Kvapalný kyslík: Vlastnosti a aplikácie
Kvapalný kyslík, tiež známy ako LOx, je kvapalná forma molekulárneho kyslíka a nachádza široké uplatnenie v leteckom priemysle, ponorkách a plynárenskom priemysle. Tento článok sa bude ponoriť do fyzikálnych vlastností kvapalného kyslíka a jeho významných aplikácií v rôznych oblastiach.
Fyzikálne vlastnosti
Jedinečné fyzikálne vlastnosti kvapalného kyslíka ho robia neoceniteľným v rôznych oblastiach. Tu sú kľúčové vlastnosti kvapalného kyslíka:
1. Hustota a teplota
Pri štandardnom atmosférickom tlaku (101,325 kPa) má kvapalný kyslík hustotu 1,141 g/cm³, čo je o niečo viac ako hustota kvapalnej vody. Kvapalný kyslík má extrémne nízky bod tuhnutia pri 50,5 K (ekvivalent -222,65 stupňov Celzia) a bod varu 90,188 K (ekvivalent -182,96 stupňov Celzia). To umožňuje existenciu kvapalného kyslíka pri extrémne nízkych teplotách, vďaka čomu je vhodný na rôzne aplikácie.
2. Proces skvapalňovania
Priemyselná výroba kvapalného kyslíka zvyčajne zahŕňa proces nazývaný frakčná destilácia. Tento proces zahŕňa stláčanie a chladenie vzduchu na oddelenie dusíka a kyslíka. Kvôli ich rôznym bodom varu sa najskôr oddelí dusík a zanechá relatívne čistý tekutý kyslík.
3. Vzhľad a magnetizmus
Kvapalný kyslík má svetlo azúrovú farbu a vykazuje silný paramagnetizmus. Dá sa zavesiť medzi póly silného podkovového magnetu.
4. Vyvolanie krehkosti materiálu a silné oxidačné činidlo
Materiály, ktoré sú v kontakte s kvapalným kyslíkom, sa stávajú extrémne krehkými v dôsledku ich nízkoteplotnej povahy. Okrem toho je kvapalný kyslík silným oxidačným činidlom, ktoré spôsobuje rýchle horenie organických materiálov. Určité látky, ako sú uhoľné brikety, sadze atď., môžu nepredvídateľne explodovať, keď sú nasiaknuté tekutým kyslíkom a vystavené zdrojom vznietenia, ako sú plamene, iskry alebo menšie nárazy. Petrochemikálie, vrátane asfaltu, často vykazujú toto správanie.
Aplikácie
Kvapalný kyslík nachádza široké uplatnenie v niekoľkých oblastiach.
Tu sú niektoré z jeho primárnych aplikácií.
1. Lekárske použitie
V lekárskej oblasti sa kvapalný kyslík využíva na kyslíkovú terapiu, aby sa zabezpečilo, že pacienti dostanú adekvátny prísun kyslíka. Výškové lietadlá tiež používajú tekutý kyslík na poskytovanie dýchacieho kyslíka cestujúcim a posádke.
2. Priemyselná výroba
Priemyselná výroba kvapalného kyslíka zahŕňa frakčnú destiláciu kvapalného vzduchu. S expanzívnym pomerom 1:861 nachádza tekutý kyslík široké využitie v modernej priemyselnej výrobe vrátane metalurgie, chemického inžinierstva a výroby elektroniky. V mnohých priemyselných aplikáciách ľudia používajúokolité vaporizéryaby znovu získal svoj plynný stav do typickej aplikácie.
3. Oxidačné činidlo
Kvapalný kyslík sa bežne používa ako okysličovadlo, najmä pri pohone rakiet. Kombinuje sa s rôznymi palivami, ako je kvapalný vodík, kerozín alebo metán, aby poskytoval značný ťah a vypúšťal kozmickú loď na obežnú dráhu. Zohráva kľúčovú úlohu v leteckom inžinierstve.
Bezpečnostné úvahy
Pre svoju nízku teplotu a oxidačné vlastnosti predstavuje kvapalný kyslík určité riziká. Kvapalný dusík má nižší bod varu ako kvapalný kyslík a nádoby obsahujúce kvapalný dusík môžu kondenzovať kyslík zo vzduchu. V dôsledku toho po odparení väčšiny dusíka z takejto nádoby môže zostávajúci kvapalný kyslík prudko reagovať s organickými materiálmi, čo predstavuje nebezpečenstvo výbuchu. Naopak, kvapalný dusík alebo kvapalný vzduch možno obohatiť kyslíkom tak, že ich necháme stáť na voľnom vzduchu, pretože vzdušný kyslík sa v nich rozpúšťa, zatiaľ čo dusík sa prednostne odparuje.
