Кислород: опасность, получение, сферы применения

В прошлой статье мы рассказали о важности кислорода и его основных особенностях. Продолжаем рассказ об этом важнейшем веществе.

Кислород может быть опасен

Озон, модификация кислорода, очень токсичен — он считается более ядовитым, чем сероводород. Токсичны также:
• синглетный кислород (молекулы кислорода с более высокой энергией),
• пероксид водорода (Н₂О₂),
• супероксиды (активная форма кислорода),
• гидроксильный радикал (активная форма кислорода).
Все они относятся к реактивным формам кислорода и, при значительных концентрациях в живых клетках, могут вызывать нарушение их функций и даже разрушение, что в медицине называется оксидативным стрессом.

Методы получения

О₂ получают несколькими способами:
• В результате химических реакций, например, из бертолетовой соли, перманганата калия, дихромата калия, оксида бария. Этот способ обычно используется для нужд лабораторий.
• Электролитическим разложением воды на Н и О₂. Обычно главная цель этого процесса —получение водорода. Кислород извлекают как побочный продукт.
• Выделение кислорода из воздуха. Это основной метод промышленного получения О₂. Воздух сжимают и охлаждают до жидкого состояния, потом его многократно подвергают ректификационной перегонке, используя разность в температурах кипения азота и кислорода. Таким способом получают кислород разной степени чистоты, вплоть до концентрации 99,9%.
• Выделение кислорода из воздуха мембранным методом. Воздух под высоким давлением пропускают через специальные фторопластовые, стеклянные или иные мембраны, способные пропускать только молекулы кислорода.

Реагент в форме газа хранят и перевозят в стальных баллонах, окрашенных в голубой цвет. На баллоне размещается надпись крупными буквами черного цвета «Кислород». Жидкий О₂ хранят в сосудах Дьюара или в специально приспособленных цистернах.

Активное применение кислорода началось только после того, как был освоен промышленный способ его получения из воздуха.

Некоторые виды применения кислорода

• В черной и цветной металлургии используется для более полного сжигания топлива и для его экономии, а также в сварке, резке, обработке металлов.
• В ракетной области жидкий кислород, часто в смеси с жидким озоном — окислитель и компонент ракетного топлива.
• Для синтеза различных органических и неорганических веществ, например, пероксидов металлов, серной, азотной кислоты и других кислот, метанола и других спиртов, альдегидов, смазочных масел, аммиака, аммиачных удобрений, искусственного топлива.
• В медицине — как компонент воздушных смесей для наркоза. Для лечения болезней, связанных с нарушением дыхания, декомпрессионной болезни, гипоксии, бронхиальной астмы, патологий ЖКТ и др. Подкожные инъекции кислородом применяются при лечении таких тяжелых заболеваний, как гангрена, трофические язвы, слоновость.
• В пищепроме — как газ для упаковки, газ для создания давления в аэрозольных баллончиках.
• В сельском хозяйстве — обогащение воды в рыбоводстве; кислородные коктейли для животных; в теплицах.
• Во взрывных работах.
• Как хладагент.
• Озон применяется для обеззараживания воды, очистки сточных вод, отбеливания тканей.
• Радиоактивный изотоп О-15 используется для медицинских обследований.