Oxigen lichid
Oxigenul lichid (numit și LOx , LOX sau Lox în industria aerospațială , submarină și gazoasă ) este o formă lichidă de oxigen .
Caracteristici
Oxigenul lichid are o culoare albastru pal și este puternic paramagnetic , până la punctul de a fi suspendat între polii unui magnet puternic. Oxigenul lichid are o densitate de 1,141 kg / dm³ (1,141 kg / l ) și este criogenic . Punctul său de îngheț este de 50,5 K (-222,7 ° C ), punctul de fierbere este de 90,188 K (-182,962 ° C ) la 1 013,25 hPa (760,00 mmHg ). Se obține din oxigenul conținut în aer prin distilare fracționată .
Datorită naturii sale criogenice, oxigenul lichid poate face orice material cu care vine în contact extrem de fragil. Este, de asemenea, un agent oxidant puternic: compușii organici cufundați în el ard rapid producând multă energie. În plus, unele materiale precum cărbunele, dacă sunt îmbibate în oxigen lichid, pot detona fără avertisment atunci când sunt expuse la flăcări, scântei sau sclipiri de lumină. Anumite produse petrochimice , cum ar fi asfaltul , se comportă și ele în acest fel.
Utilizare
Pe piață, oxigenul lichid este clasificat ca gaz industrial chiar dacă este utilizat pe scară largă în medicină, de obicei în rezervoare cu capacitate variabilă; folosind un încălzitor simplu, acesta este gazeificat și trimis online sub formă gazoasă. În Italia , în cazul utilizării în spitale, de la 1 mai 2010, este un „medicament” din toate punctele de vedere, iar producția și comercializarea acestuia sunt reglementate prin Decretul legislativ 219/06.
Are un raport de expansiune de 860: 1 in 20 ° C și din acest motiv este utilizat în unele aeronave comerciale și militare ca rezervă de oxigen respirabil.
Oxigenul lichid poate fi folosit ca oxidant în rachetele spațiale și industria aerospațială, deoarece conține până la 25% ozon lichid și alți aditivi care îl fac mai stabil. De asemenea, este adesea utilizat în combinație cu hidrogen lichid sau kerosen, deoarece permit obținerea unui impuls specific ridicat. A fost folosit în primele rachete, cum ar fi V2 (cu numele de A-Stoff sau Sauerstoff ), Redstone , Semyorka sau Atlas , precum și în ICBM-urile timpurii (deși moderne, datorită caracteristicilor sale criogenice și necesitatea unei reumpleri regulate a rezervoarelor pentru a înlocui pierderile de fierbere, nu mai folosiți-le, deoarece nu permite operațiuni de întreținere ușoară și lansare rapidă). Multe rachete moderne folosesc oxigen lichid, inclusiv principalele motoare ale Navetei Spațiale .
Molecula de tetraoxigen (O 4 ) a fost teoretizată în 1924 de Gilbert N. Lewis, care a propus-o ca explicație a faptului că oxigenul lichid nu respectă legea lui Curie [1] . Astăzi Lewis sa dovedit a fi greșit, dar nu cu mult: modele computaționale arată că , deși nu există stabile O 4 molecule în oxigen lichid, O 2 molecule tind să se asociază în perechi cu antiparalel de spin , formând temporar molecule stabile O 4. [ 2] .
Azotul lichid are un punct de fierbere mai scăzut, la 77 K (-196,2 ° C ), astfel încât vasele care îl conțin pot condensa oxigenul din aer: oxigenul atmosferic se dizolvă în lichid, în timp ce azotul se evaporă. Prin urmare, odată ce cea mai mare parte a azotului s-a evaporat, există riscul ca oxigenul lichid rămas să reacționeze cu materialele organice.
Istorie
- Până în 1845 Michael Faraday reușise să lichefieze majoritatea gazelor cunoscute atunci. Cu toate acestea, șase dintre ei au rezistat încă încercărilor sale [3] și erau cunoscuți la acea vreme drept „gaze permanente”. Erau oxigen, hidrogen, azot , monoxid de carbon , metan și monoxid de azot .
- În 1877 Louis Cailletet în Franța și Raoul Pictet în Elveția au reușit să producă primele picături de aer lichid.
- Prima cantitate măsurabilă de oxigen lichid a fost produsă de profesorii polonezi Zygmunt Wróblewski și Karol Olszewski de la Universitatea Jagiellonian din Cracovia la 5 aprilie 1883 .
Notă
- ^ (EN) Gilbert N. Lewis, The Magnetism of Oxygen Molecule and the O 2 , în Journal of the American Chemical Society, vol. 46, nr. 9, septembrie 1924, pp. 2027–2032, DOI : 10.1021 / ja01674a008 .
- ^ (EN) Tatsuki Oda, Alfredo Pasquarello, Magnetism necoliniar în oxigenul lichid: Un studiu de dinamică moleculară a primelor principii , în Physical Review B, vol. 70, nr. 134402, octombrie 2004, pp. 1-19, DOI : 10.1103 / PhysRevB.70.134402 .
- ^ Cryogenics , pe scienceclarified.com , Science Clarified.
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre oxigenul lichid
linkuri externe
- ( EN ) Demonstrarea paramagnetismului oxigenului lichid , pe demoroom.physics.ncsu.edu . Adus la 18 ianuarie 2009 (arhivat din original la 14 iulie 2007) .
