ऑक्सीजन ठोस रूप में. ऑक्सीजन क्या है

शायद, सभी ज्ञात रासायनिक तत्वों में, यह ऑक्सीजन है जो अग्रणी भूमिका निभाती है, क्योंकि इसके बिना हमारे ग्रह पर जीवन का उद्भव असंभव होगा। ऑक्सीजन सबसे आम है रासायनिक तत्वपृथ्वी पर इसका हिस्सा 49% है कुल द्रव्यमान भूपर्पटी. यह पृथ्वी के वायुमंडल, पानी की संरचना और बेसाल्ट, संगमरमर, सिलिकेट, सिलिका इत्यादि जैसे 1,400 से अधिक विभिन्न खनिजों की संरचना का भी हिस्सा है। ऊतकों के कुल द्रव्यमान का लगभग 50-80%, दोनों जानवर और पौधे, ऑक्सीजन से युक्त होते हैं। और, निःसंदेह, सभी जीवित चीजों के श्वसन में इसकी भूमिका सर्वविदित है।

ऑक्सीजन की खोज का इतिहास

लोग ऑक्सीजन की प्रकृति को तुरंत नहीं समझ पाए, हालाँकि पहला अनुमान यह था कि हवा एक निश्चित रासायनिक तत्व पर आधारित थी, जो 8वीं शताब्दी में सामने आई थी। हालाँकि, उस दूर के समय में इसका अध्ययन करने के लिए न तो उपयुक्त तकनीकी उपकरण थे, न ही गैस के रूप में ऑक्सीजन के अस्तित्व को साबित करने की क्षमता, जो दहन प्रक्रियाओं के लिए भी जिम्मेदार है।

ऑक्सीजन की खोज केवल एक सहस्राब्दी बाद, 18वीं शताब्दी में हुई, धन्यवाद एक साथ काम करनाकई वैज्ञानिक.

• 1771 में, स्वीडिश रसायनज्ञ कार्ल शीले ने प्रयोगात्मक रूप से हवा की संरचना का अध्ययन किया और निर्धारित किया कि हवा में दो मुख्य गैसें होती हैं: इनमें से एक गैस नाइट्रोजन थी, और दूसरी ऑक्सीजन थी, हालांकि उस समय "ऑक्सीजन" नाम नहीं था अभी तक विज्ञान में दिखाई दिया.
• 1775 में, फ्रांसीसी वैज्ञानिक ए. लौवासियर ने शीले द्वारा खोजी गई गैस को नाम दिया - ऑक्सीजन, जिसे लैटिन में ऑक्सीजन भी कहा जाता है, "ऑक्सीजन" शब्द का अर्थ ही "एसिड पैदा करना" है।
• आधिकारिक "ऑक्सीजन के जन्मदिन" से एक साल पहले, 1774 में, अंग्रेजी रसायनज्ञ प्रीस्टली ने पारा ऑक्साइड के अपघटन के माध्यम से पहली बार शुद्ध ऑक्सीजन प्राप्त की थी। उनके प्रयोगों ने शीले की खोज का समर्थन किया। वैसे शीले ने खुद भी ऑक्सीजन लेने की कोशिश की शुद्ध फ़ॉर्मशोरा गरम करके, परन्तु वह सफल नहीं हुआ।
• सदियों से भी अधिक समय के बाद, 1898 में, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जोसेफ थॉम्पसन ने पहली बार जनता को यह सोचने पर मजबूर किया कि तीव्र उत्सर्जन के कारण ऑक्सीजन की आपूर्ति समाप्त हो सकती है। कार्बन डाईऑक्साइडवातावरण में.
• उसी वर्ष, रूसी जीवविज्ञानी क्लिमेंट तिमिर्याज़ेव, एक शोधकर्ता, ने पौधों की ऑक्सीजन छोड़ने की क्षमता की खोज की।

यद्यपि पौधे वायुमंडल में ऑक्सीजन छोड़ते हैं, भविष्य में ऑक्सीजन की संभावित कमी के बारे में थॉम्पसन द्वारा प्रस्तुत समस्या हमारे समय में प्रासंगिक बनी हुई है, विशेष रूप से गहन वनों की कटाई (ऑक्सीजन आपूर्तिकर्ता), प्रदूषण के संबंध में पर्यावरण, अपशिष्ट भस्मीकरण, आदि। हमने अपने पिछले लेख में इसके बारे में और अधिक लिखा था। पर्यावरण की समस्याएआधुनिकता.

प्रकृति में ऑक्सीजन का महत्व

यह पानी के साथ ऑक्सीजन की उपस्थिति थी, जिसके कारण हमारे ग्रह पर जीवन का उदय हुआ। जैसा कि हमने ऊपर बताया, इस अनूठी गैस के मुख्य आपूर्तिकर्ता हैं विभिन्न पौधे, शामिल सबसे बड़ी संख्याजारी की गई ऑक्सीजन का एक हिस्सा पानी के नीचे शैवाल से आता है। कुछ प्रकार के जीवाणु भी ऑक्सीजन उत्पन्न करते हैं। ऑक्सीजन अंदर ऊपरी परतेंवायुमंडल एक ओजोन गेंद बनाता है, जो पृथ्वी के सभी निवासियों को सूर्य से हानिकारक पराबैंगनी विकिरण से बचाता है।

ऑक्सीजन अणु की संरचना

ऑक्सीजन अणु में दो परमाणु होते हैं, रासायनिक सूत्रइसका रूप O2 है। ऑक्सीजन अणु कैसे बनता है? इसके गठन का तंत्र गैर-ध्रुवीय है, दूसरे शब्दों में, प्रत्येक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन की साझेदारी के कारण। ऑक्सीजन अणुओं के बीच का बंधन भी सहसंयोजक और गैर-ध्रुवीय होता है, जबकि यह दोहरा होता है, क्योंकि ऑक्सीजन परमाणुओं में से प्रत्येक में बाहरी स्तर पर दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।

ऑक्सीजन अणु अपनी विशेषताओं के कारण ऐसा दिखता है, यह बहुत स्थिर है। कई लोगों के लिए, इसकी भागीदारी के लिए विशेष परिस्थितियों की आवश्यकता होती है: हीटिंग, उच्च रक्तचाप, उत्प्रेरकों का उपयोग।

ऑक्सीजन के भौतिक गुण

• सबसे पहले, ऑक्सीजन एक गैस है जो हवा का 21% हिस्सा बनाती है।
• ऑक्सीजन का कोई रंग, कोई स्वाद, कोई गंध नहीं होता।
• में घुल सकता है कार्बनिक पदार्थआह, कोयले और पाउडर द्वारा अवशोषित।
• - ऑक्सीजन का क्वथनांक -183 C होता है।
• ऑक्सीजन घनत्व 0.0014 ग्राम/सेमी3 है

ऑक्सीजन के रासायनिक गुण

मुख्य केमिकल संपत्तिबेशक, ऑक्सीजन इसका दहन समर्थन है। यानी निर्वात में, जहां ऑक्सीजन नहीं है, वहां आग लगना संभव नहीं है। यदि आप एक सुलगती हुई किरच को शुद्ध ऑक्सीजन में डाल दें, तो वह नये जोश के साथ चमक उठेगी। दहन विभिन्न पदार्थयह एक रेडॉक्स रासायनिक प्रक्रिया है जिसमें ऑक्सीकरण एजेंट की भूमिका ऑक्सीजन की होती है। ऑक्सीकरण एजेंट वे पदार्थ होते हैं जो अपचायक पदार्थों से इलेक्ट्रॉनों को "छीन" लेते हैं। ऑक्सीजन के उत्कृष्ट ऑक्सीकरण गुण इसके बाहरी इलेक्ट्रॉन आवरण के कारण होते हैं।

ऑक्सीजन का संयोजकता कोश नाभिक के निकट स्थित होता है और परिणामस्वरूप, नाभिक इलेक्ट्रॉनों को अपनी ओर आकर्षित करता है। पॉलिंग इलेक्ट्रोनगेटिविटी पैमाने पर फ्लोरीन के बाद ऑक्सीजन भी दूसरे स्थान पर है, इस कारण से, अन्य सभी तत्वों (फ्लोरीन को छोड़कर) के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हुए, ऑक्सीजन एक नकारात्मक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है। और केवल फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करके ही ऑक्सीजन का सकारात्मक ऑक्सीडेटिव प्रभाव पड़ता है।

और चूँकि ऑक्सीजन आवर्त सारणी के सभी रासायनिक तत्वों में दूसरा सबसे शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट है, यह इसके रासायनिक गुणों को भी निर्धारित करता है।

ऑक्सीजन प्राप्त करना

प्रयोगशाला स्थितियों में ऑक्सीजन प्राप्त करने के लिए विधि का उपयोग किया जाता है उष्मा उपचारया पेरोक्साइड या अम्लीय एसिड के लवण। उच्च तापमान के संपर्क में आने पर, वे शुद्ध ऑक्सीजन छोड़ते हुए विघटित हो जाते हैं। हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग करके भी ऑक्सीजन प्राप्त किया जा सकता है; यहां तक ​​कि पेरोक्साइड का 3% समाधान भी उत्प्रेरक की कार्रवाई के तहत तुरंत विघटित हो जाता है, जिससे ऑक्सीजन निकलती है।

2KC l O 3 = 2KC l + 3O 2 - ऑक्सीजन उत्पादन के लिए रासायनिक प्रतिक्रिया इस तरह दिखती है।

इसके अलावा उद्योग में, ऑक्सीजन उत्पादन की एक अन्य विधि के रूप में, पानी के इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग किया जाता है, जिसके दौरान पानी के अणु विघटित होते हैं, और फिर से शुद्ध ऑक्सीजन निकलती है।

उद्योग में ऑक्सीजन का उपयोग

उद्योग में, ऑक्सीजन का सक्रिय रूप से ऐसे क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है:

• धातुकर्म (वेल्डिंग और धातुओं को काटने के लिए)।
• दवा।
• कृषि।
• कैसे फेंकने योग्य.
• जल के शुद्धिकरण एवं कीटाणुशोधन के लिए।
• विस्फोटकों सहित कुछ रासायनिक यौगिकों का संश्लेषण।

ऑक्सीजन, वीडियो

और अंत में, ऑक्सीजन के बारे में एक शैक्षिक वीडियो।

सर्वव्यापी, सर्वशक्तिमान और अदृश्य - बस इतना ही उसके बारे में है। इसका कोई स्वाद या गंध भी नहीं है. ऐसा लगता है कि बातचीत किसी ऐसी चीज़ के बारे में है जिसका अस्तित्व ही नहीं है। हालाँकि, यह पदार्थ मौजूद है, और इससे भी अधिक: इसके बिना, मानवता का दम घुट जाएगा। शायद इसीलिए लवॉज़ियर ने तुरंत इस गैस को "जीवन गैस" कहा।

ऑक्सीजन सर्वशक्तिमान

धार्मिक लोगों के अनुसार केवल ईश्वर ही सर्वव्यापी, सर्वशक्तिमान और साथ ही अदृश्य भी हो सकता है। वास्तव में, इन तीनों विशेषणों को परमाणु संख्या 8 - ऑक्सीजन वाले रासायनिक तत्व के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। यदि पौधे, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के दौरान, पानी और कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बनिक यौगिकों में परिवर्तित नहीं करते हैं, और यह प्रक्रिया बाध्य ऑक्सीजन की रिहाई के साथ नहीं होती है, तो भंडार बहुत जल्दी समाप्त हो जाता है वायुमंडलीय ऑक्सीजन, सभी पशुवर्गमानवता सहित, शीघ्र ही दम तोड़ देगी।

ऑक्सीजन सर्वव्यापी है: न केवल हवा, पानी और पृथ्वी काफी हद तक इससे बनी है, बल्कि आप और मैं, हमारा भोजन, पेय, कपड़े भी इससे बने हैं; हमारे आस-पास के अधिकांश पदार्थों में ऑक्सीजन होती है। ऑक्सीजन की शक्ति पहले से ही इस तथ्य में प्रकट होती है कि हम इसे सांस लेते हैं, और सांस लेना जीवन का पर्याय है। और ऑक्सीजन को भी सर्वशक्तिमान माना जा सकता है क्योंकि अग्नि का शक्तिशाली तत्व, एक नियम के रूप में, सर्वव्यापीता और सर्वशक्तिमानता के लिए हमारे उम्मीदवार पर दृढ़ता से निर्भर करता है।

जहाँ तक तीसरे विशेषण - "अदृश्य" का प्रश्न है, संभवतः प्रमाण की कोई आवश्यकता नहीं है। सामान्य परिस्थितियों में, मौलिक ऑक्सीजन न केवल रंगहीन और इसलिए अदृश्य है, बल्कि किसी भी इंद्रिय द्वारा बोधगम्य या बोधगम्य भी नहीं है। सच है, हमें तुरंत कमी महसूस होगी, और विशेष रूप से ऑक्सीजन की अनुपस्थिति...

खोज: 18वीं सदी

यह तथ्य कि सामान्य परिस्थितियों में ऑक्सीजन अदृश्य, स्वादहीन, गंधहीन और गैसीय है, इसकी खोज में काफी समय लग गया। अतीत में कई वैज्ञानिकों ने अनुमान लगाया था कि एक ऐसा पदार्थ था जिसके गुण अब हम जानते हैं कि ऑक्सीजन में निहित हैं।

प्रारंभिक ऑक्सीजन (अंग्रेज़ीऑक्सीजन, फ़्रेंचऑक्सीजन, जर्मनसाउरस्टॉफ़) ने शुरुआत की आधुनिक कालरसायन शास्त्र का विकास. यह प्राचीन काल से ज्ञात है कि दहन के लिए हवा की आवश्यकता होती है, लेकिन कई शताब्दियों तक दहन प्रक्रिया अस्पष्ट रही। केवल 17वीं शताब्दी में। मेयो और बॉयल ने स्वतंत्र रूप से यह विचार व्यक्त किया कि हवा में कुछ ऐसे पदार्थ होते हैं जो दहन का समर्थन करते हैं।

ऑक्सीजन की खोज 18वीं शताब्दी के उत्तरार्ध के दो उत्कृष्ट रसायनज्ञों - स्वेड कार्ल विल्हेम शीले और अंग्रेज जोसेफ प्रीस्टले द्वारा लगभग एक साथ और एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से की गई थी। शीले को पहले ऑक्सीजन प्राप्त हुई थी, लेकिन उनका ग्रंथ "ऑन एयर एंड फायर", जिसमें ऑक्सीजन के बारे में जानकारी थी, प्रीस्टली की खोज के बारे में संदेश की तुलना में बाद में प्रकाशित हुआ था।

यूसुफ
प्रिस्टली

“1 अगस्त 1774 को, मैंने पारा स्केल से हवा निकालने की कोशिश की और पाया कि लेंस के माध्यम से हवा को आसानी से बाहर निकाला जा सकता है। यह वायु जल द्वारा अवशोषित नहीं होती थी। मेरे आश्चर्य की कल्पना कीजिए जब मुझे पता चला कि मोमबत्ती इस हवा में असामान्य रूप से उज्ज्वल लौ के साथ जल रही थी। मैंने इस घटना के लिए स्पष्टीकरण खोजने की व्यर्थ कोशिश की।

और फिर भी ऑक्सीजन की खोज के इतिहास में मुख्य व्यक्ति शीले या प्रीस्टले नहीं हैं। उन्होंने एक नई गैस की खोज की - और बस इतना ही। बाद में, फ्रेडरिक एंगेल्स ने इस बारे में लिखा: “उन दोनों को कभी नहीं पता था कि उनके हाथ में क्या है। रसायन विज्ञान में क्रांति लाने वाला तत्व बिना किसी निशान के उनके हाथों से गायब हो गया... इसलिए, यह लावोइसियर ही हैं जिन्होंने वास्तव में ऑक्सीजन की खोज की थी, न कि उन दोनों ने जिन्होंने केवल ऑक्सीजन का वर्णन किया था, बिना यह जाने कि वे क्या वर्णन कर रहे थे।

ऑक्सीजन के गुणों और दहन की प्रक्रियाओं और ऑक्साइड के निर्माण में इसकी भूमिका के विस्तृत अध्ययन ने लावोइसियर को गलत निष्कर्ष पर पहुंचा दिया कि यह गैस एक एसिड बनाने वाला सिद्धांत है। 1779 में लेवोज़ियर ने ऑक्सीजन के लिए नाम पेश किया ऑक्सीजनियम(से यूनानी"ऑक्साइड" - "खट्टा" और "गेनाओ" - जन्म देना) - "एसिड को जन्म देना"।

"ऑक्सीकरण" तत्व

ऑक्सीजन एक रंगहीन (मोटी परत में नीली) गैस है जिसका कोई स्वाद या गंध नहीं है। यह हवा से थोड़ा भारी और पानी में थोड़ा घुलनशील है। -183°C तक ठंडा होने पर, ऑक्सीजन एक गतिशील तरल में बदल जाती है नीला रंग, और -219°C पर यह जम जाता है।

जैसा कि आवर्त सारणी के ऊपरी दाएं कोने में एक स्थान रखने वाले तत्व के लिए उपयुक्त है, ऑक्सीजन सबसे सक्रिय गैर-धातु तत्वों में से एक है और इसमें ऑक्सीकरण गुणों का उच्चारण किया गया है। कहने का तात्पर्य यह है कि ऑक्सीजन से अधिक ऑक्सीकरण करने वाला केवल एक ही तत्व है, फ्लोरीन। इसीलिए तरल ऑक्सीजन वाले टैंक अधिकांश तरल पदार्थों के लिए एक आवश्यक सहायक उपकरण हैं रॉकेट इंजन. क्सीनन जैसी रासायनिक रूप से निष्क्रिय गैस के साथ भी ऑक्सीजन का संयोजन प्राप्त किया गया है।

सबसे सरल और के साथ ऑक्सीजन की सक्रिय प्रतिक्रिया के विकास के लिए जटिल पदार्थरासायनिक प्रक्रिया में संभावित बाधा को दूर करने के लिए गर्मी की आवश्यकता होती है। उत्प्रेरकों की मदद से जो सक्रियण ऊर्जा को कम करते हैं, प्रक्रियाएं हीटिंग के बिना आगे बढ़ सकती हैं, विशेष रूप से, हाइड्रोजन के साथ ऑक्सीजन का संयोजन।

ऑक्सीजन की उच्च ऑक्सीकरण शक्ति बारूद सहित सभी प्रकार के ईंधन के दहन का आधार है, जिसके दहन के लिए वायुमंडलीय ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है: ऐसे पदार्थों के दहन के दौरान, उनसे ऑक्सीजन निकलती है।

धीमी ऑक्सीकरण प्रक्रियाएँ विभिन्न पदार्थसामान्य तापमान पर जीवन के लिए दहन ऊर्जा के लिए जितना महत्वपूर्ण है उससे कम महत्वपूर्ण नहीं है।

हमारे शरीर में खाद्य पदार्थों का धीमा ऑक्सीकरण जीवन का "ऊर्जा आधार" है। आइए ध्यान दें कि हमारा शरीर साँस द्वारा ली गई ऑक्सीजन का उपयोग बहुत किफायती ढंग से नहीं करता है: साँस छोड़ने वाली हवा में लगभग 16% ऑक्सीजन होती है। सड़ती घास की गर्मी कार्बनिक पदार्थों के धीमे ऑक्सीकरण का परिणाम है। पौधे की उत्पत्ति. खाद और ह्यूमस का धीमा ऑक्सीकरण ग्रीनहाउस को गर्म करता है।

अनुप्रयोग: "ऊर्जा का सागर"

ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है मेडिकल अभ्यास करना, और न केवल फुफ्फुसीय और हृदय रोगों के लिए, जब सांस लेना मुश्किल हो। गैंग्रीन, थ्रोम्बोफ्लिबिटिस, एलिफेंटियासिस और ट्रॉफिक अल्सर जैसी गंभीर बीमारियों के लिए ऑक्सीजन का उपचर्म प्रशासन एक प्रभावी उपचार साबित हुआ है।

के लिए यह कम महत्वपूर्ण नहीं है उद्योग. हवा को ऑक्सीजन से समृद्ध करना कई अधिक कुशल, तेज़ और अधिक किफायती बनाता है तकनीकी प्रक्रियाएं, जो ऑक्सीकरण पर आधारित हैं। और अब तक लगभग हर चीज़ ऐसी प्रक्रियाओं पर आधारित है थर्मल ऊर्जा. लोहे को स्टील में बदलनाऑक्सीजन के बिना भी असंभव है. यह ऑक्सीजन है जो कच्चे लोहे से अतिरिक्त कार्बन को "हटाती" है। साथ ही स्टील की गुणवत्ता में भी सुधार होता है। ऑक्सीजन की जरूरत है और अलौह धातु विज्ञान. लिक्विड ऑक्सीजन परोसता है रॉकेट ईंधन ऑक्सीडाइज़र.

जब हाइड्रोजन को ऑक्सीजन की धारा में जलाया जाता है, तो एक बहुत ही सामान्य पदार्थ बनता है - एच 2 ओ। बेशक, इस पदार्थ को प्राप्त करने के लिए, किसी को हाइड्रोजन नहीं जलाना चाहिए (जो, वैसे, अक्सर पानी से प्राप्त होता है)। इस प्रक्रिया का उद्देश्य अलग है; यह स्पष्ट होगा यदि एक ही प्रतिक्रिया को पूरी तरह से लिखा जाए, न केवल रासायनिक उत्पादों को ध्यान में रखते हुए, बल्कि प्रतिक्रिया के दौरान निकलने वाली ऊर्जा को भी: H 2 +0.5O 2 = H 2 O + 68317 कैलोरी.

प्रति ग्राम अणु में लगभग सत्तर बड़ी कैलोरी! इस तरह आप न केवल "पानी का समुद्र" प्राप्त कर सकते हैं, बल्कि "ऊर्जा का समुद्र" भी प्राप्त कर सकते हैं। इसी से उन्हें पानी मिलता है जेट इंजन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन पर काम कर रहा है।

उसी प्रतिक्रिया का प्रयोग किया जाता है वेल्डिंग और धातुओं को काटने के लिए. सच है, इस क्षेत्र में हाइड्रोजन को एसिटिलीन से बदला जा सकता है। वैसे, थर्मल ऑक्सीडेटिव क्रैकिंग की प्रक्रियाओं में ऑक्सीजन की मदद से बड़े पैमाने पर एसिटिलीन का उत्पादन किया जाता है: 6CH 4 + 4O 2 = C 2 H 2 + 8H 2 + 3SO + CO 2 + 3H 2 O।

यह तो केवल एक उदाहरण है में ऑक्सीजन का उपयोग रसायन उद्योग. कई पदार्थों के उत्पादन के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है (बस याद रखें)। नाइट्रिक एसिड), कोयला, तेल, ईंधन तेल के गैसीकरण के लिए...

कोई भी झरझरा ज्वलनशील पदार्थ, उदाहरण के लिए, चूरा, जब नीले ठंडे तरल - तरल ऑक्सीजन से संतृप्त होता है, तो विस्फोटक बन जाता है। ऐसे पदार्थ कहलाते हैं ऑक्सीलिक्विट्सऔर, यदि आवश्यक हो, तो अयस्क भंडार विकसित करते समय डायनामाइट को प्रतिस्थापित कर सकता है।

ऑक्सीजन का वार्षिक वैश्विक उत्पादन (और खपत) लाखों टन में मापा जाता है। हम जो ऑक्सीजन सांस लेते हैं उसकी गिनती नहीं कर रहे हैं।

ऑक्सीजन उत्पादन

अधिक या कम शक्तिशाली ऑक्सीजन उद्योग बनाने का प्रयास पिछली शताब्दी में कई देशों में किया गया था। लेकिन विचार से लेकर तकनीकी कार्यान्वयन तक अक्सर "बड़ी दूरी" होती है...

शिक्षाविद् पी.एल. कपित्सा द्वारा टर्बोएक्सपैंडर के आविष्कार और शक्तिशाली वायु पृथक्करण संयंत्रों के निर्माण के बाद ऑक्सीजन उद्योग का विशेष रूप से तेजी से विकास शुरू हुआ।

ऑक्सीजन प्राप्त करने का सबसे आसान तरीका हवा से है, क्योंकि हवा कोई यौगिक नहीं है और हवा को अलग करना उतना मुश्किल नहीं है। नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के क्वथनांक में (वायुमंडलीय दबाव पर) 12.8°C का अंतर होता है। नतीजतन, तरल हवा को आसवन स्तंभों में घटकों में उसी तरह विभाजित किया जा सकता है, जैसे, उदाहरण के लिए, तेल को विभाजित किया जाता है। लेकिन हवा को तरल में बदलने के लिए इसे शून्य से 196°C तक ठंडा करना होगा। हम कह सकते हैं कि ऑक्सीजन प्राप्त करने की समस्या ठंड प्राप्त करने की समस्या है।

साधारण हवा का उपयोग करके ठंड प्राप्त करने के लिए, बाद वाले को संपीड़ित किया जाना चाहिए, और फिर विस्तार करने की अनुमति दी जानी चाहिए और साथ ही उत्पादन के लिए मजबूर किया जाना चाहिए यांत्रिक कार्य. फिर, भौतिकी के नियमों के अनुसार, हवा को ठंडा होना चाहिए। जिन मशीनों में ऐसा होता है उन्हें कहा जाता है विस्तारक.

पिस्टन विस्तारकों का उपयोग करके तरल हवा प्राप्त करने के लिए लगभग 200 वायुमंडल के दबाव की आवश्यकता थी। स्थापना की दक्षता भाप इंजन की तुलना में थोड़ी अधिक थी। स्थापना जटिल, बोझिल और महंगी निकली। तीस के दशक के अंत में, सोवियत भौतिक विज्ञानी शिक्षाविद् पी.एल. कपित्सा ने एक विस्तारक के रूप में टरबाइन का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा। मुख्य विशेषताकपित्सा टर्बोएक्सपेंडर में हवा न केवल नोजल तंत्र में, बल्कि प्ररित करनेवाला ब्लेड पर भी फैलती है। इस मामले में, गैस पहिये की परिधि से केंद्र तक चलती है, केन्द्रापसारक बलों के खिलाफ काम करती है।

एक टर्बोएक्सपैंडर केवल कुछ वायुमंडलों तक संपीड़ित हवा का उपयोग करके ठंड को "बनाता" है। विस्तारित हवा से निकलने वाली ऊर्जा बर्बाद नहीं होती है, इसका उपयोग जनरेटर रोटर को घुमाने के लिए किया जाता है विद्युत धारा.

आधुनिक वायु पृथक्करण संयंत्र, जिसमें टर्बोएक्सपैंडर्स का उपयोग करके ठंड पैदा की जाती है, उद्योग, मुख्य रूप से धातु विज्ञान और रसायन विज्ञान को सैकड़ों हजारों क्यूबिक मीटर ऑक्सीजन गैस प्रदान करते हैं।

पृथ्वी पर मौजूद सभी पदार्थों के बीच विशेष स्थानजो जीवन प्रदान करता है उस पर कब्जा कर लेता है - ऑक्सीजन गैस। इसकी उपस्थिति ही हमारे ग्रह को अन्य सभी ग्रहों से अद्वितीय, विशेष बनाती है। इस पदार्थ के लिए धन्यवाद, दुनिया में इतने सारे खूबसूरत जीव रहते हैं: पौधे, जानवर, लोग। ऑक्सीजन एक बिल्कुल अपूरणीय, अद्वितीय और अत्यंत महत्वपूर्ण यौगिक है। इसलिए, हम यह पता लगाने की कोशिश करेंगे कि यह क्या है, इसमें क्या विशेषताएं हैं।

पहली विधि विशेष रूप से अक्सर प्रयोग की जाती है। आख़िरकार, इस गैस का बहुत सारा हिस्सा हवा से छोड़ा जा सकता है। हालाँकि, यह पूरी तरह से साफ़ नहीं होगा. यदि आपको किसी उत्पाद की अधिक आवश्यकता है उच्च गुणवत्ता, फिर इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रियाओं को क्रियान्वित किया जाता है। इसके लिए कच्चा माल या तो पानी या क्षार है। घोल की विद्युत चालकता बढ़ाने के लिए सोडियम या पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग किया जाता है। सामान्य तौर पर, प्रक्रिया का सार पानी के अपघटन पर निर्भर करता है।

प्रयोगशाला में प्राप्त किया गया

प्रयोगशाला विधियों में, ताप उपचार विधि व्यापक हो गई है:

• पेरोक्साइड;
• ऑक्सीजन युक्त अम्लों के लवण।

पर उच्च तापमानवे ऑक्सीजन गैस छोड़ते हुए विघटित हो जाते हैं। यह प्रक्रिया अक्सर मैंगनीज (IV) ऑक्साइड द्वारा उत्प्रेरित होती है। ऑक्सीजन को पानी को विस्थापित करके एकत्र किया जाता है, और एक सुलगते हुए टुकड़े द्वारा खोजा जाता है। जैसा कि आप जानते हैं, ऑक्सीजन वाले वातावरण में लौ बहुत तेज जलती है।

एक अन्य पदार्थ जिसका उपयोग ऑक्सीजन उत्पन्न करने के लिए किया जाता है स्कूली पाठरसायन शास्त्र - हाइड्रोजन पेरोक्साइड। यहां तक ​​कि उत्प्रेरक के प्रभाव में 3% समाधान भी तुरंत विघटित हो जाता है, जिससे शुद्ध गैस निकलती है। इसे इकट्ठा करने के लिए आपके पास बस समय होना चाहिए। उत्प्रेरक एक ही है - मैंगनीज ऑक्साइड एमएनओ 2।

सबसे अधिक उपयोग किये जाने वाले नमक हैं:

• बर्थोलेट का नमक, या पोटेशियम क्लोरेट;
• पोटेशियम परमैंगनेट, या पोटेशियम परमैंगनेट।

प्रक्रिया का वर्णन करने के लिए एक समीकरण का उपयोग किया जा सकता है। प्रयोगशाला और अनुसंधान आवश्यकताओं के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन जारी की जाती है:

2KClO 3 = 2KCl + 3O 2.

ऑक्सीजन का एलोट्रोपिक संशोधन

ऑक्सीजन में एक एलोट्रोपिक संशोधन है। इस यौगिक का सूत्र O3 है, इसे ओजोन कहा जाता है। यह एक गैस है जो बनती है स्वाभाविक परिस्थितियांपराबैंगनी विकिरण और बिजली के संपर्क में आने पर हवा में ऑक्सीजन का स्त्राव होता है। O2 के विपरीत, ओजोन में ताजगी की सुखद गंध होती है, जो बिजली और गड़गड़ाहट के साथ बारिश के बाद हवा में महसूस होती है।

ऑक्सीजन और ओजोन के बीच अंतर न केवल अणु में परमाणुओं की संख्या में है, बल्कि क्रिस्टल जाली की संरचना में भी है। रासायनिक रूप से, ओजोन और भी अधिक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है।

ऑक्सीजन वायु का एक घटक है

प्रकृति में ऑक्सीजन का वितरण बहुत व्यापक है। ऑक्सीजन पाई जाती है:

• चट्टानें और खनिज;
• नमक और ताज़ा पानी;
• मिट्टी;
• पौधे और पशु जीव;
• वायु, जिसमें वायुमंडल की ऊपरी परतें भी शामिल हैं।

यह स्पष्ट है कि पृथ्वी के सभी आवरणों पर इसका कब्जा है - स्थलमंडल, जलमंडल, वायुमंडल और जीवमंडल। हवा में इसकी सामग्री विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। आख़िरकार, यही वह कारक है जो हमें हमारे ग्रह पर अस्तित्व में रहने की अनुमति देता है। जीवन निर्माण करता है, जिसमें मनुष्य भी शामिल हैं।

जिस हवा में हम सांस लेते हैं उसकी संरचना अत्यंत विषम है। इसमें स्थिर घटक और चर दोनों शामिल हैं। अपरिवर्तनीय और सदैव मौजूद में शामिल हैं:

• कार्बन डाईऑक्साइड;
• ऑक्सीजन;
• नाइट्रोजन;
• उत्कृष्ट गैसें.

चर में जल वाष्प, धूल के कण, विदेशी गैसें (निकास, दहन उत्पाद, सड़न और अन्य), पौधे पराग, बैक्टीरिया, कवक और अन्य शामिल हैं।

प्रकृति में ऑक्सीजन का महत्व

यह बहुत महत्वपूर्ण है कि प्रकृति में कितनी ऑक्सीजन पाई जाती है। आख़िरकार, यह ज्ञात है कि कुछ उपग्रहों पर प्रमुख ग्रह(बृहस्पति, शनि) इस गैस की थोड़ी मात्रा की खोज की गई है, लेकिन वहां कोई स्पष्ट जीवन नहीं है। हमारी पृथ्वी में इसकी पर्याप्त मात्रा है, जो पानी के साथ मिलकर सभी जीवित जीवों के अस्तित्व को संभव बनाती है।

श्वसन में सक्रिय भागीदार होने के अलावा, ऑक्सीजन अनगिनत ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं भी करती है, जो जीवन के लिए ऊर्जा जारी करती है।

प्रकृति में इस अनोखी गैस के मुख्य आपूर्तिकर्ता हरे पौधे और कुछ प्रकार के बैक्टीरिया हैं। उनके लिए धन्यवाद, ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का निरंतर संतुलन बना रहता है। इसके अलावा, ओजोन पूरी पृथ्वी पर एक सुरक्षात्मक स्क्रीन बनाती है, जो प्रवेश की अनुमति नहीं देती है एक लंबी संख्याविनाशकारी पराबैंगनी विकिरण.

केवल कुछ प्रकार के अवायवीय जीव (बैक्टीरिया, कवक) ही ऑक्सीजन वातावरण के बाहर रहने में सक्षम हैं। हालाँकि, उनकी संख्या उन लोगों की तुलना में बहुत कम है जिन्हें वास्तव में इसकी आवश्यकता है।

उद्योग में ऑक्सीजन और ओजोन का उपयोग

उद्योग में ऑक्सीजन के एलोट्रोपिक संशोधनों के उपयोग के मुख्य क्षेत्र इस प्रकार हैं।

1. धातुकर्म (वेल्डिंग और धातुओं को काटने के लिए)।
2. दवा।
3. कृषि।
4. रॉकेट ईंधन के रूप में.
5. विस्फोटकों सहित कई रासायनिक यौगिकों का संश्लेषण।
6. जल शोधन एवं कीटाणुशोधन.

कम से कम एक प्रक्रिया का नाम बताना कठिन है जिसमें यह महान गैस, एक अद्वितीय पदार्थ - ऑक्सीजन, भाग नहीं लेती है।

गले में गांठ है ऑक्सीजन. यह पाया गया कि तनाव की स्थिति में ग्लोटिस चौड़ा हो जाता है। यह स्वरयंत्र के मध्य में स्थित होता है, जो 2 मांसपेशीय सिलवटों द्वारा सीमित होता है।

वे आस-पास के ऊतकों पर दबाव डालते हैं, जिससे गले में गांठ जैसी अनुभूति पैदा होती है। अंतर का बढ़ना ऑक्सीजन की बढ़ती खपत का परिणाम है। यह तनाव से निपटने में मदद करता है। तो, गले में कुख्यात गांठ को ऑक्सीजन कहा जा सकता है।

तालिका का आठवाँ तत्व परिचित रूप में है। लेकिन यह तरल भी हो सकता है ऑक्सीजन. तत्वइस अवस्था में यह चुंबकीय होता है। हालाँकि, हम मुख्य भाग में ऑक्सीजन के गुणों और उनसे निकाले जा सकने वाले फायदों के बारे में बात करेंगे।

ऑक्सीजन के गुण

इस कारण चुंबकीय गुणशक्तिशाली का उपयोग करके ऑक्सीजन को स्थानांतरित किया जाता है। यदि हम किसी तत्व के बारे में उसकी सामान्य अवस्था में बात करें, तो वह स्वयं, विशेष रूप से, इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करने में सक्षम है।

दरअसल, श्वसन तंत्र किसी पदार्थ की रेडॉक्स क्षमता पर बना होता है। इसमें ऑक्सीजन अंतिम स्वीकर्ता यानी प्राप्तकर्ता एजेंट है।

एन्जाइम दाता के रूप में कार्य करते हैं। ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत पदार्थ छोड़े जाते हैं बाहरी वातावरण. यह कार्बन डाइऑक्साइड है. यह प्रति घंटे 5 से 18 लीटर तक उत्पादन करता है।

और 50 ग्राम पानी निकलता है. इसलिए बहुत सारे तरल पदार्थ पीना डॉक्टरों की उचित अनुशंसा है। साथ ही, लगभग 400 पदार्थ श्वसन के उप-उत्पाद हैं। इनमें एसीटोन भी शामिल है। इसका स्राव कई बीमारियों में बढ़ जाता है, उदाहरण के लिए, मधुमेह।

साँस लेने की प्रक्रिया में ऑक्सीजन - O 2 का सामान्य संशोधन शामिल होता है। यह एक द्विपरमाणुक अणु है। इसमें 2 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं। दोनों प्रतिरक्षी कक्षा में हैं।

उनमें बाइंडरों की तुलना में अधिक ऊर्जा आवेश होता है। इसलिए, ऑक्सीजन अणु आसानी से परमाणुओं में टूट जाता है। पृथक्करण ऊर्जा लगभग 500 किलोजूल प्रति मोल तक पहुँच जाती है।

प्राकृतिक परिस्थितियों में ऑक्सीजन - गैसलगभग निष्क्रिय अणुओं के साथ. उनके बीच एक मजबूत अंतर-परमाणु बंधन है। ऑक्सीकरण प्रक्रियाएँ बमुश्किल ही घटित होती हैं। प्रतिक्रियाओं को तेज़ करने के लिए उत्प्रेरकों की आवश्यकता होती है। शरीर में वे एंजाइम होते हैं। वे कट्टरपंथियों के गठन को भड़काते हैं, जो श्रृंखला प्रक्रिया शुरू करते हैं।

उत्प्रेरक रासायनिक प्रतिक्रिएंऑक्सीजन के साथ तापमान बढ़ सकता है। 8वाँ तत्व हल्की सी गर्मी पर भी प्रतिक्रिया करता है। ऊष्मा हाइड्रोजन, मीथेन और अन्य ज्वलनशील गैसों के साथ प्रतिक्रिया करती है।

विस्फोटों के साथ अंतःक्रिया होती है। यह अकारण नहीं है कि मानव इतिहास के पहले हवाई जहाजों में से एक में विस्फोट हुआ। यह हाइड्रोजन से भरा हुआ था। विमान को हिंडेनबर्ग कहा जाता था और 1937 में दुर्घटनाग्रस्त हो गया।

तापन ऑक्सीजन को उत्कृष्ट गैसों, यानी आर्गन, नियॉन और हीलियम को छोड़कर, आवर्त सारणी के सभी तत्वों के साथ बंधन बनाने की अनुमति देता है। वैसे, हीलियम हवाई जहाजों को भरने के लिए एक प्रतिस्थापन बन गया है।

गैस प्रतिक्रिया नहीं करती, लेकिन महंगी है। लेकिन, आइये लेख के नायक की ओर लौटते हैं। ऑक्सीजन एक रासायनिक तत्व है, पहले से ही धातुओं के साथ बातचीत कमरे का तापमान.

यह कुछ जटिल यौगिकों के संपर्क के लिए भी पर्याप्त है। उत्तरार्द्ध में नाइट्रोजन ऑक्साइड शामिल हैं। लेकिन साधारण नाइट्रोजन के साथ रासायनिक तत्व ऑक्सीजनकेवल 1,200 डिग्री सेल्सियस पर प्रतिक्रिया करता है।

गैर-धातुओं के साथ लेख के नायक की प्रतिक्रियाओं के लिए, कम से कम 60 डिग्री सेल्सियस तक हीटिंग की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, फॉस्फोरस के संपर्क के लिए यह पर्याप्त है। लेख का नायक पहले से ही 250 डिग्री पर सल्फर के साथ बातचीत करता है। वैसे, इसमें सल्फर भी शामिल है ऑक्सीजन उपसमूह तत्व. वह आवर्त सारणी के छठे समूह में प्रमुख है।

ऑक्सीजन 700-800 डिग्री सेल्सियस पर कार्बन के साथ क्रिया करती है। यह ग्रेफाइट के ऑक्सीकरण को संदर्भित करता है। यह खनिज कार्बन के क्रिस्टलीय रूपों में से एक है।

वैसे, ऑक्सीकरण किसी भी प्रतिक्रिया में ऑक्सीजन की भूमिका है। उनमें से अधिकांश प्रकाश और गर्मी की रिहाई के साथ घटित होते हैं। सीधे शब्दों में कहें तो पदार्थों की परस्पर क्रिया से दहन होता है।

ऑक्सीजन की जैविक गतिविधि पानी में इसकी घुलनशीलता के कारण होती है। कमरे के तापमान पर 8वें पदार्थ के 3 मिलीलीटर इसमें घुल जाते हैं। गणना 100 मिलीलीटर पानी पर आधारित है।

तत्व इथेनॉल और एसीटोन में उच्च स्तर दिखाता है। इनमें 22 ग्राम ऑक्सीजन घुलती है. अधिकतम पृथक्करण फ्लोरीन युक्त तरल पदार्थों में देखा जाता है, उदाहरण के लिए, पेरफ्लूरोब्यूटाइटेट्राहाइड्रोफ्यूरान। इसके प्रति 100 मिलीलीटर में लगभग 50 ग्राम 8वां तत्व घुल जाता है।

घुलनशील ऑक्सीजन के बारे में बोलते हुए, आइए इसके आइसोटोप का उल्लेख करें। वायुमंडलीय संख्या 160 है। इसका 99.7% हिस्सा हवा में है। 0.3% आइसोटोप 170 और 180 हैं। इनके अणु भारी होते हैं।

इनके संपर्क में आने से पानी मुश्किल से वाष्प अवस्था में बदल पाता है। तो केवल 8वें तत्व का 160वां संशोधन ही हवा में उठता है। समुद्रों और महासागरों में भारी आइसोटोप रहते हैं।

दिलचस्प बात यह है कि गैसीय और तरल अवस्था के अलावा, ऑक्सीजन ठोस भी हो सकती है। यह, तरल संस्करण की तरह, उप-शून्य तापमान पर बनता है। जलीय ऑक्सीजन के लिए -182 डिग्री की आवश्यकता होती है, और चट्टानी ऑक्सीजन के लिए न्यूनतम -223 डिग्री की आवश्यकता होती है।

बाद वाला तापमान एक घन क्रिस्टल जाली का निर्माण करता है। -229 से -249 डिग्री सेल्सियस तक, ऑक्सीजन की क्रिस्टल संरचना पहले से ही हेक्सागोनल होती है। अन्य संशोधन भी कृत्रिम रूप से प्राप्त किये गये हैं। लेकिन, कम तापमान के अलावा, उन्हें बढ़े हुए दबाव की भी आवश्यकता होती है।

सामान्य अवस्था में ऑक्सीजन तत्वों से संबंधित है 2 परमाणुओं के साथ, रंगहीन और गंधहीन। हालाँकि, लेख के नायक की 3-परमाणु विविधता है। यह ओजोन है.

इसमें एक विशिष्ट ताज़ा सुगंध है। यह सुखद है, लेकिन विषैला है। साधारण ऑक्सीजन से अंतर अणुओं के बड़े द्रव्यमान का भी है। बिजली गिरने के दौरान परमाणु एक साथ आते हैं।

इसलिए, ओजोन की गंध बारिश के तूफान के बाद महसूस की जाती है। इसकी सुगंध 10-30 किलोमीटर की ऊंचाई पर भी महसूस की जाती है। वहां ओजोन का निर्माण पराबैंगनी विकिरण से होता है। ऑक्सीजन परमाणु सूर्य से विकिरण ग्रहण करते हैं, और मिलकर बड़े अणुओं में बदल जाते हैं। यह वास्तव में मानवता को विकिरण से बचाता है।

ऑक्सीजन उत्पादन

उद्योगपति लेख के नायक को हवा से निकाल लेते हैं। इसे जलवाष्प से साफ किया जाता है, कार्बन मोनोआक्साइडऔर धूल. फिर, हवा द्रवीकृत हो जाती है। सफाई के बाद केवल नाइट्रोजन और ऑक्सीजन ही बचती है। पहला -192 डिग्री पर वाष्पित हो जाता है।

ऑक्सीजन बनी रहती है. लेकिन, रूसी वैज्ञानिकों ने पहले से ही तरलीकृत तत्व के भंडार की खोज की। यह पृथ्वी के आवरण में स्थित है। इसे भूमंडल भी कहा जाता है। यह परत ग्रह की ठोस परत के नीचे और उसके कोर के ऊपर स्थित है।

वहां स्थापित करें ऑक्सीजन तत्व चिन्हलेज़र प्रेस से मदद मिली। हमने DESY सिंक्रोट्रॉन सेंटर में उनके साथ काम किया। यह जर्मनी में स्थित है. यह शोध जर्मन वैज्ञानिकों के साथ संयुक्त रूप से किया गया था। साथ में, उन्होंने गणना की कि उन्माद की कथित परत में ऑक्सीजन की मात्रा वायुमंडल की तुलना में 8-10 गुना अधिक है।

आइए हम गहरी ऑक्सीजन नदियों की गणना की प्रथा को स्पष्ट करें। भौतिकविदों ने आयरन ऑक्साइड के साथ काम किया। इसे निचोड़कर और गर्म करके, वैज्ञानिकों ने नए धातु ऑक्साइड प्राप्त किए, जो पहले अज्ञात थे।

जब यह हजार डिग्री तापमान और वायुमंडलीय दबाव से 670,000 गुना अधिक दबाव पर आया, तो यौगिक Fe 25 O 32 प्राप्त हुआ। भूमंडल की मध्य परतों की स्थितियों का वर्णन किया गया है।

ऑक्साइड परिवर्तन प्रतिक्रिया ऑक्सीजन की वैश्विक रिहाई के साथ होती है। यह मान लिया जाना चाहिए कि ग्रह के अंदर भी ऐसा हो रहा है। मेंटल के लिए लोहा एक विशिष्ट तत्व है।

ऑक्सीजन के साथ तत्व का संयोजनविशिष्ट भी. एक असामान्य संस्करण यह है कि वायुमंडलीय गैस लाखों वर्षों में भूमिगत से लीक हुई और इसकी सतह पर जमा हो गई।

स्पष्ट रूप से कहें तो, वैज्ञानिकों ने ऑक्सीजन के उत्पादन में पौधों की प्रमुख भूमिका पर सवाल उठाया है। साग केवल कुछ गैस ही प्रदान कर सकता है। इस मामले में, आपको न केवल वनस्पतियों के विनाश से, बल्कि ग्रह के कोर के ठंडा होने से भी डरने की ज़रूरत है।

मेंटल तापमान में कमी से निर्माण प्रक्रिया अवरुद्ध हो सकती है ऑक्सीजन. सामूहिक अंशवायुमंडल में इसकी उपस्थिति भी कम हो जाएगी और साथ ही ग्रह पर जीवन भी कम हो जाएगा।

उन्माद से ऑक्सीजन कैसे निकाली जाए, यह सवाल इसके लायक नहीं है। पृथ्वी में 7,000-8,000 किलोमीटर से अधिक की गहराई तक खुदाई करना असंभव है। हमें बस तब तक इंतजार करना है जब तक कि लेख का नायक खुद सतह पर न पहुंच जाए और उसे माहौल से बाहर न निकाल ले।

ऑक्सीजन का अनुप्रयोग

उद्योग में ऑक्सीजन का सक्रिय उपयोग टर्बोएक्सपैंडर्स के आविष्कार के साथ शुरू हुआ। वे पिछली शताब्दी के मध्य में प्रकट हुए। उपकरण हवा को द्रवीकृत करके अलग कर देते हैं। दरअसल, ये उत्पादन प्रतिष्ठान हैं ऑक्सीजन.

इसका निर्माण किन तत्वों से हुआ है?लेख के नायक का "सामाजिक दायरा"? सबसे पहले, ये धातुएँ हैं। यह इसके बारे में नहीं है सीधा संवाद, लेकिन तत्वों के पिघलने के बारे में। ईंधन को यथासंभव कुशलता से जलाने के लिए बर्नर में ऑक्सीजन मिलाया जाता है।

परिणामस्वरूप, धातुएं तेजी से नरम होकर मिश्रधातु में मिल जाती हैं। उदाहरण के लिए, इस्पात उत्पादन की संवहन विधि ऑक्सीजन के बिना नहीं चल सकती। साधारण वायु ज्वलन के रूप में अप्रभावी होती है। सिलेंडरों में तरलीकृत गैस के बिना धातु काटने का काम नहीं हो सकता।

रासायनिक तत्व के रूप में ऑक्सीजन की खोज की गईऔर किसान. तरलीकृत रूप में, पदार्थ जानवरों के लिए कॉकटेल में समाप्त हो जाता है। वे सक्रिय रूप से वजन बढ़ा रहे हैं। ऑक्सीजन और जानवरों के द्रव्यमान के बीच संबंध का पता लगाया जा सकता है कार्बोनिफेरस कालपृथ्वी का विकास.

यह युग गर्म जलवायु, पौधों की प्रचुरता और इसलिए 8वीं गैस द्वारा चिह्नित है। परिणामस्वरूप, 3 मीटर लंबे सेंटीपीड ग्रह के चारों ओर रेंगते रहे। कीड़ों के जीवाश्म मिले हैं। यह योजना आधुनिक समय में भी काम करती है। पशु को ऑक्सीजन के सामान्य हिस्से की निरंतर खुराक दें, और आपको जैविक द्रव्यमान में वृद्धि मिलेगी।

अस्थमा के दौरे को राहत देने यानी रोकने के लिए डॉक्टर सिलेंडर में ऑक्सीजन का स्टॉक रखते हैं। हाइपोक्सिया को खत्म करने के लिए गैस की भी आवश्यकता होती है। इसे ही ऑक्सीजन भुखमरी कहा जाता है। 8वां तत्व गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट की बीमारियों में भी मदद करता है।

ऐसे में ऑक्सीजन कॉकटेल दवा बन जाता है. अन्य मामलों में, मरीजों को पदार्थ रबरयुक्त कुशन में, या विशेष ट्यूब और मास्क के माध्यम से दिया जाता है।

रासायनिक उद्योग में, लेख का नायक एक ऑक्सीकरण एजेंट है। जिन प्रतिक्रियाओं में आठवां तत्व भाग ले सकता है, उन पर पहले ही चर्चा की जा चुकी है। ऑक्सीजन के लक्षणउदाहरण के लिए, रॉकेट विज्ञान में सकारात्मक रूप से विचार किया गया।

लेख के नायक को जहाज के ईंधन के ऑक्सीकारक के रूप में चुना गया था। सबसे शक्तिशाली ऑक्सीकरण मिश्रण 8वें तत्व के दोनों संशोधनों का संयोजन है। यानी रॉकेट ईंधन साधारण ऑक्सीजन और ओजोन के साथ संपर्क करता है।

ऑक्सीजन की कीमत

लेख का नायक सिलेंडर में बेचा जाता है। वे सप्लाई करते हैं तत्व कनेक्शन. ऑक्सीजन के साथआप 5, 10, 20, 40, 50 लीटर का सिलेंडर खरीद सकते हैं. सामान्य तौर पर, कंटेनर वॉल्यूम के बीच मानक चरण 5-10 लीटर है। उदाहरण के लिए, 40-लीटर संस्करण की कीमत सीमा 3,000 से 8,500 रूबल तक है।

उच्च मूल्य टैग के आगे, एक नियम के रूप में, GOST के अनुपालन का संकेत होता है। इनका नंबर है "949-73"। सिलेंडर की बजट कीमत वाले विज्ञापनों में, GOST का उल्लेख शायद ही कभी किया जाता है, जो चिंताजनक है।

सिलेंडरों में ऑक्सीजन का परिवहन

दार्शनिक दृष्टि से कहें तो ऑक्सीजन अमूल्य है। तत्व ही जीवन का आधार है। आयरन पूरे मानव शरीर में ऑक्सीजन पहुंचाता है। तत्वों के समूह को हीमोग्लोबिन कहा जाता है। इसकी कमी से एनीमिया होता है।

इस बीमारी के गंभीर परिणाम होते हैं। इनमें से पहला है रोग प्रतिरोधक क्षमता में कमी। दिलचस्प बात यह है कि कुछ जानवरों के रक्त में ऑक्सीजन का परिवहन आयरन द्वारा नहीं किया जाता है। उदाहरण के लिए, हॉर्सशू केकड़ों में तांबा 8वां तत्व अंगों तक पहुंचाता है।

दहन और श्वसन की प्रक्रियाओं ने लंबे समय से वैज्ञानिकों का ध्यान आकर्षित किया है। पहला संकेत कि सारी हवा नहीं, बल्कि इसका केवल "सक्रिय" हिस्सा ही दहन का समर्थन करता है, 8वीं शताब्दी की चीनी पांडुलिपियों में पाए गए थे। बहुत बाद में, लियोनार्डो दा विंची ने हवा को दो गैसों का मिश्रण माना, जिनमें से केवल एक का दहन और श्वसन के दौरान उपभोग किया जाता है। दो मुख्य की अंतिम खोज अवयववायु-नाइट्रोजन और ऑक्सीजन, जिसने विज्ञान में एक युग बनाया, 18वीं शताब्दी के अंत में ही घटित हुआ। ऑक्सीजन लगभग एक साथ के. शीले (1769-70) द्वारा सॉल्टपीटर (KNO3, NaNO3), मैंगनीज डाइऑक्साइड MnO2 और अन्य पदार्थों को कैल्सीन करके प्राप्त की गई थी और जे. प्रीस्टली (1774) ने लाल लेड Pb3O4 और मर्क्यूरिक ऑक्साइड HgO को गर्म करके प्राप्त की थी। 1772 में डी. रदरफोर्ड ने नाइट्रोजन की खोज की। 1775 में, ए. लवॉज़ियर ने निर्माण किया मात्रात्मक विश्लेषणहवा में पाया गया कि इसमें "अलग-अलग और कहें तो विपरीत प्रकृति की दो गैसें शामिल हैं," यानी ऑक्सीजन और नाइट्रोजन। व्यापक प्रायोगिक अनुसंधान के आधार पर, लावोइसियर ने दहन और श्वसन को ऑक्सीजन के साथ पदार्थों की परस्पर क्रिया की प्रक्रियाओं के रूप में सही ढंग से समझाया। चूँकि ऑक्सीजन एसिड का हिस्सा है, लेवोज़ियर ने इसे ऑक्सीजन कहा, यानी, "एसिड बनाने वाला" (ग्रीक ऑक्सीज़ से - खट्टा और गेनाओ - मैं जन्म देता हूं; इसलिए) रूसी नाम"ऑक्सीजन").

ऑक्सीजन एक रासायनिक रूप से सक्रिय गैर-धातु है और चाकोजेन्स के समूह से सबसे हल्का तत्व है। सरल पदार्थ ऑक्सीजन सामान्य स्थितियाँ- एक रंगहीन, स्वादहीन और गंधहीन गैस, जिसके अणु में दो ऑक्सीजन परमाणु (सूत्र O2) होते हैं, और इसलिए इसे डाइऑक्सीजन भी कहा जाता है। तरल ऑक्सीजन का रंग हल्का नीला होता है, जबकि ठोस ऑक्सीजन का रंग हल्का नीला होता है। ऑक्सीजन के अन्य एलोट्रोपिक रूप हैं, उदाहरण के लिए, ओजोन - सामान्य परिस्थितियों में, एक विशिष्ट गंध वाली नीली गैस, जिसके अणु में तीन ऑक्सीजन परमाणु (सूत्र O3) होते हैं।

परमाणु संख्या 8

परमाणु द्रव्यमान 15.999

घनत्व, किग्रा/वर्ग मीटर 1.429

गलनांक, °C -218.8

क्वथनांक, डिग्री सेल्सियस -183

ताप क्षमता, केजे/(किलो डिग्री सेल्सियस) 0.913

वैद्युतीयऋणात्मकता 3.5

ऑक्सीजन पृथ्वी पर सबसे आम तत्व है; इसका हिस्सा (विभिन्न यौगिकों में, मुख्य रूप से सिलिकेट्स में) ठोस पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का लगभग 47.4% है। समुद्री और ताजा पानीइनमें बड़ी मात्रा में बाध्य ऑक्सीजन होती है - 88.8% (द्रव्यमान द्वारा), वायुमंडल में मुक्त ऑक्सीजन की मात्रा मात्रा के अनुसार 20.95% और द्रव्यमान के अनुसार 23.12% होती है। पृथ्वी की पपड़ी में 1,500 से अधिक यौगिकों में ऑक्सीजन होती है। ऑक्सीजन कई कार्बनिक पदार्थों का हिस्सा है और सभी जीवित कोशिकाओं में मौजूद है। जीवित कोशिकाओं में परमाणुओं की संख्या की दृष्टि से यह लगभग 25% है सामूहिक अंश- लगभग 65%।

जैव रासायनिक और शारीरिक प्रक्रियाओं, विशेषकर श्वसन में मुक्त ऑक्सीजन की भूमिका अत्यंत महत्वपूर्ण है। कुछ अवायवीय सूक्ष्मजीवों को छोड़कर, सभी जानवर और पौधे ऑक्सीजन की मदद से विभिन्न पदार्थों के जैविक ऑक्सीकरण के माध्यम से जीवन के लिए आवश्यक ऊर्जा प्राप्त करते हैं। पृथ्वी पर मुक्त ऑक्सीजन का संपूर्ण द्रव्यमान उत्पन्न हुआ और भूमि और विश्व के महासागरों पर हरे पौधों की महत्वपूर्ण गतिविधि के कारण संरक्षित है, जो प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के दौरान ऑक्सीजन छोड़ते हैं। पर पृथ्वी की सतहजहां प्रकाश संश्लेषण होता है और मुक्त ऑक्सीजन की प्रधानता होती है, वहां तेजी से ऑक्सीकरण की स्थिति बनती है। इसके विपरीत, मैग्मा में, साथ ही गहरे क्षितिज में भूजलसमुद्रों और झीलों की गाद में, दलदलों में, जहाँ मुक्त ऑक्सीजन नहीं होती, एक कम करने वाला वातावरण बनता है। ऑक्सीजन से जुड़ी रेडॉक्स प्रक्रियाएं कई तत्वों की सांद्रता और खनिज भंडार के निर्माण को निर्धारित करती हैं - कोयला, तेल, सल्फर, लौह अयस्क, तांबा, आदि।

ऑक्सीजन बनता है रासायनिक यौगिकप्रकाश अक्रिय गैसों को छोड़कर सभी तत्वों के साथ। सबसे सक्रिय (फ्लोरीन के बाद) गैर-धातु होने के कारण, ऑक्सीजन अधिकांश तत्वों के साथ सीधे प्रतिक्रिया करता है; अपवाद भारी अक्रिय गैसें, हैलोजन, सोना और प्लैटिनम हैं; ऑक्सीजन के साथ उनका संबंध अप्रत्यक्ष रूप से प्राप्त होता है। अन्य पदार्थों के साथ ऑक्सीजन की लगभग सभी प्रतिक्रियाएँ - ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएँ - ऊष्माक्षेपी होती हैं, अर्थात वे ऊर्जा की रिहाई के साथ होती हैं।

ऑक्सीजन उत्पादन के 3 मुख्य तरीके हैं: रासायनिक, इलेक्ट्रोलिसिस (पानी का इलेक्ट्रोलिसिस) और भौतिक (हवा को अलग करना)।

रासायनिक विधि का आविष्कार दूसरों की तुलना में पहले किया गया था। ऑक्सीजन प्राप्त किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, बर्थोलेट नमक KClO3 से, जो गर्म होने पर विघटित हो जाता है, प्रति 1 किलो नमक में 0.27 m3 की मात्रा में O2 छोड़ता है। बेरियम ऑक्साइड BaO, जब 540°C तक गर्म किया जाता है, तो पहले हवा से ऑक्सीजन को अवशोषित करता है, जिससे BaO2 पेरोक्साइड बनता है, और बाद में 870°C तक गर्म करने पर, BaO2 विघटित हो जाता है, जिससे शुद्ध ऑक्सीजन निकलती है। इसे KMnO4, Ca2PbO4, K2Cr2O7 और अन्य पदार्थों को गर्म करके और उत्प्रेरक जोड़कर भी प्राप्त किया जा सकता है। ऑक्सीजन उत्पादन की रासायनिक विधि कम उत्पादकता वाली और महंगी है, इसका कोई औद्योगिक महत्व नहीं है और इसका उपयोग केवल प्रयोगशाला अभ्यास में किया जाता है।

इलेक्ट्रोलिसिस विधि में पानी के माध्यम से प्रत्यक्ष विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, जिसमें इसकी विद्युत चालकता बढ़ाने के लिए NaOH समाधान जोड़ा गया है। इस स्थिति में, पानी ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में विघटित हो जाता है। ऑक्सीजन इलेक्ट्रोलाइज़र के सकारात्मक इलेक्ट्रोड के पास एकत्र होती है, और हाइड्रोजन नकारात्मक इलेक्ट्रोड के पास एकत्र होती है। इस प्रकार, हाइड्रोजन उत्पादन के उप-उत्पाद के रूप में ऑक्सीजन का उत्पादन होता है।

वायु पृथक्करण ऑक्सीजन प्राप्त करने का मुख्य तरीका है आधुनिक प्रौद्योगिकी. वायु को उसकी सामान्य गैसीय अवस्था में अलग करना बहुत कठिन होता है, इसलिए वायु को पहले द्रवीकृत किया जाता है और फिर उसके घटक भागों में अलग किया जाता है। गहरी शीतलन विधि का उपयोग करके ऑक्सीजन उत्पादन की इस विधि को वायु पृथक्करण कहा जाता है। सबसे पहले, हवा को एक कंप्रेसर द्वारा संपीड़ित किया जाता है, फिर, हीट एक्सचेंजर्स से गुजरने के बाद, यह एक विस्तारक मशीन या थ्रॉटल वाल्व में फैलता है, जिसके परिणामस्वरूप इसे 93 K (-180 ° C) के तापमान तक ठंडा किया जाता है और घुमाया जाता है तरल हवा में. तरल हवा का आगे पृथक्करण, जिसमें मुख्य रूप से तरल नाइट्रोजन और तरल ऑक्सीजन शामिल है, इसके घटकों के क्वथनांक में अंतर पर आधारित है। तरल हवा के क्रमिक वाष्पीकरण के साथ, मुख्य रूप से नाइट्रोजन पहले वाष्पित हो जाती है, और शेष तरल तेजी से ऑक्सीजन से समृद्ध होता है। वायु पृथक्करण स्तंभों के आसवन ट्रे पर एक समान प्रक्रिया को कई बार दोहराने से आवश्यक शुद्धता (एकाग्रता) की तरल ऑक्सीजन प्राप्त होती है।

गैसीय ऑक्सीजन को स्टील सिलेंडर और रिसीवर में 15 और 42 एमएन/एम2 (क्रमशः 150 और 420 बार, या 150 और 420 एटीएम) के दबाव पर संग्रहीत और परिवहन किया जाता है, तरल ऑक्सीजन - धातु के देवार जहाजों में या विशेष टैंक टैंक में। तरल और गैसीय ऑक्सीजन के परिवहन के लिए विशेष पाइपलाइनों का भी उपयोग किया जाता है। ऑक्सीजन सिलेंडर को नीले रंग से रंगा जाता है और उस पर काले रंग से "ऑक्सीजन" शब्द लिखा होता है।

तकनीकी ऑक्सीजन का उपयोग धातुओं के गैस-लौ प्रसंस्करण, वेल्डिंग, ऑक्सीजन काटने, सतह सख्त करने, धातुकरण और अन्य के साथ-साथ विमानन, पनडुब्बियों आदि में किया जाता है। तकनीकी ऑक्सीजन का उपयोग रासायनिक उद्योग में कृत्रिम उत्पादन के लिए किया जाता है तरल ईंधन, चिकनाई वाले तेल, नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड, मेथनॉल, अमोनिया और अमोनिया उर्वरक, धातु पेरोक्साइड और अन्य रासायनिक उत्पाद। तरल ऑक्सीजन का उपयोग ब्लास्टिंग ऑपरेशन में, जेट इंजन में और प्रयोगशाला अभ्यास में शीतलक के रूप में किया जाता है।

सिलेंडरों में बंद शुद्ध ऑक्सीजन का उपयोग उच्च ऊंचाई पर सांस लेने के लिए किया जाता है अंतरिक्ष के लिए उड़ान, गोता लगाते समय, आदि। चिकित्सा में, गंभीर रूप से बीमार रोगियों को साँस लेने के लिए ऑक्सीजन दिया जाता है, ऑक्सीजन, पानी और हवा (ऑक्सीजन टेंट में) स्नान की तैयारी, इंट्रामस्क्युलर प्रशासन आदि के लिए उपयोग किया जाता है।

धातु विज्ञान में कई पाइरोमेटालर्जिकल प्रक्रियाओं को तेज करने के लिए ऑक्सीजन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। धातुकर्म इकाइयों में प्रवेश करने वाली हवा के ऑक्सीजन के साथ पूर्ण या आंशिक प्रतिस्थापन ने प्रक्रियाओं के रसायन विज्ञान, उनके थर्मल मापदंडों और तकनीकी और आर्थिक संकेतकों को बदल दिया। ऑक्सीजन विस्फोट ने निकास गैसों के साथ गर्मी के नुकसान को कम करना संभव बना दिया, जिसका एक महत्वपूर्ण हिस्सा वायु विस्फोट के दौरान नाइट्रोजन था। रासायनिक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाए बिना, नाइट्रोजन ने प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम को धीमा कर दिया, जिससे रेडॉक्स वातावरण में सक्रिय अभिकर्मकों की एकाग्रता कम हो गई। ऑक्सीजन के साथ उड़ाने पर, ईंधन की खपत कम हो जाती है, धातु की गुणवत्ता में सुधार होता है, धातुकर्म इकाइयों में नए प्रकार के उत्पाद प्राप्त करना संभव होता है (उदाहरण के लिए, किसी दिए गए प्रक्रिया के लिए असामान्य संरचना के स्लैग और गैसें, जो विशेष तकनीकी पाते हैं) अनुप्रयोग), आदि