3. Получение
В лабораторных условиях кислород можно получить:
1) разложением перманганата калия при нагревании:
2 КМnO4 = К2МnО4 + МnО2 + O2;
2) разложением бертолетовой соли в присутствии диоксида марганца, как катализатора:
2 КСlO3 = 2 КСl + 3 O2;
3) разложение нитратов щелочных или щелочноземельных металлов:
2 КNО3 = 2 КNО3 + О2;
4) разложением оксида ртути:
2 НgО = 2 Нg + O2;
5) электролизом воды, к которой для увеличения электропроводности добавляют щелочи или сульфаты щелочных металлов. Этот метод применяется также для промышленного получения кислорода.
В промышленности кислород получают также разделением (ректификацией) жидкого воздуха. Воздух сильно сжимают (до 100-200 атм), а затем резко понижают давление. Этот процесс называется дросселированием. Он сопровождается значительным понижением температуры газа.
Описанный принцип используется при сжижении газов в холодильном цикле.
Сжатый в компрессоре 1 воздух охлаждается в водяном холодильнике 2 и противоточном теплообменнике 3, проходит дроссель 4, где от резкого понижения давления сильно охлаждается, и через теплообменник 3 выходит из системы, охлаждая новые порции сжатого воздуха, которые направляются к дросселю.
Чем ниже температура сжатого газа перед дросселем, тем ниже она после дросселирования. Когда температура воздуха достигнет -192 град. С, он сжижается и собирается в сборнике 5. Полученный жидкий воздух, как и газообразный, состоит в основном из азота (около 80 %) и кислорода (около 20 %). Примеси составляют около 1 %. Жидкий воздух подвергают разгонке на ректификационной колонне.
Поскольку азот кипит при -195,8 град. С, а кислород — при -183 град. С, из жидкого воздуха вначале отгоняется азот, а затем кислород. Полученный таким образом кислород содержит некоторое количество азота, а отогнанный азот может иметь примеси кислорода. Для получения более чистых азота и кислорода их подвергают дополнительной очистке или используют другие методы получения.
