Oxígeno líquido

Oxígeno líquido en un vaso de precipitados .

El oxígeno líquido (industrial, aeroespacial y de transporte y LOX en inglés L iquid Ox yGen ) es la forma líquida del elemento oxígeno .

Fabricación y uso

Avisos de advertencia en un tanque de LOX que abastece a un hospital: peligro de frío e incendio, no acercarse o fumar

El oxígeno líquido se utiliza en grandes cantidades para fines industriales y médicos . Se produce a partir del oxígeno contenido en el aire mediante el proceso Linde mediante destilación fraccionada , es un producto industrial y está disponible comercialmente.

Como agente oxidante, el oxígeno líquido es un propulsor común para los cohetes con motores de cohetes líquidos , que se utilizan principalmente en la actualidad en la industria aeroespacial, generalmente con queroseno o hidrógeno líquido como propulsores a oxidar. En esta función es un agente oxidante barato y atóxico y genera un fuerte impulso específico . Se utilizó en los primeros cohetes como el V2 (luego bajo el nombre "A-Stoff") y más tarde en los motores de Redstone , R-7 Semyorka , Atlas y en los motores principales de los transbordadores espaciales . Los cohetes más nuevos también utilizan oxígeno líquido como oxigenador, p. Ej. B. el Ariane 5 y el Falcon 9 . En el pasado, el oxígeno líquido también se utilizó en misiles balísticos intercontinentales . Los misiles balísticos intercontinentales modernos prescinden de ellos porque las propiedades criogénicas y la necesidad de reponer regularmente el oxígeno líquido en evaporación afectan negativamente la disponibilidad operativa de los misiles.

En el pasado, el oxígeno líquido también se utilizaba para fabricar explosivos (" oxyliquit ").

seguridad

El oxígeno líquido es criogénico y puede fragilizar los materiales al contacto. También es un agente oxidante fuerte , más fuerte que el oxígeno gaseoso , porque el oxígeno singlete excitado aumenta en concentración en la fase líquida . Por tanto , los agentes reductores , especialmente los materiales orgánicos, se queman rápida y fuertemente en oxígeno líquido o incluso pueden detonar inesperadamente al contacto con oxígeno líquido , como aceites , grasas y asfalto , pero también sustancias inorgánicas como fósforo o magnesio . Por lo tanto, los sistemas para el uso o almacenamiento de oxígeno líquido deben estar completamente libres de grasa y aceite.

A −196 ° C (77 K ), el nitrógeno tiene  un punto de ebullición más bajo que el oxígeno (−183 ° C, 90 K), por lo que el oxígeno del aire puede condensarse en las líneas de nitrógeno líquido y reaccionar espontáneamente con material orgánico. El nitrógeno líquido y el aire líquido se enriquecen con oxígeno líquido cuando se almacenan abiertos porque el oxígeno del aire se condensa en su superficie.

Propiedades físicas

El oxígeno líquido es criogénico, tiene un color azul pálido y es fuertemente paramagnético . Tiene una densidad de 1,141 g / cm³ (a temperatura de ebullición y presión normal) y es moderadamente criogénico. Punto de congelación : 50,5 K (−222,65 ° C), punto de ebullición : 90,188 K (−182,96 ° C) a presión normal. El oxígeno líquido se expande en un factor de 860 cuando se evapora y se calienta a temperatura ambiente. Se utiliza en algunos aviones comerciales y militares como fuente de oxígeno para respirar.

La molécula de tetra-oxígeno (O 4 ) fue predicha por primera vez por Gilbert N. Lewis en 1924, quien propuso la molécula como una explicación de por qué el oxígeno líquido no obedece la ley de Curie . Las simulaciones por computadora indican que aunque no hay moléculas de O 4 estables en el oxígeno líquido, las moléculas de O 2 se combinan en pares con espines antiparalelos para formar unidades de O 4 transitorias .

historia

Louis Paul Cailletet y Raoul Pictet lograron observar gotas de aire líquido y así demostraron que el aire se puede licuar. Sin embargo, las gotitas obtenidas se evaporaron espontáneamente. Solo Karol Olszewski y Zygmunt Wróblewski Florenty tuvieron éxito en 1883 en la Universidad Jagiellonian en Polonia Primera licuefacción estable de nitrógeno , dióxido de carbono y oxígeno.

Ver también

enlaces web

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Wikcionario: Oxígeno  - explicaciones de significados, orígenes de palabras, sinónimos, traducciones

Evidencia individual

  1. Sistemas de oxígeno líquido . www.linde-gastherapeutics.de. Consultado el 2 de abril de 2009.
  2. Entrada sobre Oxyliquit. En: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, consultado el 28 de diciembre de 2014.
  3. Gilbert N. Lewis : El magnetismo del oxígeno y la molécula de O 2 . En: Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 46, núm. 9, septiembre de 1924, págs. 2027-2032. doi : 10.1021 / ja01674a008 .
  4. Tatsuki Oda, Alfredo Pasquarello: Magnetismo no colineal en oxígeno líquido: un estudio de dinámica molecular de primeros principios . En: Physical Review B . 70, núm. 134402, octubre de 2004, págs. 1-19. doi : 10.1103 / PhysRevB.70.134402 .
  5. Karol Stanislaw Olszewski y la historia de la licuefacción de gases (PDF; 744 kB) www.uni-kiel.de. Consultado el 1 de abril de 2009.