Формула дарбиняна для расчета кислорода

Параметры и размеры кислородных баллонов можно посмотреть по ГОСТ 949-73 «Баллоны стальные малого и среднего для газов на Рр ≤ 19,7 МПа». Наиболее популярными являются баллоны объемами 5, 10 и 40 литров.

По ГОСТ 5583-78 «Кислород газообразный технический и медицинский» (приложение 2), объем газообразного кислорода в баллоне (V) в кубических метрах при нормальных условиях вычисляют по формуле:

V = K1*Vб

  • Vб – вместимость баллона, дм3;
  • K1 — коэффициент для определения объема кислорода в баллоне при нормальных условиях, вычисляемый по формулеК1 = (0,968Р + 1) **
  • Р — давление газа в баллоне, измеренное манометром, кгс/см2;
  • 0,968 — коэффициент для пересчета технических атмосфер (кгс/см2) в физические;
  • t — температура газа в баллоне, °С;
  • Z — коэффициент сжигаемости кислорода при температуре t.

Значения коэффициента К1 приведены в таблице 4, ГОСТ 5583-78.

Посчитаем объем кислорода в самом распространенном баллоне в строительстве: объемом 40 л с рабочим давлением 14,7 МПа (150 кгс/см2). Коэффициент К1 определяем по таблице 4, ГОСТ 5583-78 при температуре 15 °С:

V = 0,159*40 = 6,36 м3

Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон = 40 л = 6,36 м3

Содержание

Пропан-бутан

Параметры и размеры кислородных баллонов для пропана, бутана и их смесей можно посмотреть по ГОСТ 15860-84. В настоящее время применяются четыре типа данных изделий, объемами 5, 12, 27 и 50 литров.

При нормальных атмосферных условиях и температуре 15 °С плотность пропана в жидком состоянии составляет 510 кг/м3, а бутана 580 кг/м3. Пропана в газовом состоянии при атмосферном давлении и температуре 15 °С равна 1,9 кг/м3, а бутана — 2,55 кг/м3. При нормальных атмосферных условиях и температуре 15 °С из 1 кг жидкого бутана образуется 0,392 м3 газа, а из 1 кг пропана 0,526 м3.

Посчитаем вес пропанобутановой смеси в самом распространенном баллоне в строительстве: объемом 50 с максимальным давлением газа 1,6 МПа. Доля пропана по ГОСТ 15860-84 должна быть не менее 60% (примечание 1 к табл.2):

50 л = 50 дм3 = 0,05 м3;

0,05 м3*(510*0,6 + 580*0,4) = 26,9 кг

Но из-за ограничения давления газа 1,6 МПа на стенки в баллон этого типа не заправляют более 21 кг.

Посчитаем объем пропанобутановой смеси в газообразном состоянии:

21 кг*(0,526*0,6 + 0,392*0,4) = 9,93 м3

Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон = 50 л = 21 кг = 9,93 м3

Ацетилен

Параметры и размеры баллонов для ацетилена можно посмотреть по ГОСТ 949-73 «Баллоны стальные малого и среднего для газов на Рр ≤ 19,7 МПа». Наиболее популярными являются баллоны объемами 5, 10 и 40 литров. Корпус ацетиленового баллона отличается от корпуса кислородного баллона меньшим размером.

При давлении 1,0 МПа и температуре 20 °С в 40 л баллоне вмещается 5 – 5,8 кг ацетилена по массе ( 4,6 – 5,3 м3 газа при температуре 20 °С и 760 мм.рт.ст.).

Приближенное количество ацетилена в баллоне (определяется взвешиванием) можно определить по формуле:

Va = 0,07*Е *(Р – 0,1)

  • 0,07 – коэф., который учитывает количество ацетона в баллоне и растворимость ацетилена.
  • Е – водяной объем баллона в куб.дм;
  • Р – давление в баллоне, МПа (давлении 1,9 МПа (19,0 кгс/см2) при 20 °С по ГОСТ 5457-75 «Ацетилен растворенный и газообразный технический»);
  • 0,1 – атмосферное давление в МПа;

Вес 1 м3 ацетилена при температуре 0 °С и 760 мм.рт.ст. составляет – 1,17 кг.

Вес 1 куб.м ацетилена при температуре 20 °С и 760 мм.рт.ст. составляет 1,09 кг.

Посчитаем объем ацетилена в баллоне объемом 40 л с рабочим давлением 1,9 МПа (19 кгс/см2) при температуре 20 °С:

Va = 0,07*40*(1,9 – 0,1) = 5,04 м3

Вес ацетилена в баллоне объемом 40 л с рабочим давлением 1,9 МПа (19 кгс/см2) при температуре 20 °С:

5,04*1,09 = 5,5 кг

Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон = 40 л = 5,5 кг = 5,04 м3

Двуокись углерода (углекислота)

Углекислота (по ГОСТ 8050-85 «Двуокись углерода газообразная и жидкая») применяется как защитный газ для электросварочных работ. Состав смеси: СО2 ; Ar + CO2 ; Ar + CO2 + O2 . Еще производители могут маркировать ее как смесь MIX1 – MIX5.

Параметры и размеры баллонов для ацетилена можно посмотреть по ГОСТ 949-73 «Баллоны стальные малого и среднего для газов на Рр ≤ 19,7 МПа». Наиболее популярными являются баллоны объемами 5, 10 и 40 литров.

При рабочем давлении углекислоты в баллоне 14,7 МПа (150 кгс/см2) коэффициент заполнения: 0,60 кг/л; при 9,8 МПа (100 кгс/см2) – 0,29 кг/л; при 12,25 МПа (125 кгс/см2) – 0,47 кг/л.

Объемный вес углекислоты в газообразном состоянии равен 1,98 кг/м3, при нормальных условиях.

Посчитаем вес углекислоты в самом распространенном баллоне в строительстве: объемом 40 л с рабочим давлением 14,7 МПа (150 кгс/см2).

40 л*0,6 = 24 кг

Посчитаем объем углекислоты в газообразном состоянии:

24 кг / 1,98 кг / м3 = 12,12 м3

Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон = 40 л = 24 кг = 12,12 м3

Как рассчитать количество газа в баллоне

Формула дарбиняна для расчета кислорода

   Параметры и размеры кислородных баллонов можно посмотреть по ГОСТ 949-73 «Баллоны стальные малого и среднего для газов на Рр ≤ 19,7МПа». Наиболее популярными являются баллоны объемами 5, 10 и 40 литров.

   По ГОСТ 5583-78 «Кислород газообразный технический и медицинский» (приложение 2), объем газообразного кислорода в баллоне (V) в кубических метрах при нормальных условиях вычисляют по формуле:

V = K1•Vб,

   Vб — вместимость баллона, дм3;

    K1 — коэффициент для определения объема кислорода в баллоне при нормальных условиях, вычисляемый по формуле

К1 = (0,968Р + 1) *  *

   Р — давление газа в баллоне, измеренное манометром, кгс/см2;

    0,968 — коэффициент для пересчета технических атмосфер (кгс/см2) в физические;

    t — температура газа в баллоне, °С;

    Z — коэффициент сжигаемости кислорода при температуре t.

    Значения коэффициента К1 приведены в таблице 4, ГОСТ 5583-78.

   Посчитаем объем кислорода в самом распространенном баллоне в строительстве: объемом 40л с рабочим давлением 14,7МПа (150кгс/см2). Коэффициент К1 определяем по таблице 4, ГОСТ 5583-78 при температуре 15°С:

V = 0,159 • 40 = 6,36м3

   Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон кислорода = 40л = 6,36м3

Таблица 4. ГОСТ 5583-78.

Температура газа в баллоне, °СЗначение коэффициента Ki при избыточном давлении, МПа (кгс/см2)
13,7 (140)14,2 (145)14,7 (150)15,2 (155)15,7 (160)16,2 (165)16,7 (170)17,2 (175)17,7 (180)18,1 (185)18,6 (190)19,1 (195)19,6 (200)20,1 (205)20,6 (210)
-500,2320,2420,2510,2600,2690,2780,2860,2960,3030,3110,3190,3270,3350,3420,349
-400,2120,2210,2290,2360,2450,2530,2600,2690,2750,2840,2900,2980,3050,3120,319
-350,2030,2110,2190,2260,2340,2420,2490,2570,2640,2720,2780,2860,2930,2990,306
-300,1950,2020,2110,2170,2250,2320,2390,2480,2530,2610,2670,2740,2810,2880,294
-250,1880,1950,2020,2090,2170,2230,2300,2380,2430,2510,2570,2640,2700,2770,283
-200,1820,1880,1950,2020,2090,2150,2220,2290,2350,2420,2480,2550,2610,2670,273
-150,1760,1820,1890,1960,2020,2080,2150,2210,2270,2340,2400,2460,2520,2580,263
-100,1710,1770,1830,1890,1950,2020,2080,2140,2200,2260,2320,2380,2440,2500,255
-50,1650,1720,1780,1840,1900,1950,2020,2070,2130,2190,2250,2310,2360,2420,247
00,1610,1670,1720,1790,1840,1900,1960,2010,2070,2130,2190,2240,2290,2350,240
+50,1570,1620,1680,1740,1790,1850,1900,1960,2010,2070,2120,2170,2230,2280,233
+100,1530,1580,1630,1690,1740,1800,1850,1910,1960,2010,2060,2110,2170,2220,227
+150,1490,1540,1590,1650,1700,1750,1800,1860,1910,1960,2010,2060,2110,2160,221
+200,1450,1500,1560,1600,1660,1710,1760,1810,1860,1910,1960,2010,2060,2110,215
+250.1420,1470,1520,1570,1620,1670,1720,1770,1820,1860,1910,1960,2010,2060,210
+300,1390,1430,1480,1530,1580,1630,1680,1730,1770,1820,1870,1920,1960,2010,206
+350,1360,1400,1450,1500,1540,1590,1640,1690,1730,1780,1820,1870,1920,1960,201
+400,1330,1370,1420,1470,1510,1560,1600,1650,1700,1740,1780,1830,1880,1920,196
+500,1270,1320,1360,1410,1450,1490,1540,1580,1630,1670,1710,1750,1800,1840,188

Расчет пропана-бутана в баллонах

   Параметры и размеры кислородных баллонов для пропана, бутана и их смесей можно посмотреть по ГОСТ 15860-84. В настоящее время применяются четыре типа данных изделий, объемами 5, 12, 27 и 50 литров.

   При нормальных атмосферных условиях и температуре 15°С плотность пропана в жидком состоянии составляет 510 кг/м3, а бутана 580 кг/м3. Пропана в газовом состоянии при атмосферном давлении и температуре 15°С равна 1,9 кг/м3, а бутана — 2,55 кг/м3. При нормальных атмосферных условиях и температуре 15°С из 1 кг жидкого бутана образуется 0,392 м3 газа, а из 1 кг пропана 0,526 м3.

   Посчитаем вес пропанобутановой смеси в самом распространенном баллоне в строительстве: объемом 50 с максимальным давлением газа 1,6МПа. Доля пропана по ГОСТ 15860-84 должна быть не менее 60% (примечание 1 к табл.2):

50л = 50дм3 = 0,05м3;

0,05м3 • (510 • 0,6 + 580 •0,4) = 26,9кг

   Но из-за ограничения давления газа 1,6МПа на стенки в баллон этого типа не заправляют более 21кг.

   Посчитаем объем пропанобутановой смеси в газообразном состоянии:

21кг • (0,526 • 0,6 + 0,392 •0,4) = 9,93м3

   Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон = 50л = 21кг = 9,93м3

Данные газы доступны у нас: пропан C3H8

Расчет ацетилена в баллонах

   Параметры и размеры баллонов для ацетилена можно посмотреть по ГОСТ 949-73 «Баллоны стальные малого и среднего для газов на Рр ≤ 19,7МПа». Наиболее популярными являются баллоны объемами 5, 10 и 40 литров. Корпус ацетиленового баллона отличается от корпуса кислородного баллона меньшим размером.

   При давлении 1,0 МПа и температуре 20 °С в 40л баллоне вмещается 5 – 5,8 кг ацетилена по массе ( 4,6 – 5,3 м3 газа при температуре 20 °С и 760 мм.рт.ст.).

   Приближенное количество ацетилена в баллоне (определяется взвешиванием) можно определить по формуле:

Va = 0,07 • Е • (Р – 0,1)

   0,07– коэф., который учитывает количество ацетона в баллоне и растворимость ацетилена.

    Е – водяной объем баллона в куб.дм;

    Р – давление в баллоне, МПа (давлении 1,9 МПа (19,0 кгс/см2) при 20 °С по ГОСТ 5457-75 «Ацетилен растворенный и газообразный технический»);

    0,1 – атмосферное давление в МПа;

   Вес 1 м3 ацетилена при температуре 0°С и 760 мм.рт.ст. составляет – 1,17 кг.

   Вес 1 куб.м ацетилена при температуре 20°С и 760 мм.рт.ст. составляет 1,09 кг.

   Посчитаем объем ацетилена в баллоне объемом 40л с рабочим давлением 1,9МПа (19кгс/см2) при температуре 20°С:

Va = 0,07 • 40 • (1,9 – 0,1) = 5,04м3

   Вес ацетилена в баллоне объемом 40л с рабочим давлением 1,9МПа (19кгс/см2) при температуре 20°С:

5,04 • 1,09 = 5,5кг

   Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон = 40л = 5,5кг = 5,04м3

Данный газ доступен у нас: ацетилен (C2H2)

Расчет двуокиси углерода (углекислота) в баллонах

   Углекислота (по ГОСТ 8050-85 «Двуокись углерода газообразная и жидкая») применяется как защитный газ для электросварочных работ. Состав смеси: СО2; Ar + CO2 ; Ar + CO2 + O2. Еще производители могут маркировать ее как смесь MIX1 – MIX5.

   Параметры и размеры баллонов для ацетилена можно посмотреть по ГОСТ 949-73 «Баллоны стальные малого и среднего для газов на Рр ≤ 19,7МПа». Наиболее популярными являются баллоны объемами 5, 10 и 40 литров.

   При рабочем давлении углекислоты в баллоне 14,7 МПа (150 кгс/см2) коэффициент заполнения: 0,60 кг/л; при 9,8 МПа (100 кгс/см2) – 0,29 кг/л; при 12,25 МПа (125кгс/см2) – 0,47 кг/л.

   Объемный вес углекислоты в газообразном состоянии равен 1.98 кг/м³, при нормальных условиях.

   Посчитаем вес углекислоты в самом распространенном баллоне в строительстве: объемом 40л с рабочим давлением 14,7 МПа (150 кгс/см2).

40л • 0,6 = 24кг

   Посчитаем объем углекислоты в газообразном состоянии:

24кг / 1,98 кг / м3 = 12,12м3

   Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон = 40л = 24кг = 12,12м3

Данный газ доступен у нас: двуокись углерода (углекислота)

Рассчитать объем кислорода

Формула дарбиняна для расчета кислорода

Рассчитать объем кислорода (газа) при нормальных условиях, если известна его масса, можно по формуле: V = m · Vm / M = ν · Vm. Рассчитать объем кислорода (газа), если известна его масса, температура и давление, можно по формуле: V = m · R · T / (p · M) = ν · R · T / p.

Химическая формула хлора O₂.

Расчет объема кислорода (газа)

Теория расчета объема газа

Пример: Рассчитайте объем для 1 кг кислорода, для 160 г кислорода, для 6 г кислорода

Пример: Рассчитайте объем для 2 моль кислорода, для 3 моль кислорода, для 5 моль кислорода

Рассчитать объем газа: азота, водорода, воздуха, гелия, озона, кислорода, углекислого газа, хлора

Теория:

Рассчитать объем кислорода (газа) при нормальных условиях, если известна его масса, можно по формуле:

V = m · Vm / M = ν · Vm,

где

V – объем газа, л,

ν – количество вещества, моль,

Vm – молярный объем газа, л/моль, Vm = 22,4 л/моль,

ν = m / M,

m – масса газа, г,

М – молярная масса газа, г/моль,

M(О₂) = 2·16 = 32 г/моль,

Нормальные условия: 0 оС (или 273,15 К), 101,325 кПа или 1 атм.

Рассчитать объем кислорода (газа), если известна его масса, температура и давление, можно по формуле:

V = m · R · T / (p · M) = ν · R · T / p,

где

V – объем газа, л,

ν – количество вещества, моль,

ν = m / M,

m – масса газа, г,

М – молярная масса газа, г/моль,

M(О₂) = 2·16 = 32 г/моль,

R – универсальная газовая постоянная, R ≈ 8,314 Дж/(моль⋅К),

T – термодинамическая температура, К.

P – давление, кПа.

Пример: Рассчитайте объем для 1 кг кислорода, для 160 г кислорода, для 8 г кислорода:

Рассчитайте объем для 1 кг кислорода при нормальных условиях.

V = m · Vm / M = 1 000 грамм · 22,4 л/моль / 32 г/моль = 700 литров.

Рассчитайте объем для 1 кг кислорода при 30 градусах Цельсия (303,15 К), давлении 30 кПа.

V = m · R · T / p · M = 1 000 грамм · 8,314 Дж/(моль⋅К) · 303,15 К / (30 кПа · 32 г/моль) = 2 625,405 литров или 2,625405 м3.

Рассчитайте объем для 160 г кислорода при нормальных условиях.

V = m · Vm / M = 160 грамм · 22,4 л/моль / 32 г/моль = 112 литров.

Рассчитайте объем для 160 г кислорода при 30 градусах Цельсия (303,15 К), давлении 30 кПа.

V = m · R · T / p · M = 160 грамм · 8,314 Дж/(моль⋅К) · 303,15 К / (30 кПа · 32 г/моль) = 420,064 литров.

Рассчитайте объем для 8 г кислорода при нормальных условиях.

V = m · Vm / M = 8 грамм · 22,4 л/моль / 32 г/моль = 5,6 литров.

Рассчитайте объем для 8 г кислорода при 30 градусах Цельсия (303,15 К), давлении 30 кПа.

V = m · R · T / p · M = 8 грамм · 8,314 Дж/(моль⋅К) · 303,15 К / (30 кПа · 32 г/моль) = 21,003 литра.

Пример: Рассчитайте объем для 2 моль кислорода, для 3 моль кислорода, для 5 моль кислорода:

Рассчитайте объем для 2 моль кислорода при нормальных условиях.

V = ν · Vm = 2 моль · 22,4 г/моль = 44,8 литров.

Рассчитайте объем для 2 моль кислорода при 30 градусах Цельсия (303,15 К), давлении 30 кПа.

V = ν · R · T / p = 2 моль · 8,314 Дж/(моль⋅К) · 303,15 К / (30 кПа) = 168,025 литров.

Рассчитайте объем для 3 моль кислорода при нормальных условиях.

V = ν · Vm = 3 моль · 22,4 г/моль = 67,2 литров.

Рассчитайте объем для 3 моль кислорода при 30 градусах Цельсия (303,15 К), давлении 30 кПа.

V = ν · R · T / p = 3 моль · 8,314 Дж/(моль⋅К) · 303,15 К / (30 кПа) = 252,038 литра.

Рассчитайте объем для 5 моль кислорода при нормальных условиях.

V = ν · Vm = 5 моль · 22,4 г/моль = 112 литров.

Рассчитайте объем для 5 моль кислорода при 30 градусах Цельсия (303,15 К), давлении 30 кПа.

V = ν · R · T / p = 5 моль · 8,314 Дж/(моль⋅К) · 303,15 К / (30 кПа) = 420,064 литров.

Рассчитать объем газа: азота, водорода, воздуха, гелия, озона, кислорода, углекислого газа, хлора

Давление в баллоне с кислородом: хранение и транспортировка

Формула дарбиняна для расчета кислорода

Давление кислородного баллона важный показатель. В этой статье рассказывается, как рассчитать количество кислорода. Какое давление оставляют в баллоне после использования.

Кислород – газ не имеющий цвет, вкус и запах. Проявляется в светло — голубым цветом когда температура опускается до -183 гр. С. Замерзает при температуре -218,8 гр.С. Плотность 1,43 кг./м3. Активно поддерживает процесс горения, поэтому используется для резки металла.

Получают кислород из воздуха очищая от примесей воздушную смесь. После сжатия и охлаждения, воздух делится на азот и кислород. Азот закипает быстрее кислорода. Нагревая медленно газы, азот испаряется, кислород остается в емкости.

Транспортируется в металлических баллонах синего цвета с надписью «КИСЛОРОД», наносится краской черного цвета. Давление в баллоне с кислородом измеряется манометром и составляет 150 – 200 кгс/см2 или 14,7 – 19,6 МПа. Кислородное давление регулируется ГОСТом 5583-78.

В сварочных работах применяют технический кислород. Он делится на 2 сорта по ГОСТ 5583-78. 1 сорт содержит – 99,8% О2

2 сорт содержит – 99,5% О2.

Чтобы определить количество кислорода в баллоне применяют формулу = VbPk, — объем кислорода в баллоне, измеряется в литрах; Vb — водная часть баллона, измеряется в литрах; Рk — давление кислорода в баллоне, измеряется в кгс/см2.

Исходя из полученных результатов, в полном баллоне количество кислорода равно: 40*150=6000 л, что равно 6 м3, давление 760 мм.рт.ст.

Давление в кислородном баллоне меняется с изменением температуры. T -40C — 120 кгс/см2 T -20C — 130 кгс/см2 T -0C — 140 кгс/см2 T +20C — 150 кгс/см2 = стандартный показатель. T +40C — 160 кгс/см2

Благоприятная температура хранения кислорода +20 гр.С.

Как устроен баллон для кислорода

Кислородный баллон – металлическая емкость цилиндрической формы голубого цвета. Изготавливается бесшовным методом из стали толщиной 6-8 мм, предназначен для хранения кислорода в газообразном состоянии.

Составляющие кислородного баллона:

  1. Основание.
  2. Башмак удерживает баллон в вертикальном положении.
  3. Латунный вентиль. Вкручивается в баллон.
  4. Колпак безопасности. Устанавливается поверх вентиля. Защищает от попадания взрывоопасных веществ.
  5. Табличка из стали она же паспорт баллона, содержит информацию о баллоне: дата заправки и Т.О., завод — изготовитель и др.

Кислородные баллоны для производственных нужд выпускают в двух объемах – 40 и 50 литров. Давление в 40 л кислородном баллоне 150 кгс/см2, в 50 л баллоне 200 кгс/см2. Средний вес 40 л баллона – 67 кг, 50 л – 105 кг.

Масса заправленного баллона зависит от газового давления.

Как правильно хранить и транспортировать кислородные баллоны

На производствах, баллоны хранятся в помещениях из негорючих материалов. Помещение оборудовано водяным или паровым отоплением. Склады кислородных баллонов освещаются электрическим светом. Складские помещения с кислородными баллонами располагаются на удалении от производственных помещений.

Для перемещения баллонов используют баллонные тележки или носилки. Внутри помещения кантуют вручную.

Внимание!

Запрещается носить баллоны на руках или на плечах. Категорически запрещается соприкосновение кислорода с маслом или другими жировыми субстанциями – взрывоопасно.

Как транспортируют кислород на дальние расстояния

Кислородные баллоны перевозятся на рессорных машинах с оборудованным грузовым отсеком. Баллоны укладываются горизонтально в металлические ячейки. Для уплотнения ячеек используют войлок. Укладывая баллоны, следят за тем, чтобы вентили находились с одной стороны. В жаркую погоду баллоны с кислородом укрывают брезентом.

Выполняя сварочные работы, запрещается подносить открытый огонь менее чем на 5 метров. Замерший вентиль нельзя греть огнем. Замерзший вентиль отогревается горячей водой или паром. Выполняя сварочные работы, баллон устанавливается вертикально или под наклоном, чтобы вентиль находился выше дна емкости.

Колпак откручивается вручную или ключом. Отвинтив колпак, осматривается вентиль на предмет повреждений.

Запрещается:

  • откручивать вентиль резкими ударами;
  • пользоваться поврежденным баллоном;
  • открывать вентиль с жировыми пятнами;
  • использовать баллон с просроченным сроком испытания.

Перед началом использования вентиль продувают. Для продувки кратковременно открывают вентиль. После этого, присоединяют редуктор. Вентиль плавно откручивается. Резкое открытие чревато воспламенением газа.

Как рассчитать расходуемый кислород

Работая с кислородом, манометром контролируют, какое давление остается в кислородном баллоне. Баллоны не опустошают в ноль. В емкости остается кислород с давлением 0,5 кгс/см2. По газовым остаткам, заправочная станция определяет, каким газом был наполнен баллон. Зная эту информацию, не придется промывать баллон перед заправкой.

После опустошения баллона до 0,5-1 кгс/см2, подписывают мелом «ПУСТОЙ». Надевают заглушку и колпак, отправляют на завод для планового осмотра или заправки.

Внимание!

Пользуясь кислородными баллонами, соблюдайте технику безопасности.

Кислород – рождающий кислоты

Формула дарбиняна для расчета кислорода
Кислород химический элемент, атомный номер 8, атомная масса 15,9994. Обычно концентрация кислорода (в виде молекул O2) в атмосфере на уровне моря составляет по объему 21%. Кислород немного тяжелее воздуха, вес 1 м3 кислорода при 0° и 760 мм рт. ст. равен 1,43 кг. Плотность по отношению к воздуху 1,1.

При температуре -182,97°C и давлении 760 мм рт. ст. кислород превращается в голубоватую легко подвижную жидкость, энергично испаряющуюся при нормальной температуре. При этом занимаемый газом объем уменьшается примерно в 850 раз. При нагревании жидкий кислород снова превращается в газ. Вес 1 л жидкого кислорода при температуре -183°C равен 1,14 кг.

Жидкий кислород при атмосферном давлении затвердевает при температуре -218,4°C и образует кристаллы голубоватого цвета. Химическая формула – O. В обычных условиях молекула кислорода двухатомная – O2.

Кислород при нормальных условиях (температуре и давлении) представляет собой прозрачный газ без запаха, вкуса и цвета.

Не относится к горючим газам, но способен активно поддерживать горение.

По химической активности среди неметаллов кислород занимает второе место после фтора.

Все элементы, кроме благородных металлов (платина, золото, серебро, родий, палладий и др.) и инертных газов (гелий, аргон, ксенон, криптон и неон), вступают в реакцию с кислородом (окисление) и образовывают оксиды.

Процесс окисления элементов, как правило, носит экзотермический (с выделением теплоты) характер.

Также необходимо учитывать тот факт, что при повышении температуры, давления или использовании катализаторов – скорость реакции окисления резко возрастает.

История открытия кислорода

Открытие кислорода приписывают Джозефу Пристли (Joseph Priestley). У него была лаборатория, оборудованная приборами для собирания газов. Пристли испытывал физиологическое действие кислорода на себе и на мышах. Он устанавливал, что после вдыхания кислорода некоторое время ощущается приятная легкость.

Мыши в герметически закрытой банке с воздухом задыхаются быстрей, чем в банке с кислородом. Поскольку Пристли был приверженцем флогистонной теории он так и не узнал, что оказалось у него в руках. Он только описал кислород, даже не догадываясь, что он описал.

Открыл кислород и дал ему имя Антуан Лоран Лавуазье (Antoine Laurent de Lavoisier).

Лавуазье, поставил свой знаменитый опыт, продолжавшийся 12 дней.

Он нагревал ртуть в реторте. При кипении образовывалась ее красная окись. Когда реторту охладили, оказалось, что воздуха в ней убыло почти на 1/6 его объема, а остаток ртути весил меньше, чем перед нагревом. Но когда разложили окись ртути сильным прокаливанием, все вернулось: и недостача ртути, и «исчезнувший» кислород.

Впоследствии Лавуазье установил, что этот газ входит в состав азотной, серной, фосфорной кислот. Он ошибочно полагал, что кислород обязательно входит в состав кислот, и поэтому назвал его «оксигениум», что значит «рождающий кислоты». Теперь хорошо известны кислоты, лишенные кислорода (например: соляная, сероводородная, синильная и др.).

Получение кислорода

Кислород получают тремя способами:

  • разделение воздуха путем низкотемпературной ректификации (глубокого охлаждения);
  • разложение воды путем электролиза (пропускание электрического тока);
  • химический способ.

Из атмосферного воздуха кислород получают методом глубокого охлаждения, как побочный продукт при получении азота. Данный способ мы рассмотрели в статье «Способ получения азота»

Производство кислорода путем пропускания электрического тока через воду (электролиз воды) с попутным получением водорода мы рассматривали в статье «Способы получения водорода»

Химические способ получения малопроизводителен, а, следовательно, и неэкономичен, он не нашел широкого применения и используются в лабораторной практике.

Кислород газообразный технический и медицинский выпускают по ГОСТ 5583. Хранят и транспортируют его в стальных баллонах ГОСТ 949 под давлением 15 МПа. Кислородные баллоны окрашены в синий цвет с надписью черными буквами «КИСЛОРОД».

Жидкий кислород выпускается по ГОСТ 6331. Кислород находится в жидком состоянии только при получении, хранении и транспортировке. Для газовой сварки или газовой резки его необходимо снова превратить в газообразное состояние.

Коэффициент перевода объема и массы кислорода при Т=15°С и Р=0,1 МПа

Масса, кгОбъемГаз, м3Жидкость, л
1,33711,172
1,1410,8531
10,7480,876

Коэффициенты перевода объема и массы кислорода при Т=0°С и Р=0,1 МПа

Масса, кгОбъемГаз, м3Жидкость, л
1,42911,252
1,1410,7991
10,7000,876

Кислород в баллоне

Объем баллона, лМасса газа в баллоне, кгОбъем газа при Т=15°С, Р=0,1 МПа
408,426,3

Давление кислорода в баллоне при различной температуре окружающей среды

Температура окружающей средыДавление в баллоне, МПа
-4010,4
-3011,3
-2012,1
-1012,9
013,7
+1014,5
+2015,3

Молярная масса кислорода. Чему равна молярная масса кислорода?

Формула дарбиняна для расчета кислорода

Атомы элементов и молекулы веществ обладают ничтожно малой массой. Для изучения количественных отношений, характерных для химических реакций, используется несколько физических величин. Одна из них — молярная масса, которую можно рассчитать для атомов, ионов и молекул.

Один из важнейших элементов на Земле — кислород, с его участием протекают многие реакции и процессы. Для выполнения расчетов по формулам соединений, уравнениям реакций используется молярная масса кислорода, которая численно равна относительной массе его атома или молекулы.

Кислород

Общие сведения о кислороде (химическом элементе):

  • латинское название — Oxygenium;
  • химический символ — O;
  • находится в верхней части 16-й группы (ранее — группы VI A) периодической таблицы;
  • расположен во втором периоде сразу после азота, перед фтором;
  • относится к семейству халькогенов;
  • номер элемента в периодической таблице и заряд ядер его атомов — 8.

Кислород как один из компонентов атмосферы долгое время не могли выделить в чистом виде. Газ называли «животворящим», «эликсиром жизни». Честь открытия кислорода делят между собой ученые с мировым именем: К. Шееле, Дж. Пристли, А. Лавуазье. Термин «оксиген» предложил А. Лавуазье, исходя из важной роли вещества, его атомов в процессах образования оксидов и кислот.

Как находят молярную массу элемента или вещества?

При выполнении химических расчетов нужно знать массы участвующих в реакциях атомов и молекул веществ. Но они слишком малы, что затрудняет использование таких единиц измерения, как граммы и килограммы.

Выход был найден: предложены другие величины, облегчающие расчеты. Например, в химии используются относительные значения атомных и молекулярных масс. Относительная масса атома (Ar) как физическая величина была введена в 1961 году.

Ее значение равно 1/12 массы атома углерода (изотопа 12C).

Для выполнения расчетов по формулам и уравнениям с применением этой и других величин нужно помнить несколько правил:

  1. Масса атома указана в периодической системе рядом с химическим знаком. Молярная масса имеет такое же численное значение, но с единицами измерения г/моль.
  2. Массу одного моля вещества определяют по формуле соединения, для чего находят сумму молярных масс всех частиц в молекуле.
  3. Если в химической формуле есть индекс, указывающий на количество структурных единиц, то необходимо умножить молярную массу на этот коэффициент.

Атомная и молекулярная масса кислорода

Масса атома кислорода получена с учетом количества и распространения трех его природных изотопов: Ar (О) = 15,999 (в а. е. м.). В расчетах это значение обычно округляют, получается 16. Для каждого элемента его атомная масса — постоянная величина.

По известной массе атомов элемента с порядковым номером 8 может быть найдена молярная масса элемента кислорода. М(О) = 16. Еще одна безразмерная физическая величина — молекулярная масса кислорода — относится к простому веществу.

Вычисляют массу молекулы кислорода, умножив массу атома на стехиометрический коэффициент в формуле: Mr(O2) = Ar (О) . 2 = 16 . 2 = 32. На практике нет необходимости выяснять, какая молярная масса кислорода, ведь ее значение численно равно массе молекулы вещества, но с единицей измерения г/моль.

Для конкретного соединения его молекулярная масса является постоянной величиной, широко используется при расчетах количества и массы вещества.

Количество вещества

В химии для удобства расчетов используется одна из важнейших физических величин — количество вещества. Относится она не к массе, а к числу структурных единиц. За единицу измерения количества вещества в Международной системе (СИ) принят 1 моль.

Зная, что 1 моль включает столько же частиц, сколько их содержится в 12 г углеродного изотопа 12С, можно рассчитать число атомов, молекул, ионов, электронов, содержащихся в навеске любого вещества.

Еще одна постоянная величина получила название в честь великого итальянского ученого Авогадро (обозначается NА), Она характеризует число структурных частиц, которые содержит вещество, если его количество — 1 моль. Численное значение постоянной Авогадро — 6,02 . 1023 1/моль.

Именно такое количество атомов (молекул, ионов) обладает молярной массой. Обозначение этой физической величины — М, единица измерения — 1 г/моль, формула для расчета — М = m/n (m — масса (г), n — количество вещества (моль)).

Чему равна молярная масса кислорода

На практике нет необходимости пользоваться формулой М = m/n для вычисления молярной массы кислорода. При решении задач чаще требуется определить, чему равна масса, или найти количество вещества.

В первом случае используют для расчетов формулу m = n . M, во втором — n = m/M. Численное значение молярной массы элемента совпадает с массой атома, а для вещества — молекулы. Например, массу 16 г имеет 1 моль элемента кислорода.

М (О2) — молярная масса молекулы кислорода, которая равна 32 г/моль.

Молярная масса эквивалента кислорода

Эквивалентной называют величину, равную массе 1 моля атомов любого одновалентного элемента. В общем случае можно определить эквивалентную массу, поделив молярную массу атомов химического элемента на его валентность, найденную по формуле конкретного соединения. В большинстве своих соединений кислород, как химический элемент-халькоген, двухвалентен.

Молярная масса кислорода может быть найдена по таблице Менделеева, ее округленное значение — 16. Эквивалентная масса в 2 раза меньше — 8. В химии применяется закон эквивалентов, который гласит, что вещества вступают в реакцию между собой в количествах, равных их эквивалентам.

При выполнении расчетов можно использовать молярную массу эквивалента кислорода, чтобы определить массу эквивалента вещества, для которого она неизвестна.

Кислород — один из важнейших элементов в земной коре, на него приходится 46,6 % массы. Простое соединение с тем же названием — второе по распространенности в атмосфере Земли. молекулярного кислорода в воздухе — 20,947 % по объему.

При участии атомов элемента и молекул вещества протекают многие реакции и процессы в технике, промышленности, живой и неживой природе.

Важно учесть количественные отношения в этих процессах, что значительно облегчает использование физических величин, в том числе молярной массы кислорода.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.