Як отримують кисень у лабораторії

Вперше газ кисень (O₂) був отриманий у XVIII столітті англійським ученим Д. Прістлі. Він нагрівав порошок оксиду ртуті (HgO) та помітив, що виділяється якийсь газ. Вчений помістив у цей газ запалену лучинку, вона горіла яскравіше і згоряла швидше, ніж на повітрі. Також він зазначив, що цим газом можна дихати, причому дихало легше, ніж на повітрі. Однак миші за деякий час гинули, дихаючи цим повітрям.

У лабораторних умовах кисень здебільшого отримують розкладанням при нагріванні низки речовин. Наприклад, при нагріванні бертолетової солі виходить хлорид калію і виділяється кисень:

Однак, щоб бертолетова сіль почала розкладатися, її треба нагріти до 400 °C. Тому до неї додають оксид марганцю (MnO₂) як каталізатор. У його присутності розкладання бертолетової солі починається за 200 °C.

Оксид марганцю також є каталізатором під час розкладання пероксиду водню. При цьому нагрівання навіть не потрібне:

З виділенням кисню під час нагрівання розкладається перманганат калію (марганцівка). Цей спосіб зазвичай використовують у шкільних лабораторіях:

Збирають кисень витісненням повітря (оскільки кисень трохи важчий за повітря). Кисень пропускаю в посудину по скляній трубці, звідки він витісняє повітря. Також кисень можна збирати над водою. Кисень витісняє воду із циліндра.

Як отримують кисень у промисловості

У атмосферному повітрі кисень займає 21%. Більшість його знаходиться в земній корі, прісній воді та живих мікроорганізмах. Він застосовується у багатьох сферах промисловості та задіюється для господарських та медичних потреб.Затребуваність речовини обумовлена ​​хімічними та фізичними особливостями.

Як видобувають кисень у промисловості. 3 методи

Виробництво кисню у промисловості здійснюється з допомогою розподілу атмосферного повітря. Для цього задіяні такі методи:

• Мембранний. Грунтується на проникності мембран у хаотичному порядку. Його суть зводиться до різної швидкості проникнення газів через мембрану, виготовлену з полімерних матеріалів при зміні парціального тиску. Чиста повітряна маса, яка попередньо стискається, спрямовується в мембрану. Гази швидкого типу просочуються через мембрану в область з невисоким робочим тиском і в зоні виходу вбирають компонент, що відрізняється легкістю проникнення. Решта повітря збагачується повільним газом і видаляється з агрегату. Переваги такого методу полягає в економії електроенергії та незатратної експлуатації мембранних установок. З його допомогою кисень відрізняється чистотою в межах 45%.



• Адсорбційний. Базується на залежності поглинання елемента газової суміші від парціального тиску та температурного режиму. Процес поглинання здійснюється за рахунок передбачених молекулярних сит із застосуванням періодичної адсорбції. Його регулювання відбувається завдяки зміні тиску та температури. Залежність властивостей адсорбенту від поглинальних здібностей елемента газу є пропорційним тиску. Даний метод, який пояснює, як одержують кисень у промисловості, характеризується незначними витратами на електричну енергію та експлуатацію агрегатів. Генератори кисню — устаткування отримання кисню адсорбційним методом.

• Кріогенний. Дає можливість отримувати кисень, чистота якого сягає 99,7%.Завдяки температурній різниці кипіння кисню та азоту дозволяє домагатися поділу стиснутої повітряної маси на елементи в ректифікаційних колонах типу. Щоб повітря трансформувалося в рідкий стан, температура повинна опуститися до позначки -196 °C. Процедура охолодження здійснюється у спеціальних машинах (детандерах). Відмінна особливість такого обладнання – розширення повітряної маси спостерігається як на лопатках робочого колеса, так і у сопловому пристрої. Рух газу відбувається проти відцентрових сил. Кріогенні кисневі установки виробляють холод із застосуванням повітря, що знаходиться в стислому стані до кількох атмосфер. Обертання ротора генератора виконується за рахунок енергії.

Виробництво кисню у промислових масштабах несе у собі високу значимість. До вибору технології та відповідного обладнання потрібно приділити підвищене виймання. Допущені помилки можуть негативно позначитися на технологічному процесі та спричинити забій збільшення витрат.

Технічні особливості обладнання для отримання кисню у промисловості

Налагодити процес отримання кисню у газоподібному стані допомагають генератори промислового типу «ОКСИМАТ». Їхні технічні характеристики та конструктивні особливості спрямовані на отримання даної речовини в промисловості необхідної чистоти та необхідної кількості протягом доби (без перерви). Слід врахувати, що працювати обладнання може у будь-якому режимі як із зупинками, так і без них. Агрегат працює під тиском. На вході має бути осушене повітря в стислому стані очищене від вологи. Передбачаються моделі малої, середньої та великої продуктивності.