Температура - кипение - жидкий кислород
Cтраница 2
В металлических сосудах Дьюара для поглощения остаточных газов и поддержания в течение длительного времени высокого вакуума используют адсорбенты, в частности мелкопористый си-лякагель КСМ. Полученные нами опытные данные по адсорбции азота этим силикагелем при температурах кипения жидкого кислорода и азота приведены на фиг. [16]
Дело в том, что в техническом жидком азоте по нормам может содержаться до 4 % кислорода, что абсолютно безопасно. Но при хранении или транспортировке происходит испарение газов, причем кислород ( температура кипения жидкого кислорода - 183 С) испаряется медленнее, чем азот ( температура кипения жидкого азота - 196 С), что приводит к обогащению смеси кислородом. Так, при испарении 95 % смеси в остатке может содержаться до 45 % кислорода. Такие остатки технического жидкого азота фактически являются азотно-кислородными смесями с высоким содержанием кислорода и при соединении с различными органическими материалами ( ЛВЖ, клетчатка) взрывоопасны. [17]
В небольшой степени реагирует атомарный кислород и с СН4 ( менее чем на 1 %), с HCN ( 5 %) и с СО ( 5 %) и, напротив, на 100 % с НВг, H2S, CS2, СН: С1, CH2C12, СНС13 и многими другими органическими соединениями. Если вести реакцию атомарного кислорода с органическими веществами при очень низкой температуре ( температуре кипения жидкого кислорода), то часто получаются - как и в случае низкотемпературных реакций атомарного водорода ( ср. Этим объясняется то, что получаемый при низких давлениях атомарный кислород не содержит больших количеств озона. [18]
Из всех известных примесей воздуха наиболее опасен при контакте с жидким кислородом ацетилен. Он в незначительных количествах растворяется в жидком кислороде, имеет сравнительно низкую упругость пара при температуре кипения жидкого кислорода и в твердом состоянии наиболее чувствителен к различным внешним воздействиям. Взрывоопасны также гомологи ацетилена, пентан, гексан, бутилен, пропан, пропилен, легкие масла, продукты их термического разложения и ряд других реакционноспособных и малорастворимых в жидком кислороде горючих веществ. [19]
Он поддерживает горение, но сам по себе не горит. Обнаружить присутствие кислорода можно таким способом: если внести в сосуд с этим газом тлеющую лучину, она сразу же ярко вспыхнет. Температура кипения жидкого кислорода равна - 183 С. [20]
Во-вторых, надо следить за тем, чтобы не произошло случайной закупорки двух соседних вентилей, так как испарение жидкого азота в трубопроводе между этими вентилями может вызвать появление громадных давлений. В-третьих, следует помнить, что температура кипения жидкого азота выше, чем температура кипения жидкого кислорода, поэтому в сосуде, в котором хранится жидкий азот, может конденсироваться кислород. По этой причине вблизи установки, работающей с жидким азотом, запрещаются курение и работы с открытым огнем. Наконец, чтобы предотвратить появление ожогов при попадании жидкого азота, необходимо иметь индивидуальные средства защиты. [21]
Атомарный кислород, согласно Хартеку ( Harteck, 1930 и ел. В небольшой степени реагирует атомарный кислород и с СН4 ( менее чем на 1 %), с HCN ( 5 %) и с СО ( 5 %) и, напротив, на 100 % с HBr, H2S, CS2, CH3C1, CH2C12, СНС13 и многими другими органическими соединениями. Если вести реакцию атомарного кислорода с органическими веществами при очень низкой температуре ( температуре кипения жидкого кислорода), то часто получаются - как и в случае низкотемпературных реакций атомарного водорода ( ср. Этим объясняется то, что получаемый при низких давлениях атомарный кислород не содержит больших количеств озона. [22]
Технический кислород добывают из атмосферного воздуха, который подвергают обработке в воздухоразделительных установках, где он очищается от пыли, углекислоты и осушается от влаги. Перерабатываемый в установке воздух сжимается компрессором до необходимого давления ( от 6 до 180 кгс / смг), определяемого рабочим циклом установки, и охлаждается в теплообменниках до сжижения. Жидкий воздух разделяют ( ректифицируют) на кислород и азот. Процесс разделения воздуха происходит вследствие того, что температура кипения жидкого кислорода выше температуры кипения жидкого азота примерно на 13 С. Азот как более легкокипящий газ испаряется первым и отводится из воздухораспределительной установки обратно в атмосферу. Жидкий чистый кисло род накапливается в воздухоразделительном аппарате, испаряется и им заполняются баллоны под давлением 150 - 165 кгс / см, создаваемым с помощью насоса или компрессора. [23]
При тлеющем разряде при пониженных давлениях ( менее 1 мм рт ст.) кислород, как и водород ( только с меньшим выходом), распадается на атомы. Атомарный кислород, согласно Хартеку ( Harteck, 1930 и ел. Например, столкновения с молекулами Н2 только в 0 2 % случаев приводят к образованию Н2О, В небольшой степени реагирует атомарный кислород и с СН4 ( менее чем на 1 %), с HCN ( 5 %) и с СО ( 5 %) и, напротив, на 100 % с HBr, H2S, CS2, CH3C1, CH2C12, СНС13 и многими другими органическими соединениями. Если вести реакцию атомарного кислорода с органическими веществами при очень низкой температуре ( температуре кипения жидкого кислорода), то часто получаются - как и в случае низкотемпературных реакций атомарного водорода ( ср. [24]
При точке таяния льда ( 0) давление водорода должно быть равно 1000 мм рт. ст. При точке кипения воды ( 100) в нормальных условиях давление водорода при том же объеме будет больше. Приращение этого давления делится на сто равных частей, и каждой сотой части приращения давления соответствует изменение температуры в один градус стоградусной нормальной шкалы. Отметим при этом, что основные точки водородного термометра совпадают с основными точками шкалы Цельсия ( 0 и 100), но промежуточные точки не совпадают между собой, так как законы расширения ртути и водорода с повышением температуры не одинаковы. При помощи водородного термометра измерялись температуры ниже нуля, в частности им была определена температура кипения жидкого кислорода. [25]
 |
Схема намораживания углеводородов на внутреннюю поверхность трубки.| Схема крепления активного и пассивного заряда в чашке. [26] |
Затем трубку устанавливали горизонтально над сосудом с жидким кислородом ( рис. 29) так, чтобы ее поверхность касалась зеркала жидкости и охлаждалась до температуры, близкой к температуре кипения жидкого кислорода. [27]
Газообразный кислород О2 при нормальной температуре и атмосферном давлении представляет собой бесцветный газ без запаха; 1 мг кислорода при температуре 20 С и давлении 760 мм рт. ст. весит 1 33 кг. Кислород не горит, но активно поддерживает процесс горения. Для промышленных целей кислород получают главным образом из атмосферного воздуха путем его сжижения с последующим разделением ( ректификацией) на кислород и азот. В значительно меньших масштабах кислород получают путем электролиза воды. Температура кипения жидкого кислорода при атмосферном давлении равна - 183 С. При испарении 1 л жидкого кислорода образуется около 860 л газообразного кислорода, приведенных к температуре 20 С и давлению 760 мм рт. ст. При соприкосновении сжатого кислорода, находящегося под давлением свыше 30 кГ / см2, с маслами и жирами происходит мгновенное их окисление, протекающее с выделением тепла, в результате чего масло или жир воспламеняется, а кислород поддерживает и усиливает горение. При известных условиях такое воспламенение может привести к взрыву. [28]
Из диаграммы рис. 22 также следует, что отрезок Л - Б показывает разность содержаний азота в жидкой и паровой фазах; она будет наибольшей, когда в жидкости содержится 30 - 40 % азота и 70 - 60 % кислорода. С повышением давления разность между содержанием азота в жидкости и паре уменьшается, и при критическом давлении она равна нулю, так как в этом случае различие между жидкостью и паром исчезает. Отсюда следует, что процесс разделения воздуха наиболее выгодно вести при возможно более низком давлении, так как в этом случае разность между составами жидкой и паровой фаз будет наибольшей. По этой причине процесс разделения жидких азотокислородных смесей методом ректификации стремятся проводить при невысоком давлении. Из кривых рис. 22 видно, что температура кипения испаряющейся жидкой азотокислородной смеси по мере обогащения жидкости кислородом постепенно повышается. Последняя капля испаряющейся жидкости имеет температуру кипения жидкого кислорода, так как азот из нее уже полностью испарился. Кривые равновесия между жидкой и паровой фазами азотокислородной смеси ( рис. 22) одни и те же как для испарения, так и для обратного ему процесса конденсации. [29]
Из диаграммы рис. 22 также следует, что отрезок А - Б показывает разность содержаний азота в жидкой и паровой фазах; она будет наибольшей, когда в жидкости содержится 30 - 409о азота и 70 - 60 % кислорода. С повышением давления разность между содержанием азота в жидкости и паре уменьшается, и при критическом давлении она равна нулю, так как в этом случае различие между жидкостью и паром исчезает. Отсюда следует, что процесс разделения воздуха наиболее выгодно вести при возможно более низком давлении, так как в этом случае разность между составами жидкой и паровой фаз будет наибольшей. По этой причине процесс разделения жидких азотокислородных смесей методом ректификации стремятся проводить при невысоком давлении. Из кривых рис. 22 видно, что температура кипения испаряющейся жидкой азотокислородной смеси по мере обогащения жидкости кислородом постепенно повышается. Последняя капля испаряющейся жидкости имеет температуру кипения жидкого кислорода, так как азот из нее уже полностью испарился. Кривые равновесия между жидкой и паровой фазами азотокислородной смеси ( рис. 22) одни и те же как для испарения, так и для обратного ему процесса конденсации. [30]
Страницы: 1 2 3