Energiapédia szócikk találomra
Oxigén
A periódusos rendszer 8. eleme. Nemfémes, színtelen, szagtalan, környezeti hőmérsékleten gáz halmazállapotú anyag - cseppfolyós halmazállapotban világoskék színű, sűrűsége a víznél nagyobb, szilárd halmazállapotban sötétebb kék kristályokká alakul.
Atomtömege 15,9994 g/mol, kémiai jele: O
Sűrűsége 0 °C hőmérsékleten, 101,325 kPa légköri nyomáson 1,429 g/L
Olvadáspontja 54,36 K, azaz -218,79 °C vagy -361,82 °F
Forráspontja 90,20 K, azaz -182,95 °C vagy -297,31 °F
Az oxigén felfedezését 1774-ben Joseph Priestley angol kémikus jelenti be, bár vele párhuzamosan több tudós is hasonló felfedezésre jut. Priestley még „deflogisztonizált levegő”-nek nevezi az anyagot, majd Antoine Laurent de Lavoisier francia kémikus nevezte el oxigénnek. Neve a görög „oxigenium” - „savképző” szóból származik. Magyarul régiesen nevezték még „éleny”-nek vagy „savító”-nak.
Az oxigénmolekula mindhárom halmazállapotában kétszeres kovalens kötéssel kötődő igen stabil kétatomos molekula (O2), de gáz halmazállapotában létezik egy allotróp módosulata is, az ózon (O3). Az oxigén mind kötött, mind szabad állapotban előfordul a természetben. A földkéreg súlyának fele, az atmoszféra 21%-a oxigén - a légkör felső rétegeiben ózon formájában. Mennyisége a fotoszintézissel növekszik, a biológiai oxidációval csökken. A földi életformák jelentős részének életfeltételeihez - biológiai oxidációjához, metabolizmusához - elengedhetetlen a több-kevesebb mennyiségű oxigén, az ózon jelenléte a légkörben pedig a világűrből érkező káros sugarakat szűri meg.
Az oxigén szobahőmérsékleten kötött formában nem túl aktív, de atomi állapotában vagy magasabb hőmérsékleten igen reagens anyag. Olajokkal, zsírokkal érintkezve könnyen gyúlékony, illetve robbanásképes elegyet alkot. Vízben nagyon jól oldódik, az égést táplálja. A halogéneken, nemesfémeken és a nemesgázok egy részén kívül kívül minden elemmel reakcióba lép - energia felszabadulása mellett oxidokat képez. Az oxidálható anyagok emelkedő hőmérséklet mellett egyre hevesebben oxidálódnak, míg végül bekövetkezik az égés. Az égés az oxigénnel egyesülés folyamata, tehát az oxidálódó anyag gyakorlatilag ég. Megkülönböztetünk lassú és gyors égést, szénvegyületek esetében tökéletes és tökéletlen égést. A fémek oxidációját korróziónak nevezzük.
Az oxigént ipari körülmények között -183 oC-on cseppfolyósított levegő frakcinált desztillációjával állítják elő (fokozatos hűtés közben előbb a nitrogén távozik, míg a visszamaradó rész oxigénben feldúsul). Más technológiával a víz elektrolízise során a hidrogén mellett nagytisztaságú oxigént lehet kinyerni.
Főbb alkalmazási területei:
- Metallurgia: Az oxidációs és égési folyamatok lényegesen gyorsabban zajlanak le oxigénnel dúsított légtérben, mint a levegőben, így oxigén alkalmazásával teljesítménynövelés, tüzelőanyag-megtakarítás, minőségjavulás és a káros anyag kibocsátás csökkenése érhető el az olvasztási, hevítési és öntési eljárásoknál - rafinálás, frissítés, újrafeldolgozás
- Hegesztés- és vágástechnika: lánghegesztés és vágás, lézer és plazmavágás
- Vegyipar: katalitikus és nem katalitikus oxidációs folyamatok, termikus visszanyerés
- Élelmiszeripar: (az élelmiszeriparban E-948 kóddal, mint csomagológázt alkalmazzák) friss hús csomagolása, intenzív haltenyésztés- és szállítás
- Egészségügy és gyógyászat: lélegeztetés és anesztézia, fermentálás, hidroterápia
- Hulladékkezelés: különleges vagy veszélyes hulladék elégetése, ipari tüzelőberendezések
- Víz- és szennyvízkezelés: felületi vizek, szennyvizek biológiai tisztítása, ivóvíz-előkészítés, vízkezelés ózonnal
- Egyéb alkalmazások: termikus krakkolás, rakéta üzemanyag