ऑक्सिजन मिळविण्याची औद्योगिक पद्धत आहे. रासायनिक आणि भौतिक गुणधर्म, ऑक्सिजनचा वापर आणि उत्पादन. उद्योगात ऑक्सिजन मिळवणे

हवा हा ऑक्सिजनचा अक्षय स्रोत आहे. त्यातून ऑक्सिजन मिळवण्यासाठी हा वायू नायट्रोजन आणि इतर वायूंपासून वेगळा केला पाहिजे. ऑक्सिजन तयार करण्याची औद्योगिक पद्धत या कल्पनेवर आधारित आहे. हे विशेष, ऐवजी अवजड उपकरणे वापरून अंमलात आणले जाते. प्रथम, द्रव मध्ये बदलेपर्यंत हवा जोरदारपणे थंड केली जाते. मग द्रवीभूत हवेचे तापमान हळूहळू वाढते. नायट्रोजन वायू सर्वात प्रथम सोडला जातो (द्रव नायट्रोजनचा उत्कलन बिंदू -196 ° से), आणि द्रव ऑक्सिजनसह समृद्ध होतो.

प्रयोगशाळेत ऑक्सिजन मिळवणे. ऑक्सिजन मिळविण्यासाठी प्रयोगशाळा पद्धती रासायनिक अभिक्रियांवर आधारित आहेत.

जे. प्रिस्टलीने पारा (II) ऑक्साइड नावाच्या संयुगातून हा वायू मिळवला. शास्त्रज्ञाने पदार्थावर सूर्यप्रकाश केंद्रित करण्यासाठी काचेच्या लेन्सचा वापर केला.

आधुनिक आवृत्तीमध्ये, हा अनुभव आकृती 54 मध्ये दर्शविला आहे. गरम केल्यावर, पारा (||) ऑक्साईड (पिवळा पावडर) पारा आणि ऑक्सिजनमध्ये बदलतो. पारा वायूमय अवस्थेत सोडला जातो आणि चाचणी ट्यूबच्या भिंतींवर चांदीच्या थेंबांच्या रूपात घनरूप होतो. दुसऱ्या टेस्ट ट्यूबमध्ये पाण्यावर ऑक्सिजन गोळा केला जातो.

आता प्रिस्टली पद्धत वापरली जात नाही कारण पारा वाष्प विषारी आहे. ऑक्सिजनची निर्मिती चर्चा केल्याप्रमाणेच इतर प्रतिक्रियांद्वारे केली जाते. ते सहसा गरम झाल्यावर उद्भवतात.

ज्या प्रतिक्रियांमध्ये एका पदार्थापासून इतर अनेक पदार्थ तयार होतात त्यांना विघटन प्रतिक्रिया म्हणतात.

प्रयोगशाळेत ऑक्सिजन मिळविण्यासाठी, खालील ऑक्सिजन-युक्त संयुगे वापरली जातात:

पोटॅशियम परमॅंगनेट KMnO4 (सामान्य नाव पोटॅशियम परमॅंगनेट; पदार्थ एक सामान्य जंतुनाशक आहे)

पोटॅशियम क्लोरेट, KClO3

पोटॅशियम क्लोरेटमध्ये थोड्या प्रमाणात उत्प्रेरक - मॅंगनीज (IV) ऑक्साईड MnO2 - जोडला जातो जेणेकरून ऑक्सिजन 1 सोडल्याबरोबर कंपाऊंडचे विघटन होते.

Chalcogen hydrides H2E ची आण्विक रचनाआण्विक ऑर्बिटल (MO) पद्धतीचा वापर करून विश्लेषण केले जाऊ शकते. उदाहरण म्हणून, पाण्याच्या रेणूच्या आण्विक परिभ्रमण योजनेचा विचार करा (चित्र 3)

बांधकामासाठी (तपशीलांसाठी, G. Gray "Electrons and chemical bond", M., प्रकाशन गृह "Mir", 1967, pp. 155-62 आणि G. L. Miessier, D. A. Tarr, "Inorganic Chemistry", Prantice Hall Int. Inc. पहा .., 1991, p.153-57) H2O रेणूच्या MO योजनेच्या, निर्देशांकांची उत्पत्ती ऑक्सिजन अणूशी सुसंगत आहे आणि हायड्रोजन अणू xz समतल (चित्र 3) मध्ये स्थित आहेत. ऑक्सिजनच्या 2s- आणि 2p-AO चा हायड्रोजनच्या 1s-AO सह ओव्हरलॅप आकृती 4 मध्ये दर्शविला आहे. हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन AO, ज्यात समान सममिती आणि समान ऊर्जा आहेत, MO च्या निर्मितीमध्ये भाग घेतात. तथापि, MOs च्या निर्मितीमध्ये AO चे योगदान भिन्न आहे, जे AO च्या संबंधित रेखीय संयोजनांमधील गुणांकांच्या भिन्न मूल्यांमध्ये प्रतिबिंबित होते. हायड्रोजनच्या 1s-AO, ऑक्सिजनच्या 2s- आणि 2pz-AO च्या परस्परसंवादामुळे 2a1-बंधन आणि 4a1-लूजिंग MO तयार होते.

नमस्कार.. आज मी तुम्हाला ऑक्सिजन आणि ते कसे मिळवायचे याबद्दल सांगेन. मी तुम्हाला आठवण करून देतो, जर तुम्हाला माझ्यासाठी काही प्रश्न असतील तर तुम्ही ते लेखातील टिप्पण्यांमध्ये लिहू शकता. तुम्हाला रसायनशास्त्राबाबत काही मदत हवी असल्यास, . मला तुमची मदत करण्यात आनंद होईल.

ऑक्सिजन निसर्गात समस्थानिक 16 O, 17 O, 18 O च्या स्वरूपात वितरीत केले जाते, ज्याची पृथ्वीवर खालील टक्केवारी आहे - अनुक्रमे 99.76%, 0.048%, 0.192%.

मुक्त अवस्थेत ऑक्सिजन तीन स्वरूपात असतो ऍलोट्रॉपिक बदल : अणु ऑक्सिजन - O o, डायऑक्सिजन - O 2 आणि ओझोन - O 3. शिवाय, अणु ऑक्सिजन खालीलप्रमाणे मिळू शकतो:

KClO 3 \u003d KCl + 3O 0

KNO 3 = KNO 2 + O 0

ऑक्सिजन हा 1400 हून अधिक विविध खनिजे आणि सेंद्रिय पदार्थांचा भाग आहे, वातावरणात त्याची सामग्री व्हॉल्यूमनुसार 21% आहे. मानवी शरीरात 65% पर्यंत ऑक्सिजन असते. ऑक्सिजन हा रंगहीन आणि गंधहीन वायू आहे, जो पाण्यात थोडासा विरघळतो (20 डिग्री सेल्सिअस तापमानात 100 खंड पाण्यात ऑक्सिजनचे 3 खंड विरघळतात).

प्रयोगशाळेत, ऑक्सिजन विशिष्ट पदार्थांच्या मध्यम गरम करून प्राप्त केला जातो:

1) मॅंगनीज संयुगे (+7) आणि (+4) विघटित करताना:

2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
परमॅंगनेट मॅंगनेट
पोटॅशियम पोटॅशियम

2MnO 2 → 2MnO + O 2

2) जेव्हा पर्क्लोरेट्स विघटित होतात:

2KClO 4 → KClO 2 + KCl + 3O 2
पर्क्लोरेट
पोटॅशियम

३) बर्थोलेट मीठ विघटित करताना (पोटॅशियम क्लोरेट).
या प्रकरणात, अणू ऑक्सिजन तयार होतो:

2KClO 3 → 2KCl + 6O 0
क्लोरेट
पोटॅशियम

4) जेव्हा हायपोक्लोरस ऍसिडचे क्षार प्रकाशात विघटित होतात- हायपोक्लोराइट्स:

2NaClO → 2NaCl + O 2

Ca(ClO) 2 → CaCl 2 + O 2

5) नायट्रेट्स गरम करताना.
हे अणु ऑक्सिजन तयार करते. क्रियाकलाप मालिकेत नायट्रेट धातू कोणत्या स्थानावर आहे यावर अवलंबून, विविध प्रतिक्रिया उत्पादने तयार होतात:

2NaNO 3 → 2NaNO 2 + O 2

Ca(NO 3) 2 → CaO + 2NO 2 + O 2

2AgNO 3 → 2 Ag + 2NO 2 + O 2

6) पेरोक्साइड विघटित करताना:

2H 2 O 2 ↔ 2H 2 O + O 2

7) निष्क्रिय धातूंचे ऑक्साइड गरम करताना:

2Ag 2 O ↔ 4Ag + O 2

ही प्रक्रिया दैनंदिन जीवनात संबंधित आहे. वस्तुस्थिती अशी आहे की तांबे किंवा चांदीपासून बनविलेले डिशेस, ऑक्साईड फिल्मचा नैसर्गिक थर असलेल्या, गरम केल्यावर सक्रिय ऑक्सिजन तयार करतात, जो एक बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ प्रभाव आहे. निष्क्रिय धातूंचे क्षार, विशेषत: नायट्रेट्सचे विघटन देखील ऑक्सिजनच्या निर्मितीस कारणीभूत ठरते. उदाहरणार्थ, सिल्व्हर नायट्रेट विरघळण्याची एकूण प्रक्रिया टप्प्याटप्प्याने दर्शविली जाऊ शकते:

AgNO 3 + H 2 O → AgOH + HNO 3

2AgOH → Ag 2 O + O 2

2Ag 2 O → 4Ag + O 2

किंवा सारांश स्वरूपात:

4AgNO 3 + 2H 2 O → 4Ag + 4HNO 3 + 7O 2

8) सर्वाधिक ऑक्सिडेशन अवस्थेतील क्रोमियम लवण गरम करताना:

4K 2 Cr 2 O 7 → 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3 O 2
डायक्रोमेट क्रोमेट
पोटॅशियम पोटॅशियम

उद्योगात ऑक्सिजन मिळतो:

1) पाण्याचे इलेक्ट्रोलाइटिक विघटन:

2H 2 O → 2H 2 + O 2

२) कार्बन डाय ऑक्साईडचा पेरोक्साईडशी संवाद:

CO 2 + K 2 O 2 → K 2 CO 3 + O 2

ही पद्धत वेगळ्या प्रणालींमध्ये श्वास घेण्याच्या समस्येसाठी एक अपरिहार्य तांत्रिक उपाय आहे: पाणबुडी, खाणी, अंतराळयान.

३) जेव्हा ओझोन कमी करणाऱ्या घटकांशी संवाद साधतो:

O 3 + 2KJ + H 2 O → J 2 + 2KOH + O 2

प्रकाशसंश्लेषणाच्या प्रक्रियेत ऑक्सिजनचे उत्पादन हे विशेष महत्त्व आहे.वनस्पतींमध्ये उद्भवते. पृथ्वीवरील सर्व जीवन या प्रक्रियेवर मूलभूतपणे अवलंबून आहे. प्रकाशसंश्लेषण ही एक जटिल बहु-चरण प्रक्रिया आहे. सुरुवात त्याला प्रकाश देते. प्रकाशसंश्लेषणात स्वतःच दोन टप्पे असतात: प्रकाश आणि गडद. प्रकाशाच्या टप्प्यात, वनस्पतींच्या पानांमध्ये असलेले रंगद्रव्य क्लोरोफिल तथाकथित "प्रकाश-शोषक" कॉम्प्लेक्स बनवते, जे पाण्यापासून इलेक्ट्रॉन घेते आणि त्याद्वारे हायड्रोजन आयन आणि ऑक्सिजनमध्ये विभाजित करते:

2H 2 O \u003d 4e + 4H + O 2

संचित प्रोटॉन एटीपीच्या संश्लेषणात योगदान देतात:

ADP + F = ATP

गडद टप्प्यात, कार्बन डायऑक्साइड आणि पाणी ग्लुकोजमध्ये रूपांतरित होते. आणि ऑक्सिजन उप-उत्पादन म्हणून सोडला जातो:

6CO 2 + 6H 2 O \u003d C 6 H 12 O 6 + O 2

blog.site, सामग्रीच्या पूर्ण किंवा आंशिक कॉपीसह, स्त्रोताचा दुवा आवश्यक आहे.

धातू कापताना, ते व्यावसायिकदृष्ट्या शुद्ध ऑक्सिजनसह मिश्रित दहनशील वायू किंवा द्रव वाष्प बर्न करून प्राप्त केलेल्या उच्च-तापमान वायूच्या ज्वालाद्वारे चालते.

ऑक्सिजन हा पृथ्वीवरील सर्वात मुबलक घटक आहेविविध पदार्थांसह रासायनिक संयुगेच्या स्वरूपात आढळतात: पृथ्वीवर - वस्तुमानानुसार 50% पर्यंत, पाण्यातील हायड्रोजनसह - सुमारे 86% वस्तुमान आणि हवेत - 21% पर्यंत आकारमानानुसार आणि 23% वस्तुमानानुसार.

सामान्य परिस्थितीत ऑक्सिजन (तापमान 20 ° से, दाब 0.1 MPa) हा रंगहीन, ज्वलनशील नसलेला वायू आहे, जो हवेपेक्षा किंचित जड आहे, गंधहीन आहे, परंतु सक्रियपणे ज्वलनास समर्थन देतो. सामान्य वातावरणाचा दाब आणि 0 डिग्री सेल्सिअस तापमानात, ऑक्सिजनचे 1 मीटर 3 द्रव्यमान 1.43 किलो असते आणि 20 डिग्री सेल्सिअस तापमानात आणि सामान्य वातावरणाचा दाब - 1.33 किलो.

ऑक्सिजनची उच्च प्रतिक्रिया असते, (आर्गॉन, हेलियम, झेनॉन, क्रिप्टन आणि निऑन) वगळता सर्व रासायनिक घटकांसह संयुगे तयार करणे. ऑक्सिजनसह कंपाऊंडच्या प्रतिक्रिया मोठ्या प्रमाणात उष्णता सोडण्याबरोबर पुढे जातात, म्हणजेच ते निसर्गात बाह्य थर्मिक असतात.

संकुचित वायू ऑक्सिजन जेव्हा सेंद्रिय पदार्थ, तेल, चरबी, कोळशाची धूळ, ज्वालाग्राही प्लास्टिक यांच्या संपर्कात येतो तेव्हा ते उत्स्फूर्तपणे प्रज्वलित होऊ शकतात कारण जलद ऑक्सिजन कॉम्प्रेशन, घर्षण आणि धातूवरील घन कणांचा प्रभाव, तसेच इलेक्ट्रोस्टॅटिक स्पार्क दरम्यान उष्णता सोडू शकतात. डिस्चार्ज म्हणून, ऑक्सिजन वापरताना, ते ज्वलनशील आणि ज्वलनशील पदार्थांच्या संपर्कात येणार नाही याची काळजी घेणे आवश्यक आहे.

सर्व ऑक्सिजन उपकरणे, ऑक्सिजन लाइन आणि सिलिंडर पूर्णपणे कमी करणे आवश्यक आहे.ते ज्वलनशील वायू किंवा द्रव ज्वलनशील वाष्पांसह स्फोटक मिश्रण तयार करण्यास सक्षम आहे, ज्यामुळे खुल्या ज्वाला किंवा अगदी स्पार्कच्या उपस्थितीत स्फोट देखील होऊ शकतात.

ज्वाला उपचार प्रक्रियेत त्याचा वापर करताना ऑक्सिजनची प्रख्यात वैशिष्ट्ये नेहमी लक्षात ठेवली पाहिजेत.

वायुमंडलीय हवा मुख्यत्वे खालील प्रमाणात असलेल्या तीन वायूंचे यांत्रिक मिश्रण आहे: नायट्रोजन - 78.08%, ऑक्सिजन - 20.95%, आर्गॉन - 0.94%, उर्वरित कार्बन डायऑक्साइड, नायट्रस ऑक्साईड इ. हवा विभक्त करून ऑक्सिजन मिळतोऑक्सिजनवर आणि खोल कूलिंग (द्रवीकरण) च्या पद्धतीद्वारे, आर्गॉनच्या पृथक्करणासह, ज्याचा वापर येथे सतत वाढत आहे. तांबे वेल्डिंग करताना नायट्रोजनचा वापर संरक्षक वायू म्हणून केला जातो.

ऑक्सिजन रासायनिक पद्धतीने किंवा पाण्याच्या इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे मिळवता येतो. रासायनिक पद्धतीअनुत्पादक आणि किफायतशीर. येथे पाणी इलेक्ट्रोलिसिसशुद्ध हायड्रोजनच्या निर्मितीमध्ये थेट चालू ऑक्सिजन उप-उत्पादन म्हणून प्राप्त होतो.

उद्योगात ऑक्सिजन तयार होतोखोल थंड आणि सुधारणेद्वारे वातावरणातील हवेपासून. हवेतून ऑक्सिजन आणि नायट्रोजनच्या निर्मितीसाठी स्थापनेमध्ये, नंतरचे हानिकारक अशुद्धतेपासून साफ ​​​​केले जाते, 0.6-20 एमपीएच्या रेफ्रिजरेशन सायकलच्या संबंधित दाबाने कॉम्प्रेसरमध्ये संकुचित केले जाते आणि उष्मा एक्सचेंजर्समध्ये द्रवीकरण तापमानात थंड केले जाते, त्यातील फरक ऑक्सिजन आणि नायट्रोजन द्रवीकरणाचे तापमान 13 डिग्री सेल्सिअस आहे, जे द्रव अवस्थेत त्यांच्या संपूर्ण पृथक्करणासाठी पुरेसे आहे.

द्रव शुद्ध ऑक्सिजन हवा पृथक्करण यंत्रामध्ये जमा होतो, बाष्पीभवन होतो आणि गॅस धारकामध्ये गोळा होतो, तेथून 20 एमपीए पर्यंत दाबाने कंप्रेसरद्वारे सिलेंडरमध्ये पंप केला जातो.

तांत्रिक ऑक्सिजनची वाहतूकही पाइपलाइनद्वारे केली जाते. पाइपलाइनद्वारे वाहून नेल्या जाणार्‍या ऑक्सिजनच्या दाबावर उत्पादक आणि ग्राहक यांच्यात सहमती असणे आवश्यक आहे. ऑक्सिजन त्या ठिकाणी ऑक्सिजन सिलेंडरमध्ये आणि द्रव स्वरूपात - चांगल्या थर्मल इन्सुलेशनसह विशेष जहाजांमध्ये वितरित केले जाते.

द्रव ऑक्सिजनचे वायूमध्ये रूपांतर करण्यासाठी, द्रव ऑक्सिजन बाष्पीभवक असलेले गॅसिफायर किंवा पंप वापरले जातात. सामान्य वातावरणाचा दाब आणि 20 डिग्री सेल्सिअस तापमानात, बाष्पीभवनादरम्यान द्रव ऑक्सिजन 1 dm 3 वायू ऑक्सिजन 860 dm 3 देते. म्हणून, द्रव स्थितीत वेल्डिंग साइटवर ऑक्सिजन वितरीत करण्याचा सल्ला दिला जातो, कारण यामुळे टायरचे वजन 10 पट कमी होते, ज्यामुळे सिलिंडरच्या निर्मितीसाठी धातूची बचत होते आणि सिलिंडरची वाहतूक आणि साठवण खर्च कमी होतो.

वेल्डिंग आणि कटिंगसाठी-78 नुसार तांत्रिक ऑक्सिजन तीन ग्रेडमध्ये तयार केला जातो:

• 1 ला - शुद्धता 99.7% पेक्षा कमी नाही
• 2रा - 99.5% पेक्षा कमी नाही
• 3रा - व्हॉल्यूमनुसार 99.2% पेक्षा कमी नाही

ऑक्सिजनच्या शुद्धतेला ऑक्सिजन इंधन कापण्यासाठी खूप महत्त्व आहे. त्यात जितकी कमी गॅस अशुद्धता असेल तितकी कटिंगची गती जास्त, स्वच्छ आणि कमी ऑक्सिजनचा वापर.

ऑक्सिजन 21% वायुमंडलीय हवा व्यापतो. त्यातील बहुतेक पृथ्वीवरील कवच, ताजे पाणी आणि जिवंत सूक्ष्मजीवांमध्ये आढळतात. हे अनेक उद्योगांमध्ये वापरले जाते आणि घरगुती आणि वैद्यकीय गरजांसाठी वापरले जाते. रासायनिक आणि भौतिक वैशिष्ट्यांमुळे पदार्थाची मागणी असते.

उद्योगात ऑक्सिजन कसा तयार होतो. 3 पद्धती

उद्योगात ऑक्सिजनचे उत्पादन वातावरणातील हवेचे विभाजन करून केले जाते. यासाठी खालील पद्धती वापरल्या जातात:

औद्योगिक स्तरावर ऑक्सिजनचे उत्पादन खूप महत्वाचे आहे. तंत्रज्ञान आणि योग्य उपकरणांच्या निवडीकडे अधिक लक्ष दिले पाहिजे. केलेल्या चुका तांत्रिक प्रक्रियेवर नकारात्मक परिणाम करू शकतात आणि कत्तलीनंतर खर्चात वाढ होऊ शकतात.

उद्योगात ऑक्सिजन उत्पादनासाठी उपकरणांची तांत्रिक वैशिष्ट्ये

औद्योगिक प्रकारचे "ऑक्सिमॅट" जनरेटर वायू स्थितीत ऑक्सिजन मिळविण्याची प्रक्रिया स्थापित करण्यास मदत करतात. त्यांची तांत्रिक वैशिष्ट्ये आणि डिझाइन वैशिष्ट्ये दिवसभरात (व्यत्यय न करता) आवश्यक शुद्धता आणि आवश्यक प्रमाणात उद्योगात हा पदार्थ मिळवण्याचा उद्देश आहे. हे लक्षात घ्यावे की उपकरणे कोणत्याही मोडमध्ये, स्टॉपसह किंवा त्याशिवाय कार्य करू शकतात. युनिट दबावाखाली कार्य करते. इनलेटमध्ये, ओलावापासून मुक्त, संकुचित स्थितीत वाळलेली हवा असणे आवश्यक आहे. लहान, सरासरी आणि मोठ्या उत्पादकतेचे मॉडेल प्रदान केले जातात.

ऑक्सिजन (O 2) हा रंग, चव आणि वास नसलेला रासायनिकदृष्ट्या सक्रिय वायू आहे.

ऑक्सिजन मिळवण्याचा सर्वात सोपा मार्ग म्हणजे हवेतून, कारण हवा हे संयुग नाही आणि हवेला घटकांमध्ये वेगळे करणे इतके अवघड नाही.

हवेतून ऑक्सिजन मिळविण्याची मुख्य औद्योगिक पद्धत म्हणजे क्रायोजेनिक डिस्टिलेशन, जेव्हा द्रव हवा डिस्टिलेशन कॉलममधील घटकांमध्ये विभक्त केली जाते, उदाहरणार्थ, तेल वेगळे केले जाते. परंतु वातावरणातील हवा द्रवात बदलण्यासाठी ती उणे 196°C पर्यंत थंड करणे आवश्यक आहे. हे करण्यासाठी, नंतरचे संकुचित केले जाणे आवश्यक आहे, आणि नंतर विस्तारित करण्याची परवानगी दिली पाहिजे आणि त्याच वेळी त्यास यांत्रिक कार्य करण्यास भाग पाडले पाहिजे. मग, भौतिकशास्त्राच्या नियमांनुसार, हवा थंड करणे आवश्यक आहे. ज्या मशीनमध्ये हे घडते त्यांना विस्तारक म्हणतात. हवेच्या पृथक्करणासाठी आधुनिक क्रायोजेनिक वनस्पती, ज्यामध्ये टर्बो-विस्तारकांच्या मदतीने थंडी मिळवली जाते, उद्योगांना, प्रामुख्याने धातूशास्त्र आणि रसायनशास्त्र, शेकडो हजारो घनमीटर वायू ऑक्सिजन प्रदान करतात.

मेम्ब्रेन किंवा शोषण तंत्रज्ञानावर आधारित हवा पृथक्करण वनस्पती देखील उद्योगात यशस्वीरित्या वापरली जातात.

उद्योग आणि औषधांमध्ये ऑक्सिजनचा वापर