay ganap na mawawala. "It's all right," sabi mo; malinaw naman, ito ang dahilan kung bakit hindi ka nagulat na ang nitrogen ay hindi sumusuporta sa pagkasunog at dapat patayin ang apoy, dahil ang kandila ay hindi nasusunog dito. Ngunit wala ba dito kundi nitrogen?

Dito kailangan kong mauna ang aking sarili: sa batayan ng aking kaalaman, susubukan kong bigyan ka ng mga siyentipikong pamamaraan ng pagsisiyasat ng mga naturang gas at pagpaliwanag sa mga tanong na ito sa pangkalahatan.

Kumuha tayo ng isang walang laman na garapon at hawakan ito sa ibabaw ng tubo ng labasan upang ang mga nasusunog na produkto ng kandila ay makolekta sa loob nito. Hindi magiging mahirap para sa atin na matuklasan na hindi lamang hangin ang naipon sa garapon na ito, kundi isang gas na mayroon ding iba pang mga katangian. Upang gawin ito, kumuha ako ng isang maliit na quicklime, ibuhos ito sa aking sarili at ihalo nang mabuti. Ang paglalagay ng isang bilog ng filter na papel sa funnel, sinasala ko ang halo na ito sa pamamagitan nito, at ang malinis, transparent na tubig ay dumadaloy sa prasko na inilagay sa ilalim nito. Mayroon akong kasing dami ng tubig na ito hangga't gusto ko sa isa pang sisidlan, ngunit para sa kapakanan ng panghihikayat, mas gusto kong gamitin sa karagdagang mga eksperimento nang eksakto ang tubig ng dayap na inihanda bago ang iyong mga mata.

Kung magbuhos ka ng kaunti nitong malinis, transparent na tubig sa garapon kung saan namin nakolekta ang gas na nagmumula sa nasusunog na kandila, makikita mo kaagad kung paano magaganap ang isang pagbabago ... Kita mo, ang tubig ay naging ganap na puti! Pakitandaan na hindi ito gagana mula sa ordinaryong hangin. Narito ang isang sisidlan na may hangin; Nagbubuhos ako ng tubig ng dayap dito, ngunit hindi ang oxygen, o nitrogen, o anumang bagay na naroroon sa ganitong dami ng hangin, ay magdudulot ng anumang pagbabago sa tubig ng dayap; gaano man natin ito kalugin kasama ng ordinaryong hangin na nakapaloob sa sisidlan na ito, ito ay nananatiling ganap na transparent. Gayunpaman, kung kukunin mo ang prasko na ito na may tubig ng dayap at dalhin ito sa buong masa ng nasusunog na mga produkto ng isang kandila, mabilis itong makakakuha ng isang gatas na puting kulay.

Ang puti, tulad ng chalk na sangkap sa tubig ay binubuo ng dayap, na kinuha namin upang maghanda ng tubig ng dayap, kasama ng isang bagay na lumabas sa isang kandila, ibig sabihin, ang produkto lamang na sinusubukan naming hulihin at tungkol sa kung saan ako ay sabihin sa iyo ngayon. Ang sangkap na ito ay makikita sa atin sa pamamagitan ng reaksyon nito sa tubig ng dayap, kung saan ang pagkakaiba nito sa oxygen, nitrogen, at singaw ng tubig ay makikita; ito ay isang bagong sangkap para sa amin, nakuha mula sa isang kandila. Samakatuwid, upang maayos na maunawaan ang pagsunog ng kandila, dapat din nating alamin kung paano at mula sa kung ano ang nakuhang puting pulbos na ito. Mapapatunayan na ito nga ay tisa; kung maglalagay ka ng basang chalk sa isang retort at painitin ito ng mainit-init, ang parehong sangkap ay ilalabas mula dito tulad ng mula sa isang nasusunog na kandila.

May isa pa, mas mahusay na paraan upang makuha ang sangkap na ito, at saka sa malalaking dami, kung gusto mong malaman kung ano ang mga pangunahing katangian nito. Ang sangkap na ito, lumalabas, ay sagana kung saan hindi mo naisip na maghinala sa presensya nito. Ang gas na ito, na inilabas sa panahon ng pagsunog ng kandila at tinatawag na carbon dioxide, ay matatagpuan sa napakaraming dami sa lahat ng limestones, sa chalk, sa mga shell, sa mga corals. Ang kawili-wiling bahagi ng hangin ay nakatali sa lahat ng mga batong ito; Nang matuklasan ang sangkap na ito sa mga bato tulad ng marmol, chalk, atbp., tinawag ito ng chemist na si Dr. Black na "nakatali na hangin", dahil wala na ito sa gas na estado, ngunit naging bahagi na ng isang solidong katawan.

Ang gas na ito ay madaling makuha mula sa marmol. May kaunting hydrochloric acid sa ilalim ng garapon na ito; ang isang nasusunog na splinter, na ibinaba sa isang garapon, ay magpapakita na walang anuman dito hanggang sa pinakailalim kundi ordinaryong hangin. Narito ang mga piraso ng marmol - magandang high-grade marmol; Itinapon ko ang mga ito sa isang garapon ng acid at ito ay lumiliko na parang isang marahas na pigsa. Gayunpaman, hindi singaw ng tubig ang inilabas, ngunit isang uri ng gas; at kung susuriin ko ngayon ang mga nilalaman ng garapon na may nasusunog na splinter, makakakuha ako ng eksaktong kaparehong resulta mula sa gas na lumalabas sa outlet pipe sa itaas ng nasusunog na kandila. Hindi lamang ang aksyon dito ay pareho, ngunit ito rin ay sanhi ng eksaktong parehong sangkap na ibinubuga mula sa kandila; sa ganitong paraan makakakuha tayo ng carbon dioxide sa maraming dami: tutal, ngayon ay halos puno na ang ating banga.

Maaari din nating tiyakin na ang gas na ito ay nakapaloob hindi lamang sa marmol.

Narito ang isang malaking banga ng tubig kung saan nagbuhos ako ng tisa (sa uri na nakikita mong komersyal para sa paglalagay ng plaster, iyon ay, hinugasan sa tubig at nilinis ng mga magaspang na particle).

Narito ang malakas na sulfuric acid; ito ang acid na kakailanganin namin kung gusto mong ulitin ang aming mga eksperimento sa bahay (tandaan na kapag ang acid na ito ay kumikilos sa limestone at katulad na mga bato, isang hindi matutunaw na precipitate ay nakuha, habang ang hydrochloric acid ay nagbibigay ng isang natutunaw na sangkap, kung saan ang tubig ay hindi lumapot. sobra).

Maaaring interesado ka sa tanong kung bakit ko ginagawa ang eksperimentong ito sa gayong ulam. Para maulit mo sa maliit na sukat ang ginagawa ko dito sa malaking sukat. Dito makikita mo ang parehong kababalaghan tulad ng dati: sa malaking garapon na ito ay kinukuha ko ang carbon dioxide, sa likas na katangian at mga pag-aari na katulad ng nakuha namin kapag nagsusunog ng kandila sa hangin sa atmospera. At gaano man kaiba ang dalawang paraan ng pagkuha ng carbon dioxide na ito, makumbinsi ka sa pagtatapos ng aming pag-aaral na ito ay magiging pareho sa lahat ng aspeto, anuman ang paraan ng pagkuha.

Lumipat tayo sa susunod na eksperimento upang linawin ang likas na katangian ng gas na ito. Narito ang isang buong lata ng gas na ito - susuriin natin ito sa pamamagitan ng pagkasunog, iyon ay, sa parehong paraan tulad ng nasubukan na natin ang ilang iba pang mga gas. Tulad ng nakikita mo, siya mismo ay hindi nasusunog at hindi sumusuporta sa pagkasunog. Dagdag pa, ang solubility nito sa tubig ay bale-wala: dahil, tulad ng nakita mo, madali itong makolekta sa ibabaw ng tubig. Bukod, alam mo na nagbibigay ito ng isang katangian na reaksyon sa tubig ng dayap, na nagiging puti mula dito; at panghuli, pumapasok ang carbon dioxide bilang isa sa mga sangkap sa carbonic lime, ibig sabihin, limestone.

Ngayon ay ipapakita ko sa iyo na ang carbon dioxide ay natutunaw pa rin sa tubig, kahit na bahagyang, at sa paggalang na ito, samakatuwid, ay naiiba sa oxygen at hydrogen. Narito ang isang aparato para sa pagkuha ng ganoong solusyon. Sa ilalim ng appliance na ito ay marmol at acid, at sa itaas, malamig na tubig. Ang mga balbula ay idinisenyo upang ang gas ay makapasa mula sa ilalim ng sisidlan hanggang sa itaas. Ngayon ay gagawin ko ang aking kagamitan sa pagkilos ... Tingnan kung paano tumaas ang mga bula ng gas sa tubig. Ang apparatus ay nagtatrabaho sa amin mula pa kagabi, at walang alinlangan na matutuklasan namin na ang ilang gas ay natunaw na. Binuksan ko ang gripo, ibinuhos ang tubig na ito sa isang baso at tinikman. Oo, ito ay maasim - mayroon itong carbon dioxide. Kung ito ay pinatuyo ng tubig ng dayap, isang katangian ng pagpaputi ang magreresulta, na nagpapatunay sa pagkakaroon ng carbon dioxide.

Ang carbon dioxide ay napakabigat, mas mabigat ito kaysa sa hangin sa atmospera. Ang talahanayan ay nagpapakita ng mga masa ng carbon dioxide at ilang iba pang mga gas na aming napag-aralan.

Pint Cubic. paa

(mga butil) (oz)

hydrogen. . . . 3/4 1/12

Oxygen. . . . 11 9/10 1 1/3

Nitrogen. . . . . . 10 4/10 1 1/6

Hangin. . . . . 10 7/10 1 1/5

Carbon dioxide. 16 1/3 1 9/10

Ang kalubhaan ng carbon dioxide ay maaaring ipakita sa isang bilang ng mga eksperimento. Una sa lahat, kunin natin, halimbawa, ang isang mataas na baso, kung saan walang anuman kundi hangin, at susubukan nating ibuhos dito ang isang maliit na carbon dioxide mula sa sisidlan na ito. Imposibleng hatulan sa hitsura kung ako ay nagtagumpay o hindi; ngunit mayroon kaming isang paraan upang suriin (isawsaw ang isang nasusunog na kandila sa isang baso, namatay ito). Kita mo, umapaw talaga ang gas dito. At kung sinubukan ko ito sa tubig ng dayap, ang pagsubok na ito ay magbibigay ng parehong resulta. Mayroon kaming, kumbaga, isang balon na may carbon dioxide sa ibaba (sa kasamaang-palad, ang mga naturang balon kung minsan ay kailangang harapin sa katotohanan); ihulog natin itong miniature bucket dito. Kung mayroong carbon dioxide sa ilalim ng sisidlan, maaari itong sumalok sa balde na ito at alisin sa "balon". Magsagawa tayo ng isang pagsubok gamit ang isang splinter ... Oo, tingnan mo, ang balde ay puno ng carbon dioxide.

kanin. tatlumpu.

Narito ang isa pang eksperimento na nagpapakita na ang carbon dioxide ay mas mabigat kaysa sa hangin. Ang bangko ay balanse sa mga kaliskis; ngayon ay hangin na lang ang laman nito. Kapag nagbuhos ako ng carbon dioxide dito, agad itong lumulubog mula sa bigat ng gas. Kung susuriin ko ang garapon na may isang nasusunog na splinter, makikita mo na ang carbon dioxide ay talagang nakapasok doon: ang mga nilalaman ng garapon ay hindi makasuporta sa pagkasunog.

kanin. 31.

Kung magpapalaki ako ng bula ng sabon gamit ang aking hininga, ibig sabihin, siyempre, gamit ang hangin, at ihulog ito sa garapon ng carbon dioxide na ito, hindi ito mahuhulog sa ilalim. Ngunit una, kukuha ako ng tulad ng isang lobo, napalaki ng hangin, at sa tulong nito ay susuriin ko kung saan humigit-kumulang ang antas ng carbon dioxide sa garapon na ito. Kita mo, ang bola ay hindi nahuhulog sa ilalim; Nagbuhos ako ng carbon dioxide sa lata at ang bola ay tumaas nang mas mataas. Ngayon tingnan natin kung kaya kong pasabugin ang isang bubble ng sabon at pananatilihin itong nakasuspinde sa parehong paraan. (Pinapalaki ng lecturer ang isang bubble ng sabon at itatapon ito sa isang garapon ng carbon dioxide, kung saan nananatiling nakasuspinde ang bubble.) Nakikita mo, ang isang bula ng sabon, tulad ng isang lobo, ay nakapatong sa ibabaw ng carbon dioxide nang eksakto dahil ang gas na ito ay mas mabigat kaysa sa hangin, Mula sa aklat na What Light Tells About may-akda Suvorov Sergey Georgievich

Mga katangian ng alon ng liwanag. Ang karanasan ni Young Ang corpuscular hypothesis ng liwanag ni Newton ay nangingibabaw sa napakahabang panahon - higit sa isang daan at limampung taon. Ngunit sa simula ng ika-19 na siglo, ang English physicist na si Thomas Jung (1773-1829) at ang French physicist na si Augustin Fresnel (1788-1827) ay gumawa ng mga eksperimento na

Mula sa aklat na What Light Tells may-akda Suvorov Sergey Georgievich

Ang liwanag at ang mga kemikal na katangian ng mga atomo Nakikitungo kami sa optical spectra ng mga atom mula sa mga unang pahina ng aming aklat. Sila ay naobserbahan ng mga physicist sa bukang-liwayway ng pag-unlad ng spectral analysis. Sila ang nagsilbing mga palatandaan para sa pagtukoy ng mga elemento ng kemikal, para sa bawat kemikal

Mula sa aklat na The History of the Candle may-akda na si Faraday Michael

LECTURE II KANDILA. NINGNING NG Alab. KAILANGANG HANGIN PARA SA PAGSUNOG. PAGBUO NG TUBIG Sa huling lecture, tiningnan namin ang mga pangkalahatang katangian at lokasyon ng likidong bahagi ng kandila, pati na rin kung paano napupunta ang likidong ito sa kung saan nagaganap ang pagkasunog. Natitiyak mo ba na kapag ang kandila

Mula sa aklat na The History of the Candle may-akda na si Faraday Michael

LECTURE III COMBUSTION PRODUCTS. TUBIG NA NABUBUO KAPAG NASUNOG. KALIKASAN NG TUBIG. COMPLEX SUBSTANCE. HYDROGEN Sana ay natatandaan mong mabuti na sa pagtatapos ng huling lecture ay ginamit ko ang ekspresyong "mga produkto ng pagsunog ng kandila". Kung tutuusin, nakita natin na kapag nasunog ang kandila, magagawa natin, sa tulong ng

Mula sa aklat na The History of the Candle may-akda na si Faraday Michael

LECTURE IV HYDROGEN SA KANDILA. NASUNOG AT NAGING TUBIG ANG HYDROGEN. ANG IBANG KOMPONENT NG TUBIG AY OXYGEN Nakikita ko na hindi ka pa nagsasawa sa kandila, kung hindi, hindi ka magpapakita ng labis na interes sa paksang ito. Nang masunog ang aming kandila, nalaman namin na eksaktong parehong dami ng tubig ang ginawa nito

Mula sa aklat na The History of the Candle may-akda na si Faraday Michael

LECTURE VI CARBON, O COAL. GAS. HININGA AT ANG PAGKATULAD NITO SA PAGSUNOG NG KANDILA. KONGKLUSYON Isang babae, na pinarangalan akong dumalo sa mga lektyur na ito, ay gumawa ng isa pang pabor sa pamamagitan ng mabait na pagpapadala sa akin ng dalawang kandilang ito na dinala mula sa Japan. Tulad ng makikita mo, sila ay

ang may-akda Eternus

Mula sa aklat na Theory of the Universe may-akda Eternus

may-akda

20. Mga mekanikal na katangian ng solids at biological tissues Ang isang katangian ng solid ay ang kakayahang mapanatili ang hugis nito. Ang mga solid ay maaaring nahahati sa mala-kristal at walang hugis. Ang isang natatanging katangian ng estadong mala-kristal ay anisotropy -

may-akda

21. Mechanical properties ng biological tissues Ang mekanikal na katangian ng biological tissues ay nauunawaan bilang dalawa sa kanilang mga varieties. Ang isa ay nauugnay sa mga proseso ng biological mobility: pag-urong ng mga kalamnan ng hayop, paglaki ng cell, paggalaw ng mga chromosome sa mga cell sa panahon ng kanilang dibisyon, atbp.

Mula sa aklat na Medical Physics may-akda Podkolzina Vera Alexandrovna

30. Ang mga pisikal na katangian at mga parameter ng lamad Ang pagsukat ng kadaliang kumilos ng mga molekula ng lamad at pagsasabog ng mga particle sa pamamagitan ng lamad ay nagpapahiwatig na ang bilipid layer ay kumikilos tulad ng isang likido. Gayunpaman, ang lamad ay isang nakaayos na istraktura. Ang dalawang katotohanang ito ay nagpapahiwatig na

Mula sa aklat na Medical Physics may-akda Podkolzina Vera Alexandrovna

38. Ang lakas ng magnetic field at ang iba pang mga katangian nito Ang lakas ng magnetic field ay nakasalalay sa mga katangian ng medium, at natutukoy lamang sa pamamagitan ng lakas ng kasalukuyang dumadaloy sa circuit. Ang lakas ng magnetic field na nilikha ng direktang kasalukuyang ay binubuo ng lakas ng mga patlang,

Mula sa aklat na Medical Physics may-akda Podkolzina Vera Alexandrovna

39. Mga katangian ng mga magnet at mga magnetic na katangian ng mga tisyu ng tao Ang mga molekula ng paramagnet ay may di-zero na mga magnetic moment. Sa kawalan ng magnetic field, ang mga sandaling ito ay random na nakaayos at ang kanilang magnetization ay zero. Ang antas ng pag-order ng magnetic

may-akda

Mula sa aklat na The Newest Book of Facts. Tomo 3 [Physics, chemistry and technology. Kasaysayan at arkeolohiya. Miscellaneous] may-akda Kondrashov Anatoly Pavlovich

Ang imbensyon ay nauugnay sa mga generator ng oxygen para sa paghinga at maaaring gamitin sa breathing apparatus para sa personal na paggamit, na ginagamit sa mga emergency na sitwasyon, tulad ng paglaban sa sunog. Upang mabawasan ang rate ng pagbuo ng oxygen at dagdagan ang pagiging maaasahan sa panahon ng pangmatagalang operasyon, isang pyrochemical oxygen generator na naglalaman ng mga pinindot na bloke ng isang solidong mapagkukunan ng oxygen na may mga elemento ng transitional igniter, isang panimulang aparato, thermal insulation at isang filtering system na inilagay sa isang metal case , na nilagyan ng outlet pipe para sa oxygen, ay may mga bloke ng solidong pinagmulan ng oxygen sa anyo ng mga parallelepiped, habang ang isang komposisyon ng sodium chlorate, calcium at magnesium peroxide ay ginagamit bilang solidong pinagmumulan ng oxygen. Ang mga elemento ng transitional igniter ay inihanda mula sa isang halo ng calcium peroxide na may magnesium at pinindot sa anyo ng isang tablet alinman sa dulo o sa gilid na mukha ng gilid, at ang mga bloke mismo ay inilatag sa mga layer at sa isang zigzag na paraan sa bawat isa. layer. 1 s. p. f-ly, 2 may sakit.

Ang imbensyon ay nauugnay sa mga generator ng oxygen para sa paghinga at maaaring gamitin sa breathing apparatus para sa personal na paggamit, na ginagamit sa mga emergency na sitwasyon, tulad ng paglaban sa sunog. Ang isang pyrochemical oxygen generator ay isang aparato na binubuo ng isang pabahay, sa loob kung saan mayroong isang komposisyon na may kakayahang maglabas ng oxygen dahil sa isang self-propagating pyrochemical na proseso: isang oxygen kandila, isang ignition device para sa pagsisimula ng pagsunog ng isang kandila, isang filter system para sa paglilinis ng gas mula sa mga impurities at usok, thermal insulation. Sa pamamagitan ng outlet pipe, ang oxygen ay ibinibigay sa lugar ng pagkonsumo sa pamamagitan ng pipeline. Sa karamihan ng mga kilalang oxygen generator, ang kandila ay ginawa sa anyo ng isang cylindrical monoblock. Ang oras ng pagkasunog ng naturang kandila ay hindi hihigit sa 15 minuto. Ang mas mahabang operasyon ng generator ay nakakamit sa pamamagitan ng paggamit ng ilang mga bloke (mga elemento) na nakasalansan upang sila ay nakikipag-ugnayan sa mga dulo. Kapag ang pagsunog ng isang bloke ay natapos, ang thermal impulse ay nagsisimula sa pagsunog ng susunod na elemento ng kandila, at iba pa hanggang sa ito ay ganap na natupok. Para sa mas maaasahang pag-aapoy, ang isang intermediate igniting pyrotechnic na komposisyon ay pinindot sa dulo ng elemento na natanggap ng salpok, na may mas maraming enerhiya at mas sensitivity sa isang thermal impulse kaysa sa pangunahing komposisyon ng kandila. Ang mga kilalang pyrochemical oxygen generator ay gumagana sa thermocatalytic type chlorate candle na naglalaman ng sodium chlorate, barium peroxide, iron at binding additives, o catalytic chlorate candle, na binubuo ng sodium chlorate at catalyst, gaya ng oxide o peroxide ng sodium o potassium Ang mga kilalang chemical generator ay naglalabas ng oxygen sa isang rate na hindi bababa sa 4 l / min, na ilang beses na mas mataas kaysa sa physiological na pangangailangan ng isang tao. Sa mga kilalang komposisyon, hindi makakakuha ng mas mababang rate ng pagbuo ng oxygen. Sa isang pagbawas sa diameter ng bloke ng kandila, i.e. lugar ng nasusunog na harapan, na maaaring humantong sa isang pagbawas sa bilis, ang kandila ay nawawala ang kakayahang sumunog. Upang mapanatili ang pagganap ng kandila, ang isang pagbabago sa enerhiya ay kinakailangan sa pamamagitan ng pagtaas ng proporsyon ng gasolina sa komposisyon, na humahantong sa isang pagtaas sa rate ng pagkasunog at, nang naaayon, sa isang pagtaas sa rate ng ebolusyon ng oxygen. Kilalang generator na naglalaman ng mga pinindot na bloke ng solidong pinagmumulan ng oxygen na may lumilipas na mga elemento ng igniter, panimulang aparato, thermal insulation at filtering system sa isang metal case na may outlet pipe para sa oxygen. Ang kandila ng oxygen sa generator na ito ay may komposisyon ng sodium chlorate at oxide at sodium peroxide at binubuo ng magkahiwalay na cylindrical blocks na nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa mga dulo. Ang mga transition igniter ay pinindot sa dulo ng bawat bloke at may komposisyon ng aluminyo at iron oxide. Ang bahagi ng mga bloke ay may isang hubog na hugis, na ginagawang posible na ilagay ang mga ito sa isang hugis-U, U-shaped na linya, sa isang spiral, atbp. Dahil sa mataas na rate ng pagbuo ng oxygen, ang kabuuang bigat ng kandila ng oxygen ay tumataas, na kinakailangan upang matiyak ang pangmatagalang operasyon ng generator. Halimbawa, upang magpatakbo ng isang prototype generator para sa 1 oras, isang kandila na tumitimbang ng humigit-kumulang 1.2 kg ay kinakailangan. Ang mataas na rate ng henerasyon ay humahantong din sa pangangailangan na palakasin ang thermal insulation, na nauugnay din sa isang karagdagang pagtaas sa bigat ng generator. Ang mga hubog (angular) na bloke ay mahirap gawin at may mababang lakas ng makina: madali silang masira sa liko, na humahantong sa pagtigil ng pagkasunog sa isang pahinga, i.e. bawasan ang pagiging maaasahan ng pangmatagalang tuluy-tuloy na operasyon ng generator. Ang layunin ng imbensyon ay upang bawasan ang rate ng pagbuo ng oxygen at dagdagan ang pagiging maaasahan sa panahon ng pangmatagalang operasyon ng generator. Ito ay nakamit sa pamamagitan ng katotohanan na ang pyrochemical oxygen generator, na naglalaman ng mga pinindot na bloke ng isang solidong mapagkukunan ng oxygen na may mga elemento ng transitional igniter, isang panimulang aparato, thermal insulation at isang filter system, na inilagay sa isang metal case na nilagyan ng isang outlet pipe para sa oxygen, ay may mga bloke ng isang solidong mapagkukunan ng oxygen sa anyo ng mga parallelepiped, habang bilang isang solidong mapagkukunan ng oxygen, isang komposisyon ng sodium chlorate, calcium at magnesium peroxide ay ginagamit; Ang mga elemento ng transitional igniter ay inihanda mula sa pinaghalong calcium peroxide na may magnesium at pinindot sa anyo ng isang tablet alinman sa dulo o sa gilid na mukha ng bloke, at ang mga bloke mismo ay inilalagay sa mga layer at sa isang zigzag na paraan sa bawat isa. layer. Ang Figure 1 ay nagpapakita ng isang pyrochemical generator, Pangkalahatang view. Ang generator ay may metal case 1, sa dulo kung saan matatagpuan ang isang initiating device 2. Sa itaas na mukha ng case ay mayroong branch pipe 3 para sa oxygen outlet. Ang mga bloke 4 ng isang solidong pinagmumulan ng oxygen ay nakasalansan sa mga layer at nakahiwalay sa isa't isa at mula sa mga dingding ng pabahay sa pamamagitan ng mga gasket 5 na gawa sa porous na keramika. Sa ibabaw ng buong ibabaw ng itaas na layer ng mga bloke at sa itaas na mukha ng pabahay, ang mga metal meshes 6 ay inilalagay, sa pagitan ng kung saan mayroong isang multilayer filter 7. Sa Fig. Ipinapakita ng 2 ang layout ng isang layer ng solidong oxygen source blocks sa generator. Dalawang uri ng mga bloke ang ginamit - mahaba 4 na may pinindot sa transitional igniter tablet 9 sa dulo ng block at maikling 8 na may transitional igniter tablet sa gilid na dingding. Ang generator ay isinaaktibo kapag ang panimulang aparato 2 ay naka-on, kung saan ang komposisyon ng ignisyon 10 ay nag-aapoy at ang unang bloke ng kandila ay umiilaw. Ang harap ng pagkasunog ay patuloy na gumagalaw sa kahabaan ng katawan ng kandila, na dumadaan mula sa bloke hanggang sa harangan sa mga punto ng kontak sa pamamagitan ng mga transitional igniter tablets 9. Bilang resulta ng pagsunog ng kandila, ang oxygen ay inilabas. Ang nagresultang daloy ng oxygen ay dumadaan sa mga pores ng ceramic 5, habang ito ay bahagyang pinalamig at pumapasok sa sistema ng filter. Ang pagdaan sa mga metal meshes at mga filter, ito ay karagdagang pinalamig at napalaya mula sa hindi gustong mga dumi at usok. Sa pamamagitan ng pipe 3 ay lumalabas ang purong oxygen na angkop para sa paghinga. Ang rate ng pagbuo ng oxygen, depende sa mga kinakailangan, ay maaaring mabago sa saklaw mula 0.7 hanggang 3 l / min, binabago ang komposisyon ng solidong mapagkukunan ng oxygen sa ratio ng timbang ng NaClO 4 CaO 2 Mg 1 (0.20-0.24). (0.04- 0.07) at ang komposisyon ng mga elemento ng pag-aapoy CaO 2 Mg sa isang ratio ng timbang na 1 (0.1-0.2). Ang pagkasunog ng isang layer ng solidong oxygen source block ay tumatagal ng 1 oras. Ang kabuuang bigat ng mga elemento ng kandila para sa isang oras ng pagsunog ay 300 g; ang kabuuang paglabas ng init ay halos 50 kcal/h. Sa iminungkahing generator, ang isang kandila ng oxygen sa anyo ng mga parallelepiped na elemento ay nagpapadali sa kanilang koneksyon sa isa't isa at nagbibigay-daan para sa masikip at compact na packaging. Ang matibay na pangkabit at pagbubukod ng kadaliang mapakilos ng mga parallelepiped na bloke ay nagsisiguro sa kanilang kaligtasan sa panahon ng transportasyon at paggamit bilang bahagi ng isang kagamitan sa paghinga, at sa gayon ay pinapataas ang pagiging maaasahan ng pangmatagalang operasyon ng generator.

I-claim

1. PYROCHEMICAL OXYGEN GENERATOR, na naglalaman ng mga pinindot na bloke ng solidong pinagmumulan ng oxygen na may lumilipas na mga elemento ng igniter, isang panimulang aparato, thermal insulation at isang filter system na inilagay sa isang metal case na nilagyan ng oxygen outlet pipe, na nailalarawan sa na ang mga bloke ng solid oxygen Ang pinagmulan ay ginawa sa anyo ng mga parallelepiped, na sa kasong ito, isang komposisyon ng sodium chlorate, calcium at magnesium peroxide, mga elemento ng transitional igniter - isang halo ng calcium peroxide at magnesium ay ginagamit bilang isang solidong mapagkukunan ng oxygen at matatagpuan sa dulo. o gilid na mukha ng bloke. 2. Isang generator ng oxygen ayon sa claim 1, na nailalarawan sa na ang mga bloke ng isang solidong mapagkukunan ng oxygen ay inilalagay sa mga layer at sa isang zigzag pattern sa bawat layer.

"Paggamit ng kontradiksyon ng kemikal sa isang makabagong proyekto: isang kandila ng oxygen"

Volobuev D.M., Egoyants P.A., Markosov S.A. CITK "Algorithm", St. Petersburg

Anotasyon.

Sa nakaraang gawain, ipinakilala namin ang konsepto ng isang kontradiksyon ng kemikal (CP) na nalutas sa pamamagitan ng pagpapakilala o pagtanggal ng isang sangkap mula sa komposisyon. Sa papel na ito, sinusuri namin ang algorithm para sa paglutas ng HP sa halimbawa ng isa sa mga makabagong proyekto.

Panimula

Ang mga kontradiksyon ng kemikal ay madalas na lumitaw sa panahon ng pagpapatupad ng mga makabagong proyekto, ngunit hindi sila malinaw na nabalangkas, kaya ang tagumpay ng naturang mga proyekto ay natutukoy lamang sa pamamagitan ng erudition at pang-agham na pagsasanay ng pangkat ng mapag-imbento. Ang pag-uuri ng mga pamamaraan para sa paglutas ng HP na ibinigay sa aming nakaraang gawain ay nagpapahintulot sa amin na magmungkahi dito ng isang sunud-sunod na algorithm para sa paglutas ng HP, na idinisenyo upang gawing sistematiko ang siyentipikong paghahanap at, marahil, upang mapadali ang pagtatanghal ng mga resulta ng gawain sa mga taong malayo sa ganoong paghahanap.

Ang pangangailangan para sa isang solusyon sa HP, bilang isang panuntunan, ay lumitaw sa huling (pag-verify) na yugto ng isang makabagong proyekto. Ang mga posibleng direksyon ng pananaliksik, lugar ng mga katanggap-tanggap na solusyon, at mga limitasyon ay natukoy sa mga nakaraang yugto ng proyekto. Ang iminungkahing algorithm ay hindi sinasabing kumpleto at dapat na pinuhin habang ang mga proyekto ay nakumpleto.

Hakbang-hakbang na algorithm para sa paglutas ng HP

1. Bumalangkas HP
2. Pumili ng solusyon: (1) Pagpapakilala ng karagdagang sangkap o (2) paghihiwalay ng sangkap mula sa komposisyon. Ang paghihiwalay ay karaniwang nangangailangan ng paglipat ng isang sangkap sa isang likido o gas phase. Kung, ayon sa mga kondisyon ng problema, ang sangkap ay nasa solid phase, ang paraan (1) ay pinili
3. Tukuyin ang klase ng mga sangkap o pangkat ng mga teknolohiya para sa (1) o (2) ayon sa pagkakabanggit.
4. Gumamit ng feature-oriented na paghahanap ( FOP) upang matukoy ang isang teknolohiya na mas malapit hangga't maaari sa ninanais. Ang paghahanap ay pangunahing nakatuon sa mga siyentipikong papel at mga patent na nagdedetalye ng mga teknolohiya.
5. Gamitin paglipat ng ari-arian(PS) mula sa mga nahanap na bagay hanggang sa pinabuting isa.
6. Pumili ng na-optimize na komposisyon batay sa mga resulta ng FOP at mga hadlang sa proyekto.
7. Magplano ng isang serye ng mga eksperimento at, kung kinakailangan, magtayo ng pasilidad ng laboratoryo upang ma-optimize ang komposisyon
8. Magsagawa ng mga eksperimento at ilarawan ang mga resulta mga optimization sa phase diagram o composition triangle
9. Kung hindi kasiya-siya ang resulta ng pag-optimize, bumalik sa punto 3 at baguhin ang komposisyon ng komposisyon o tapusin ang trabaho.

Halimbawa 1. Oxygen candle (Catalyst).

Konteksto: Ang problemang ito ay lumitaw sa panahon ng pag-imbento ng "walang usok na sigarilyo" - ang sigarilyo ay dapat masunog sa isang selyadong kaso, na nagbibigay sa naninigarilyo ng usok lamang kapag puffed.

Mga Paghihigpit: dapat maliit ang case (dala sa bulsa) at mura.

Dapat tandaan na ang isang sigarilyo sa isang kaso ay napupunta sa loob ng ilang segundo dahil sa oxygen burnout, kaya ang pagbuo ng isang murang (disposable) na kemikal na oxygen generator ay kinikilala bilang ang pangunahing gawain ng proyekto.

Posibleng solusyon: Ang oxygen ay nagmumula sa agnas ng Berthollet salt. Ang temperatura at rate ng reaksyon ay nababawasan sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang katalista (Fe 2 O 3), na nagpapababa sa activation threshold.

Hakbang sa hakbang na solusyon:

1. HP formula: Ang oxygen gas ay dapat naroroon sa combustion zone upang suportahan ang combustion at hindi dapat naroroon sa combustion zone upang maiwasan ang isang thermal explosion.
2. Paraan ng solusyon: Pinipili namin ang direksyon (1) - ang pagdaragdag ng isang karagdagang sangkap, dahil, batay sa mga kondisyon ng problema, dapat naming i-stock ang ahente ng oxidizing sa isang solidong estado ng pagsasama-sama.
3. Pagtutukoy ng klase ng mga sangkap: Mga sangkap na naglalabas o sumisipsip ng malaking halaga ng enerhiya.
4. Resulta ng FOP: isang sistema ang natagpuan sa merkado na gumaganap ng function ng pagbuo ng purong oxygen - ito ay ang tinatawag na. isang oxygen candle na malawakang ginagamit sa pampasaherong sasakyang panghimpapawid para sa emergency na supply ng oxygen para sa paghinga ng pasahero. Ang aparato ng isang kandila ng oxygen ay medyo kumplikado (tingnan, halimbawa,), at karaniwang may kasamang tangke ng imbakan ng buffer na may sistema ng balbula, dahil. ang oxygen ay inilabas nang mas mabilis kaysa sa kinakailangan para sa mamimili.
5. Maglipat ng mga ari-arian: Kinakailangang ilipat ang ari-arian upang makabuo ng oxygen mula sa natagpuang kandila ng oxygen sa kinakailangang mini-candle. Ang paggamit ng buffer tank sa aming device ay hindi katanggap-tanggap dahil sa mga ipinataw na paghihigpit, kaya ang karagdagang trabaho ay nabawasan sa pag-optimize ng kemikal na komposisyon ng kandila.
6. Ang pagpili ng komposisyon ng komposisyon: Ang isang binary fuel-oxidizer system na may shifted equilibrium patungo sa oxidizer ang napili bilang base system. Ang asin ng Berthollet ay kumilos bilang isang magagamit na ahente ng pag-oxidizing, at ang almirol ay nagsilbing panggatong at panali.
7. Eksperimento sa disenyo at setup ng laboratoryo: Kinakailangan na magsagawa ng isang serye ng mga eksperimento sa pinaghalong almirol at barthollet salt na may iba't ibang konsentrasyon ng almirol, sukatin ang oras ng reaksyon at ang ani ng oxygen. Sa layuning ito, kinakailangan na bumuo at mag-ipon ng isang setup ng laboratoryo na may posibilidad ng malayuang pag-aapoy ng kuryente, visual na kontrol sa oras ng reaksyon, at quantitative assessment ng oxygen concentration. Ang naka-assemble na halaman ay ipinapakita sa Fig.1.
8. Mga resulta ng eksperimento at konklusyon: Ang mga unang eksperimento ay nagpakita na sa binary system na ito ay walang nais na solusyon - na may maliit na pagdaragdag ng gasolina, ang nagniningas na kandila ay napupunta sa kaso, na may pagtaas sa dami ng gasolina, ang pagsunog ng kandila ay nangyayari nang hindi katanggap-tanggap nang mabilis - sa isang o dalawang segundo sa halip na ang nais na mga yunit ng minuto => Bumalik sa punto 3. Ang mga hakbang na kasunod na paulit-ulit na pag-ulit ay ipinahiwatig ng index na "+".
9. Paraan ng Solusyon +: pagdaragdag ng karagdagang sangkap.
10. Pagpino ng klase ng mga sangkap +: Mga katalista
11. FOP at PS+: Ang pag-aaral ng aparato ng isang tugma ay nagpapahintulot sa amin na tapusin na ang MnO 2 at Fe 2 O 3 ay mga catalyst para sa agnas ng Berthollet salt.
12. Pagpili ng komposisyon +: isang ikatlong sangkap, iron oxide (Fe 2 O 3), ay pinaghalo sa base na komposisyon, na sabay-sabay na kumilos bilang isang katalista para sa agnas ng Berthollet salt, na nagpapababa sa activation threshold ng reaksyon, at isang inert filler na nag-alis ng init mula sa zone ng reaksyon.
13. Eksperimento na Disenyo at Lab Setup+: dating (Fig.1). Ang epekto ng pagdaragdag ng isang katalista sa pinaghalong ay hindi halata nang maaga; samakatuwid, ang paghahalo ng katalista ay nagsimula mula sa maliliit na halaga at sa pagsunod sa mga regulasyon sa kaligtasan.
14. Mga resulta ng mga eksperimento at konklusyon +: Dahil sa dalawang yugto na likas na katangian ng decomposition reaksyon ng Berthollet salt, ang pagdaragdag ng isang katalista ay makabuluhang nabawasan ang temperatura at, nang naaayon, ang rate ng reaksyon.

kanin. isa. Pag-install ng laboratoryo para sa pagtukoy ng mga parameter ng pagkasunog at konsentrasyon ng oxygen sa mga produkto ng pagkasunog ng isang kandila ng oxygen.

Ang pagdaragdag ng isang katalista, bilang karagdagan, ay naging posible upang makabuluhang bawasan ang marginal na halaga ng gasolina sa pinaghalong, kung saan ang isang matatag na reaksyon ay pinananatili pa rin. Ang control additive sa basic two-component system ng isang inert filler (Aerosil SiO 2 ) ay hindi humantong sa mga kapansin-pansing pagbabago sa combustion rate.

kandila ng oxygen- isang aparato na, gamit ang isang kemikal na reaksyon, ay nagbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng oxygen na angkop para sa pagkonsumo ng mga buhay na organismo. Ang teknolohiya ay binuo ng isang pangkat ng mga siyentipiko mula sa Russia at Netherlands. Malawakang ginagamit ng mga rescue services ng maraming bansa, pati na rin ng mga sasakyang panghimpapawid, mga istasyon ng kalawakan tulad ng ISS. Ang pangunahing bentahe ng pag-unlad na ito ay ang pagiging compact at lightness.

Kandila ng oxygen sa kalawakan

Sa board ng ISS, ang oxygen ay isang napakahalagang mapagkukunan. Ngunit ano ang mangyayari kung sa panahon ng isang aksidente o sa kaganapan ng isang aksidenteng pagkasira, ang mga sistema ng suporta sa buhay, kabilang ang sistema ng supply ng oxygen, ay hihinto sa paggana? Lahat ng buhay na organismo na sakay ay hindi na makakahinga at mamamatay. Samakatuwid, lalo na para sa mga ganitong kaso, ang mga astronaut ay may kahanga-hangang supply ng mga kemikal na generator ng oxygen, sa madaling salita, ito mga kandila ng oxygen. Paano ito gumagana at ang paggamit ng naturang device sa kalawakan, sa mga pangkalahatang tuntunin, ay ipinakita sa pelikulang "Alive".

Saan nanggagaling ang oxygen sa isang eroplano?

Gumagamit din ang mga sasakyang panghimpapawid ng mga chemical-based na oxygen generator. Kung ang board ay depressurized o may isa pang pagkasira, isang oxygen mask ang nahuhulog malapit sa bawat pasahero. Ang maskara ay maglalabas ng oxygen sa loob ng 25 minuto, pagkatapos nito ay titigil ang kemikal na reaksyon.

Paano ito gumagana?

kandila ng oxygen sa espasyo ito ay binubuo ng potassium perchlorate o chlorate. Karamihan sa mga eroplano ay gumagamit ng barium peroxide o sodium chlorate. Mayroon ding ignition generator at isang filter para sa paglamig at paglilinis mula sa iba pang mga hindi kinakailangang elemento.

Ang oxygen na nakasakay sa isang sasakyang panghimpapawid ay maaaring maimbak sa isang gas, likido at cryogenic na estado (§ 10.3), at maaari ding nasa isang nakatali na estado kasama ng ilang partikular na elemento ng kemikal.

Ang pangangailangan para sa oxygen sa isang sasakyang panghimpapawid ay tinutukoy ng pagkonsumo ng oxygen ng mga miyembro ng tripulante, ang dami ng pagtagas nito sa nakapalibot na espasyo at ang pangangailangan na muling i-pressure ang regeneration cabin pagkatapos ng sapilitang o emergency na depressurization nito. Ang pagkawala ng oxygen dahil sa pagtagas mula sa mga cabin ng spacecraft ay karaniwang hindi gaanong mahalaga (halimbawa, sa Apollo spacecraft ~ 100 g/h).

Ang pinakamalaking pagkonsumo ng oxygen ay maaaring mangyari kapag muling i-pressurize ang cabin.

Ang dami ng oxygen na natupok ng isang tao ay depende sa bigat ng tao, ang kanyang pisikal na kondisyon, ang kalikasan at intensity ng aktibidad, ang ratio ng mga protina, taba at carbohydrates sa diyeta, at iba pang mga kadahilanan. Ito ay pinaniniwalaan na ang average na pang-araw-araw na pagkonsumo ng oxygen ng isang tao, depende sa kanyang mga gastos sa enerhiya, ay maaaring mag-iba mula 0.6 hanggang 1 kg. Kapag bumubuo ng mga life support system para sa mga pangmatagalang flight, ang average na pang-araw-araw na pagkonsumo ng oxygen bawat tao ay karaniwang kinukuha na 0.9-1 kg.

Ang mga katangian ng timbang at dami ng sistema ng pagbabagong-buhay na ito ay nakasalalay sa oras ng paglipad at sa mga katangian ng sistema para sa pag-iimbak ng mga kinakailangang reserbang oxygen at mga sumisipsip ng mga nakakapinsalang dumi.

Ang koepisyent a para sa 02 na sistema ng imbakan sa likidong estado ay tungkol sa 0.52-0.53, sa cryogenic state - 0.7, at sa gas na estado - mga 0.8.

Gayunpaman, ang pag-iimbak ng oxygen sa isang cryogenic na estado ay mas kumikita, dahil sa kasong ito, kumpara sa isang likidong sistema ng oxygen, kinakailangan ang mas simpleng kagamitan, dahil hindi na kailangang ilipat ang oxygen mula sa isang likido patungo sa isang gas na yugto sa ilalim ng mga walang timbang na kondisyon.

Ang mga promising source ng oxygen ay ilang mga kemikal na compound na naglalaman ng malaking halaga ng oxygen sa bound form at madaling ilalabas ito.

Ang katumpakan ng paggamit ng isang bilang ng mga aktibong compound ng kemikal ay nabibigyang katwiran sa pamamagitan ng katotohanan na, kasama ang pagpapakawala ng oxygen bilang isang resulta ng reaksyon, sinisipsip nila ang carbon dioxide at tubig na inilabas sa panahon ng buhay ng mga tripulante. Bilang karagdagan, ang mga compound na ito ay nakakapag-deodorize sa kapaligiran ng cabin, ibig sabihin, alisin ang mga amoy, nakakalason na sangkap at sirain ang bakterya.

Ang oxygen sa kumbinasyon ng iba pang mga elemento ay umiiral sa maraming mga kemikal na compound. Gayunpaman, ilan lamang sa mga ito ang maaaring gamitin upang makakuha ng O2. Kapag nagtatrabaho sa isang sasakyang panghimpapawid, ang mga kemikal na compound ay dapat matugunan ang mga tiyak na kinakailangan: 1) maging matatag sa panahon ng imbakan, ligtas at maaasahan sa operasyon; 2) madaling maglabas ng oxygen, at may pinakamababang nilalaman ng mga impurities; 3) ang dami ng oxygen na inilabas sa sabay-sabay na pagsipsip ng CO2 at H20 ay dapat sapat na malaki upang mabawasan ang bigat ng system na may supply ng mga sangkap.

Sa spacecraft, ipinapayong gumamit ng oxygen reserves sa mga sumusunod na kemikal na compound: alkali metal superoxides, hydrogen peroxide, alkali metal chlorates.

Ang Potassium superoxide ay ang pinakaginagastos na ahente ng ebolusyon ng oxygen.

Ang mga cartridge na may superoxide ay angkop para sa pangmatagalang imbakan. Ang reaksyon ng oxygen evolution mula sa potassium superoxide ay madaling makontrol. Napakahalaga na ang mga superoxide ay naglalabas ng oxygen sa pagsipsip ng carbon dioxide at tubig. Posible upang matiyak na ang reaksyon ay nagpapatuloy sa isang paraan na ang ratio ng dami ng carbon dioxide na hinihigop sa dami ng oxygen na inilabas ay magiging katumbas ng koepisyent ng paghinga ng tao.

Upang isakatuparan ang reaksyon, ang gas stream na enriched na may oxygen at naglalaman ng carbon dioxide at vapors

Sa unang pangunahing reaksyon, ang 1 kg ng CO2 ay sumisipsip ng 0.127 kg ng tubig at naglalabas ng 236 litro ng oxygen gas. Sa pangalawang pangunahing reaksyon, ang 1 kg ng CO2 ay sumisipsip ng 175 litro ng carbon dioxide at naglalabas ng 236 litro ng oxygen gas.

Dahil sa pagkakaroon ng pangalawang reaksyon, ang ratio ng dami ng oxygen na inilabas sa regenerator sa dami ng carbon dioxide na hinihigop ay maaaring mag-iba nang malawak at hindi tumutugma sa ratio ng dami ng oxygen na natupok ng isang tao sa dami ng carbon. dioxide na ibinubuga niya.

Ang kurso ng isang reaksyon ng isang uri o iba pa ay nakasalalay sa nilalaman ng singaw ng tubig at carbon dioxide sa daloy ng gas. Habang tumataas ang nilalaman ng singaw ng tubig, tumataas ang dami ng ginawang oxygen. Ang regulasyon ng produktibidad ng oxygen sa regeneration cartridge ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagbabago ng nilalaman ng singaw ng tubig sa pumapasok sa kartutso.

Alkali metal chlorates (hal. NaC103)t c. anyo mga kandilang chlorate.

Ang praktikal na posibleng ani ng oxygen sa kasong ito ay ~40to/o. Ang reaksyon ng agnas ng chlorates ay nagpapatuloy sa pagsipsip ng init. Ang init na kinakailangan para sa reaksyon upang magpatuloy ay inilabas bilang isang resulta ng oksihenasyon ng iron powder, na idinagdag sa chlorate candles. Ang mga kandila ay sinindihan ng posporo o electric fuse. Mga kandila ng chlorate paso sa bilis na humigit-kumulang 10 mm/min.

Kapag gumagamit ng mga sistema para sa pagbabagong-buhay ng gaseous na kapaligiran sa cabin, batay sa mga reserba ng gaseous o cryogenic oxygen, kinakailangan upang matuyo ang gaseous na kapaligiran mula sa singaw ng tubig, carbon dioxide at mga nakakapinsalang impurities.

Ang pagpapatuyo ng daluyan ng gas ay maaaring isagawa sa pamamagitan ng pag-ihip ng gas sa pamamagitan ng mga sumisipsip ng tubig o sa pamamagitan ng mga heat exchanger na nagpapalamig sa gas sa ibaba ng dew point, na sinusundan ng pag-alis ng condensed moisture.