منبع استخراج اکسیژن

منبع استخراج اکسیژن موضوع این مطلب است. اما در ابتدا باید در مورد این عنصر توضیحات کاملی ارائه دهیم.

اکسیژن و منبع استخراج اکسیژن

ابتدا توضیح مختصری در مورد O2 و ساختار آن می‌دهیم سپس به منابع تولید اکسیژن میپردازیم

در زبان فرانسوی به آن Oxygène گفته میشود دارای نماد شیمیایی o است و عدد اتمی آن 8 است. به گروه 16 جدول تناوبی کالکوژن میگویند این عنصر در این دسته قرار دارد. نافلز است و از قویترین اکسید کننده ها به شمار می آید. اگر از لحاظ جرم این عنصر را بررسی کنیم میتوان گفت سومین عنصر فراوان در کیهان به شمار می آید. این عنصر به دلیل واکنش پذیری بالایی که دارد معمولا به صورت دو اتمی دیده میشود.

دو اتم با یکدیگر وارد واکنش شده، به این ملکول دی اکسیژن میگویند. مکلول دو اتمی آن به شکل O2 است. در حالت طبیعی گازی بی رنگ و بو است و در هوایی که تنفس میکنیم حدود 21% وجود دارد. این گاز در پوسته زمین وجود دارد و شاید برایتان جال باشد که بدانید تقریبا در ساختار نیمی از عناصر وجود دارد.

در فرآیند تنفس هوازی سلولها این گاز در واکنش سوختن شرکت میکند و در نتیجه انرژی مورد نیاز یاخته فراهم میگردد. این اتم در بسیاری از اندام های انسان مانند دندان و استخوان و همچنین در ترکیبات حیاتی مانند پروتئین ها و کربوهیدرات ها وجود دارد.

همه شما میدانید که بیشترین حجم از بدن انسان را آب فرا گرفته است، اکسیژن اصلی‌ترین عنصر سازنده آن است.استخراج اکسیژن از دو منبع صورت می گیرد.

این گاز پرکاربرد را میتوان از فرایند فوتوسنتر تولید نمود.

گاز اکسیژن به طور عمده از دو منبع استخراج می‌شود: هوا و فرآیندهای تجاری.

1. هوا: این گاز از هوا به صورت جداگانه استخراج می‌شود. هوا که شامل اکسیژن، نیتروژن و دیگر اجزای مختلف است، با استفاده از فرایندهای فشرده‌سازی و تقطیر جداگانه می‌شود. در فرایند تقطیر، متریال‌های خاصی مانند زئولیت‌ها یا فلزات نیمه‌هادی استفاده می‌شوند تا این گاز را از هوا جدا کنند.
2. فرآیندهای تجاری: این گاز نیز به صورت صنعتی از برخی فرآیندهای تجاری استخراج می‌شود. یکی از روش‌های معمول استفاده از تقطیر فراورده‌های نفتی مانند نفت خام است. در این فرآیند، گاز اکسیژن از جریان‌های گازی که در فرآیندهای نفتی تولید می‌شوند، جدا می‌شود.

منبع استخراج اکسیژن ممکن است مختلف باشد و به صورت صنعتی و در مقیاس بزرگ صورت پذیرد. تجهیزات مورد نیاز برای استخراج O2 از منابع فوق در صنایعی مانند صنایع فولاد، صنایع شیمیایی، پزشکی، الکترونیک و هوافضا استفاده می‌شود.استخراج اکسیژن از دو منبع صورت می گیرد.

فوتوسنتز

طی واکنشی که در آن نور خوشید آب و دی اکسید کربن را به O2 تبدیل میکند.

قبلا گفته شد که این گاز بسیار فعال است و کمتر دیده شده است که به صوررت آزاد و تک اتمی وجود داشته باشد. اکسیژن تنها به صورت دو اتمی وجود ندارد بلکه دارای دگرشکل های گوناگونی است بعنوان مثال ازون یکی از دگرشکل های آن است.استخراج اکسیژن از دو منبع صورت می گیرد.

کاربرد ازون

این ملکول اطرااف کره زمین را پوشانده است و از ورود نور فرابنفش خورشید به زمین جلوگیری میکند. نور فرابنفش برای برای موجوداتی که در زمین زندگی میکنند خطرناک است.

با وجود کاربرد مهم ازون در محافظت از زمین، این ملکول میتواند یک آلاینده به شمار بیاید چون محصول فرعی واکنش ممه دودها است.

روش تهیه گاز اکسیژن

این گاز را به دو صورت آزمایشگاهی و صنعتی تولید میکنند. در این بخش هر کدام را به اختصار توضیح میدهیم:

روش آزمایشگاهی برای تولید گاز

1-تجزیه گرمایی پتاسیم کلرات یا پتاسیم نیترات:

در این روش پتاسیم کلرات را حرارت میدهند و کاتالیزگر این واکنش اکسید های فلزات واسطه هستند. برای تکامل این گاز دما را از 400 درجه سانتیگراد به 250 درجه سانتی گراد کاهش میدهند.

از تجزیه سدیم کلرات در دمای بالا نیز میتوان این گاز را تولید نمود.

اگر پتاسیم پرمنگنات را تحت شرایطی در دمای بالا قرار بدهید قادر به تولید O2 است.

2-اکسید های فلزات سنگین:

دانشمندانی به نام های شیله و پریستلی طی آزمایشی برای تولید O2 ازHgO استفاده کردند.

3- پر اکسیدهای فلزی:

ازتجزیه حرارتی برخی از اکسید های فلزی این گاز را تهیه میکنند. مانند Ag2O و BaO2

4- در روشی که در بالا ذکر شد( استفاده از پتاسیم کلرات)، واکنش ممکن است خطرآفرین باشد، این واکنش شدیدا گرما زا بوده و ممکن اسن باعث انفجار گردد.

روشی جایگزین و کم خطرتر وجود دارد، استفاده از هیدروژن پر اکسید.

طی این واکنش H2O2 به H2O و O2 تبدیل میشود.استخراج اکسیژن از دو منبع صورت می گیرد.

روش صنعتی

در این روش هوا را تا مایع شدن خنک میکنند و سپس اجزای آن را با روش تقطیر جدا میکنند. این روش گازهای خالصی را تولید میکند ولی به انرژی بالایی نیاز دارد. این روش در ابتداری قرن 20 کشف شد. از این روش برای تولید گازهای خالص استفاده میکنند

دو روش اصلی و صنعتی برای تولید آن وجود دارد، سالانه صد میلیون تن O2 از این روشها تولید میشوند:

روش اول تقطیر جزء به جزء هوای مایع است در این روش اکسیژن به صورت مایع باقی می ماند و نیتروژن گازی خارج میگردد.

2-در این روش که اصلیترین روش برای تهیه این گاز است هوای خشک را از درون غربال های ملکولی زئولیت عبور میدهند. این ملکول ها نیتروژن را به دام می‌اندازند و گاز خارج شده حدودا دارا ی90-93 درصد O2 است.

از این روش امکان تولید مداوم و پیوسته وجود دارد زیرا پس از کامل شدن چرخه بستر ها جابجا میشوند.

روش های دیگری برای تهیه آن وجود دارد برای مثال H2O را الکترولیز کرده و به گازهای سازنده آن تجزیه میکنند. این فرآیند توسط یک جریان متناوب صورت میگیرد و همچنین به الکترولیت قوی نیاز است که از یک بار قوی مانند NaOH و یا یک اسید قوی مانند H2SO4 استفاده میشود. دلیل استفاده از الکترولیت هدایت الکتریکی میباشد.

گاز تهیه شده را به روش های مختلفی ذخیره میکنند برای مثال در کپسول ها و یا سیلندر نگهداری میکنند.از لحاظ اقتصادی به صورت مایع ذخیره میگردد.

در صورت نیاز به دریافت اطلاعات بیشتر و تهیه این گاز از طریق شماره‌‌های تماس موجود در سایت سپهر گاز کاویان با ما در ارتباط باشید.استخراج اکسیژن از دو منبع صورت می گیرد.