Кислоро́д — обозначается символом O (лат. Oxygenium). Слово кислород (именовался в начале XIX века ещё «кислотвором») своим появлением в русском языке в какой-то степени обязано М.В. Ломоносову, который ввёл в употребление, наряду с другими неологизмами, слово «кислота»; таким образом слово «кислород», в свою очередь, явилось калькой термина «оксиген» (фр. oxygène), предложенного А. Лавуазье (от др.-греч. «кислый» и «рождаю»), который переводится как «порождающий кислоту», что связано с первоначальным значением его — «кислота», ранее подразумевавшим вещества, именуемые по современной международной номенклатуре оксидами.

Кислород — химически активный неметалл, является самым лёгким элементом из группы халькогенов.

 

Внешний вид простого вещества

Газ без цвета, вкуса и запаха;

голубоватая жидкость (при низких температурах)

 

Нахождение в природе

Кислород — самый распространённый в земной коре элемент, на его долю (в составе различных соединений, главным образом силикатов) приходится около 47 % массы твёрдой земной коры. Морские и пресные воды содержат огромное количество связанного кислорода — 85,82 % (по массе). В мировом океане содержание растворённого O2 больше в холодной воде, а меньше — в тёплой. Более 1500 соединений земной коры в своём составе содержат кислород.

В атмосфере содержание свободного кислорода составляет 20,95 % по объёму и 23,10 % по массе (около 1015 тонн).

Кислород входит в состав многих органических веществ и присутствует во всех живых клетках. По числу атомов в живых клетках он составляет около 25 %, по массовой доле — около 65 %.

Получение

В настоящее время в промышленности кислород получают из воздуха. Основным промышленным способом получения жидкого кислорода является криогенная ректификация – получение кислорода из атмосферного воздуха способом низкотемпературной ректификации. Также хорошо известны и успешно применяются в промышленности кислородные установки, работающие на основе мембранной технологии.

Кислород газообразный технический и медицинский получают из жидкого кислорода газификацией.

В лабораториях пользуются кислородом промышленного производства, поставляемым в стальных баллонах под давлением около 15МПа.

Небольшие количества кислорода можно получать нагреванием перманганата калия KMnO4. а также некоторыми другими лабораторными способами.

 

Физические свойства

Простое вещество кислород при нормальных условиях — это газ без цвета, вкуса и запаха, плотность – 1,42895 г/дм3 при 0 ºС и давлении 101,3 кПа, молекула которого состоит из двух атомов кислорода (формула O2), в связи с чем его также называют дикислород. 1 л его имеет массу 1,429 г. Немного тяжелее воздуха. Слабо растворяется в воде и спирте. Хорошо растворяется в расплавленном серебре.

Жидкий кислород (температура кипения −182,98 оC)  имеет светло-голубой цвет, а твёрдый кислород (температура плавления −218,35оC) представляет собой кристаллы светло-синего цвета.

Существуют и другие аллотропные формы кислорода, например, озон — при нормальных условиях газ голубого цвета со специфическим запахом, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода (формула O3).

 

Химические свойства

Сильный окислитель, взаимодействует практически со всеми элементами, образуя оксиды. Степень окисления −2. Как правило, реакция окисления протекает с выделением тепла и ускоряется при повышении температуры.

Кислород поддерживает процессы дыхания, горения, гниения. Кислород не токсичен, не горюч и не взрывоопасен, однако, являясь сильным окислителем, резко увеличивает способность других материалов к горению. Ряд материалов (дерево, бумага, асфальт, уголь и др.), пропитанных жидким кислородом, способны детонировать. Поэтому для работы в контакте с кислородом могут использоваться только разрешенные для этого материалы.

После пребывания в среде, обогащенной кислородом, не разрешается курить, использовать открытый огонь и приближаться к огню. Одежда должна быть проветрена в течение 30 мин.

 

Применение

Широкое промышленное применение кислорода началось в середине ХХ века, после изобретения турбодетандеров — устройств для сжижения и разделения жидкого воздуха.

Медицинский кислород применяется для дыхания и лечебных целей. Технический кислород – для кислородно-ацетиленовой газосварки и газорезки металлов, для газопламенной обработки металлов и других технических целей.

В металлургии. Конвертерный способ производства стали связан с применением кислорода. Во многих металлургических агрегатах для более эффективного сжигания топлива вместо воздуха в горелках используют кислородно-воздушную смесь.

Сварка и резка металлов. Кислород в баллонах голубого цвета широко используется для газопламенной резки и сварки металлов.

Ракетное топливо. В качестве окислителя для ракетного топлива применяется жидкий кислород, пероксид водорода, азотная кислота и другие богатые кислородом соединения. Смесь жидкого кислорода и жидкого озона — один из самых мощных окислителей ракетного топлива.

В медицине. Медицинский кислород хранится в металлических газовых баллонах высокого давления (для сжатых или сжиженных газов) голубого цвета различной ёмкости от 1,2 до 10,0 литров под давлением до 15 МПа (150 атм) и используется для обогащения дыхательных газовых смесей в наркозной аппаратуре, при нарушении дыхания, для купирования приступа бронхиальной астмы, устранения гипоксии, при декомпрессионной болезни, для лечения патологии желудочно-кишечного тракта в виде кислородных коктейлей. Для индивидуального применения медицинским кислородом из баллонов заполняют специальные прорезиненные ёмкости — кислородные подушки.

В пищевой промышленности. В пищевой промышленности кислород зарегистрирован в качестве пищевой добавки E948, как пропеллент и упаковочный газ.

В химической промышленности. В химической промышленности кислород используют как реактив-окислитель в многочисленных синтезах, например — окисления углеводородов в кислородсодержащие соединения (спирты, альдегиды, кислоты), аммиака в оксиды азота в производстве азотной кислоты.

В сельском хозяйстве. В тепличном хозяйстве, для изготовления кислородных коктейлей для прибавки в весе у животных, для обогащения кислородом водной среды в рыбоводстве.

 

 

 

 

Нахождение в природе

 

 Кислород — самый распространённый в земной коре элемент, на его долю (в составе различных соединений, главным образом

 

силикатов) приходится около 47 % массы твёрдой

 

земной коры. Морские и пресные воды содержат огромное количество связанного кислорода — 85,82 % (по массе). В мировом океане

 

содержание растворённого O2 больше в холодной воде, а

 

меньше — в тёплой. Более 1500 соединений земной коры в своём составе содержат кислород.

 

 В атмосфере содержание свободного кислорода составляет 20,95 % по объёму и 23,10 % по массе (около 1015 тонн).

 

 Кислород входит в состав многих органических веществ и присутствует во всех живых клетках.

 

По числу атомов в живых клетках он составляет около 25 %, по массовой доле — около 65 %.

 

 

Получение

 

В настоящее время в промышленности кислород получают из воздуха. Основным промышленным способом получения

 

жидкого

 

 

кислорода является криогенная ректификация –

 

получение кислорода из атмосферного воздуха способом низкотемпературной ректификации. Также хорошо известны и

 

успешно

 

 

применяются в промышленности кислородные

 

установки, работающие на основе мембранной технологии.

 

Кислород газообразный технический и медицинский получают из жидкого кислорода газификацией.

 

В лабораториях пользуются кислородом промышленного производства, поставляемым в стальных баллонах под давлением

 

около 15МПа.

 

 

Небольшие количества кислорода можно получать нагреванием перманганата калия KMnO4. а также некоторыми другими

 

 

лабораторными способами.

 

 

 Физические свойства

 

Простое вещество кислород при нормальных условиях — это газ без цвета, вкуса и запаха, плотность – 1,42895 г/дм3 при

 

0 ºС и давлении 101,3 кПа, молекула которого состоит из двух

 

атомов кислорода (формула O2), в связи с чем его также называют дикислород. 1 л его имеет массу 1,429 г. Немного тяжелее

 

воздуха. Слабо растворяется в воде и спирте. Хорошо растворяется в расплавленном серебре.

 

Жидкий кислород (температура кипения −182,98 оC)  имеет светло-голубой цвет, а твёрдый кислород (температура

 

плавления −218,35оC) представляет собой кристаллы светло-синего цвета.

 

Существуют и другие аллотропные формы кислорода, например, озон — при нормальных условиях газ голубого цвета со

 

специфическим запахом, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода (формула O3).

 

 

Химические свойства

 

 Сильный окислитель, взаимодействует практически со всеми элементами, образуя оксиды. Степень окисления −2. Как

 

правило, реакция окисления протекает с выделением тепла и ускоряется при повышении температуры.

 

Кислород поддерживает процессы дыхания, горения, гниения. Кислород не токсичен, не горюч и не взрывоопасен, однако,

 

являясь сильным окислителем, резко увеличивает способность других материалов к горению.

 

Ряд материалов (дерево, бумага, асфальт, уголь и др.), пропитанных жидким кислородом, способны детонировать.

 

Поэтому для работы в контакте с кислородом могут использоваться только разрешенные для этого материалы.

 

После пребывания в среде, обогащенной кислородом, не разрешается курить, использовать открытый огонь и приближаться

 

к огню. Одежда должна быть проветрена в течение 30 мин.

 

 

Применение

 

 Широкое промышленное применение кислорода началось в середине ХХ века, после изобретения турбодетандеров — устройств

 

для сжижения и разделения жидкого воздуха.

 

Медицинский кислород применяется для дыхания и лечебных целей. Технический кислород – для кислородно-ацетиленовой

 

газосварки и газорезки металлов, для газопламенной обработки металлов и других технических целей.

 

 

 В металлургии. Конвертерный способ производства стали связан с применением кислорода. Во многих металлургических

 

агрегатах для более эффективного сжигания топлива вместо воздуха в горелках используют кислородно-воздушную смесь.

 

 

 Сварка и резка металлов. Кислород в баллонах голубого цвета широко используется для газопламенной резки и сварки

 

металлов.

 

 

 Ракетное топливо. В качестве окислителя для ракетного топлива применяется жидкий кислород, пероксид водорода, азотная

 

кислота и другие богатые кислородом соединения.

 

Смесь жидкого кислорода и жидкого озона — один из самых мощных окислителей ракетного топлива.

 

 

 В медицине. Медицинский кислород хранится в металлических газовых баллонах высокого давления (для сжатых или

 

сжиженных газов) голубого цвета различной ёмкости от 1,2 до

 

10,0 литров под давлением до 15 МПа (150 атм) и используется для обогащения дыхательных газовых смесей в наркозной

 

аппаратуре, при нарушении дыхания, для купирования

 

приступа бронхиальной астмы, устранения гипоксии, при декомпрессионной болезни, для лечения патологии

 

желудочно-кишечного тракта в виде кислородных коктейлей. Для

 

индивидуального применения медицинским кислородом из баллонов заполняют специальные прорезиненные ёмкости —

 

кислородные подушки.

 

 

 В пищевой промышленности. В пищевой промышленности кислород зарегистрирован в качестве пищевой добавки E948, как

 

пропеллент и упаковочный газ.

 

 

 В химической промышленности. В химической промышленности кислород используют как реактив-окислитель в

 

многочисленных синтезах, например — окисления углеводородов

 

в кислородсодержащие соединения (спирты, альдегиды, кислоты), аммиака в оксиды азота в производстве азотной кислоты.

 

 

 В сельском хозяйстве. В тепличном хозяйстве, для изготовления кислородных коктейлей для прибавки в весе у животных, для

 

обогащения кислородом водной среды в рыбоводстве.

 

 

 

Аварийный запас кислорода в бомбоубежище

 

 

Биологическая роль кислорода

 

 Большинство живых существ (аэробы) дышат кислородом воздуха. Широко используется кислород в медицине.

 

Для обеззараживания и дезодорации воздуха и очистки питьевой воды

 

применяют искусственное обогащение озоном.

 

 

Токсические производные кислорода

 

Некоторые производные кислорода (так называемые реактивные формы кислорода), такие, как синглетный кислород, пероксид

 

водорода, супероксид, озон и гидроксильный радикал,

 

являются высокотоксичными продуктами. Они образуются в процессе активирования или частичного восстановления кислорода.

 

Супероксид (супероксидный радикал), пероксид

 

водорода и гидроксильный радикал могут образовываться в клетках и тканях организма человека и животных и вызывают

 

оксидативный стресс.

 

Поставка кислорода газообразного технического и медицинского потребителям производится в стальных баллонах вместимостью

 

40 дм3 по ГОСТ 949-73 под давлением (14,7±0,5) МПа

 

[(150±5) кгс/см2] при нормальных условиях.

 

 

 

ГОСТ 5583-78. Кислород газообразный технический и медицинский

 

 

  

 

 

 

 

ГОСТ 6331-78. Кислород жидкий технический и медицинский