ТЕМА 3 кислород применение

Презентация
на тему:
кислород
Содержание:
1. Общая характеристика
2. Кислородный коктейль
3. Аллотропия и физические свойства
4. Кислородные мембранные установки
5. Мобильные кислородные станции
6. Новости
7. Получение кислорода
8. Химические свойства
9. Роль кислорода в природе и его
применение
Общая характеристика
Кислород — самый распространенный на Земле элемент. Его порядковый номер 8,
относительная атомная масса примерно равна 16, находится во втором периоде и
является первым элементом в главной подгруппе VI группы.
В периодической системе элементов кислород ничем не выделен. Но он сыграл очень
важную роль в развитии химии. Еще Ян Берцеллиус говорил, что кислород — это ось,
вокруг которой вращается химия.
Кислород составляет примерно половину всей массы земной коры. Отметим также, что
кислород является обязательным элементом в составе двух важнейших классов
неорганической химии — оксидов и гидроксидов.
В чем же особая роль кислорода в химии? Кислород входит в состав воды, а вода — это
универсальный растворитель, так как в ней в большей или меньшей степени
растворяются практически все вещества. Кроме того, это среда, в которой протекает
множество химических реакций. Сама вода — это кислородное соединение — оксид
водорода Н2О. Именно оксиды оказываются особыми веществами, так как при
взаимодействии с водой они образуют кислоты и основания.
Вода входит в состав живых организмов. Например, в организме человека вода
составляет около 78 %. Потеря воды живым организмом уже на 5 % приводит к его
смерти. А это говорит об исключительной роли воды во всех живых системах.
Кислород как простое вещество является составной частью атмосферы. Без него
невозможна жизнь на нашей планете:
* Кислород входит в состав воды, а вода составляет не менее 60 % массы живых
организмов (у медуз вода составляет 98 %).
* Кислород входит в состав практически всех органических веществ, образующих живую
материю.
* Как простое вещество кислород единственный необходим для жизни живых организмов
(без него невозможно получение необходимой для жизнедеятельности энергии).
В природе встречается всего три устойчивых изотопа кислорода: 186О — составляет
99,76 О— составляет 0,048 %, '88О — составляет 0,2 % (используется в научных
исследованиях).
Кислородный коктейль
•
Активизирует моторные,
ферментативные и секреторные
функции желудно-кишечного тракта,
нормализует микрофлору кишечника, а
значит, улучшает пищеварительный
процесс, ускоряет расщепление
полезных веществ. Это, в свою очередь
способствует лечению болезней
желудка, в том числе таких
распространенных, как хронический
колит, хронический гастрит, язвенная
болезнь желудка и двенадцатиперстной
кишки. Также коктейль помогает при
функциональных нарушениях
центральной нервной системы,
вызванных эмоциональными и
физическими перегрузками,
гипертонии, гипотонии, заболеваниях
печени, ишемической болезни сердца,
хроническом гепатите, холецистите,
циррозе печени в стадии компенсации.
При регулярном употреблении
кислородного коктейля повышается
иммунитет и работоспособность.
Аллотропия и физические свойства кислорода
У кислорода существует две аллотропические модификации:
1 — Кислород (О2).
2 — Озон (О3).
Кислород—газ (в обычных условиях) без цвета и запаха.
Температура кипения равна -183°С, плотность — 1,43 г/см3. Жидкий
кислород — подвижная жидкость, слегка голубоватая. В воде почти
нерастворим: в 1 л воды растворяется около 0,07 г кислорода.
Озон — газ (в обычных условиях) синего цвета с резким запахом. Он
легче воздуха. Температура кипения -112 °С. жидкий озон —
жидкость темно-синего почти черного цвета. Растворяется в воде
легче, чем кислород.
Озон взрывоопасен во всех агрегатных состояниях, так как
разлагается с выделением большого количества энергии:
В природе кислород находится на поверхности Земли, а озон — в
верхних слоях атмосферы и образует там очень тонкий «озоновый
слой», который поглощает ультрафиолетовые лучи Солнца и этим
защищает Землю от солнечной радиации.
В Челябинске появились кислородные
мембранные установки
•
•
Наименование параметра
Значение
Параметры кислорода на выходе из установки
чистота, %
30–45
производительность, нм³/ч*
3–5000
давления
0,03–0,3
точка росы, °С
-60 – 70
Температура окружающей среды
во время работы, °С
+5 – +40
во время хранения, °С
-20 –
+50
Время выхода на рабочий режим не более,
мин
10
Ресурс работы мембранных модулей
(уменьшение производительности на 10%),
тыс. часов
130–180
Компания ГРАСИС производит на базе
мембранной технологии высокоэффективные
системы для получения кислорода из воздуха.
Установки позволяют получать кислород
чистотой до 50%, применение таких систем
оказывается с экономической точки зрения очень
эффективным. Заказчик получает воздух,
обогащенный кислородом в требуемой
концентрации (от 30 до 50%).
Принцип работы установок повторяет основу
функционирования азотных мембранных
систем — он заключается в различной скорости
проникновения азота и кислорода через
материал мембраны. Отличие заключается в том,
что в отличие от азота кислород является
целевым продукт, который выходит под
небольшим избыточным давлением. Кислород
чистотой до 50%, вырабатываемый
воздухоразделительные мембранными
установками, может использоваться в различных
отраслях промышленности. Кислород такой
чистоты применяется в тех. процессах
на металлургических предприятиях, при сварке
и резке металлов. Компании, занимающиеся
разведением рыбы, выращиванием креветок,
крабов и мидий используют мембранные
кислородные установки в инкубационных целях.
Мобильные кислородные станции
•
•
•
Выпускаемые станции представляют собой
смонтированные в контейнере воздухоразделительные комплексы по получению
из воздуха кислорода.
Спектр применения кислородных станций
очень широк, к нему относятся задачи
получения автогенного кислорода
(за исключением автоматической резки
металлов), также кислородные станции
находят применение в силикатной,
целлюлозно-бумажной, пищевой
и фармацевтической промышленности,
рыборазведении, переработке сточных вод
и питании озонаторных установок, сжигании
твердых отходов, медицине.
Станции производят кислород
из атмосферного воздуха на базе метода
короткоцикловой безнагревной адсорбции
(КЦА или КБА метод).
Воздухоразделительные кислородные
станции, предлагаемые компанией ГРАСИС,
позволяют получать газообразный кислород
чистотой до 95%. Мобильные кислородные
станции отличают высокие техникоэкономические характеристики — они
сочетают в себе исключительную
надежность и невысокую стоимость
получаемого кислорода, около 2–3 руб/м³.
Кроме того, в состав таких систем может
входить наполнительная рампа, что
позволяет на месте осуществлять заправку
одновременно нескольких баллонов
кислородом под давлением 150 атм.
Наименование параметра
Значение
Параметры кислорода на выходе из установки
чистота, %
93–95
производительность, нм³/ч*
5–100
давление
5–150
точка росы, °С
-60 – -70
Температура окружающей среды
во время работы, °С
-45 – +45
во время хранения, °С
-50 – +50
Время выхода на рабочий режим не более,
мин
25
Ресурс работы установки, тыс. часов
70–120
Новости
•
ЧМК увеличивает объемы производства
кислорода до 150 тысяч кубометров в час.
В кислородно-компрессорном производстве
Челябинского металлургического комбината,
входящего в «Стальную группу Мечел», ведется
строительство блока разделения воздуха КААр32-4, который будет производить в час 32 тысячи
кубометров кислорода, 35 тысяч кубометров
азота и 600 тысяч кубометров аргона.
С вводом в эксплуатацию данного агрегата,
оснащенного современной автоматизированной
системой управления технологическим
процессом, выработка кислорода на предприятии
возрастет до 150 тысяч кубометров в час.
Несмотря на стремительно растущие объемы
производства чугуна и стали, потребности
комбината в этом виде энергоресурсов будут
полностью обеспечены. В дальнейшем это даст
возможность проведения коренной реконструкции
кислородно–компрессорного производства без
ущерба для основного производства.
На сегодняшний день уже возведено здание,
смонтировано основное технологическое
оборудование, подведены все коммуникации и
проложен трубопровод, связывающий блок
разделения воздуха с существующими на ЧМК
сетями. В настоящий момент ведется монтаж
внутриблочного пространства, сообщает прессслужба Челябинского металлургического
комбината.
•
Магнитка решила проблему дефицита кислорода
и азота.
На ОАО «Магнитогорский металлургический
комбинат» (ММК) пущен в эксплуатацию новый
блок разделения воздуха производительностью 35
тысяч кубометров кислорода и 20 тысяч
кубометров азота в час.
Оборудование для нового блока было поставлено
балашихинским заводом «Криогенмаш». Монтаж
осуществлял магнитогорское ЗАО
«Электроремонт».
По словам первого заместителя генерального
директора Магнитки Андрея Морозова, новая
установка не уступает западным аналогам по
уровню примененной технологии, но почти в три
раза ниже по стоимости. Ее пуск позволит
ликвидировать дефицит кислорода и азота и
создать необходимые условия для роста объемов
сталеплавильного производства ММК,
запланированного на 2007-2008 годы.
Получение кислорода
•
В природе кислород образуется в зеленых листьях растений в процессе фотосинтеза. Листья растений
из воздуха поглощают углекислый газ СО2, через корневую систему поступает из почвы вода Н2О.
При поглощении солнечной энергии из углекислого газа и воды в листьях образуется глюкоза и при
этом выделяется свободный кислород:
•
В лаборатории. Существует достаточно много лабораторных способов получения кислорода.
Рассмотрим некоторые из них:
Разложение перманганата калия под действием высокой температуры:
Каталитическое разложение перекиси водорода:
Разложение бертолетовой соли под действием температуры и катализатора:
Электролиз растворов щелочей или солей кислородсодержащих кислот:
Разложение нитратов щелочных металлов под действием температуры:
Взаимодействие углекислого газа с пероксидами щелочных металлов:
•
•
В промышленности кислород получают из воздуха. Этот процесс носит название фракционной
перегонки воздуха.
Воздух сначала переводят в жидкое состояние, а потом его испаряют. Первым испаряется азот, в
жидкой фракции остается почти чистый кислород. Кроме того, в промышленности применяют
электролиз растворов щелочей (см. выше).
Химические свойства
•
Химические свойства кислорода обусловлены его очень высокой химической активностью, которая
объясняется высокой окислительной способностью:
•
•
•
Кислород взаимодействует со всеми веществами, кроме Не, Аг, N6. Он образует химические
соединения со всеми элементами непосредственно, кроме галогенов, золота и платиновых металлов.
• Взаимодействие с простыми веществами.
• Горение щелочных металлов:
•
• Окисление щелочных металлов:
•
• Окисление щелочноземельных металлов:
•
Щелочноземельные металлы также способны образовывать перекиси:
•
• Взаимодействие с другими металлами:
•
• Взаимодействие с неметаллами (реакции горения):
•
•
• Взаимодействие со сложными вешествамиии.
•При реакциях с водородными соединениями неметаллов происходит
восстановление неметаллов:
•
• С низшими оксидами и гидроксидами:
Роль кислорода в природе и его
применение:
• Кислороду принадлежит исключительная роль в природе.
•
•
•
•
При участии кислорода проходит такой нужный и важный
процесс, как дыхание. Окисление органических веществ в
живых организмах дает возможность получения
необходимой им энергии.
Самое широкое применение кислорода в металлургической
промышленности (более 60%). В смеси с ацетиленом
кислород применяют для сварки и резки металлов.
Очень широко кислород используется в химической
промышленности.
Применение его в медицине основано на использовании
кислородных коктейлей, кислородных подушек и т. д.
Самой важной экологической проблемой в наше время
должно стать сохранение растительного мира нашей
планеты, как единственного поставщика кислорода и
поддерживающего его постоянный баланс в воздухе.
Список литературы:
1.Химия для поступающих Шахович В.Н., Пугач А.П.
2.Энциклопедия школьника
3.Интернет www.металлопрокат.ru