Nestemäinen happi

Nimeää happi neste happi jäähdytetään sen kastepisteen alapuolelle, tai 90,188  K ( -182,96  ° C ) alla ilmakehän paineessa ( 101325  Pa ). Sen tiheys on silloin 1 141  kg · m -3 ja se jäätyy 50,5  K: ssa ( -222,65  ° C ). Se on saatu jakotislaamalla maasta ilmaan .

Lyhenne LOX viittaa siihen usein , erityisesti sen astronauttisiin sovelluksiin .

Historia

Vuonna 1845 , Michael Faraday pystyi nesteyttää tunnetuin jälkeen kaasut, kuten typpioksiduulia , syanogeenikloridin , klooria ja ammoniakkia . Kuusi heistä kuitenkin vastustaa, ne nimettiin tuolloin "  pysyviksi kaasuiksi  ": dioksihappi , vety , typpi , hiilimonoksidi , metaani , typpimonoksidi .

Sisään Joulukuu 1877, Louis Paul Cailletet Ranskassa ja Raoul Pictet Sveitsissä onnistuvat tuottamaan ensimmäiset pisarat nestemäistä happea kahdella eri prosessilla ja toisistaan ​​riippumatta.

Ensimmäisen mitattavan määrän nestemäistä happea tuottavat puolalaiset Karol Olszewski ja Zygmunt Wróblewski ( Krakovan Jagellonian yliopisto ),5. huhtikuuta 1883.

Hapettavat ominaisuudet

Se on kryogeeninen neste , jonka laajenemiskerroin on 860: 1 20  ° C: ssa , joten sitä käytetään joissakin sotilas- ja kaupallisissa lentokoneissa hengityshapen lähteenä. Se tekee materiaaleista erittäin hauraita kosketuksessa erittäin alhaisen lämpötilansa vuoksi. Se on erittäin voimakas hapetin , jonka kanssa orgaaninen aine palaa nopeasti energialla tai voi räjähtää arvaamattomasti, kun ne yksinkertaisesti kyllästetään nestemäisellä hapella: Tämä pätee erityisesti petrokemiallisiin yhdisteisiin , mukaan lukien asfaltti .

Tämä voi olla ongelma käsiteltäessä nestemäistä typpeä ulkoilmassa , koska on ilmakehän paineessa , tämä lämpötila on alle kastepisteen ja happea ilmassa, joka voi näin ollen tiivistyä pinnalle ilman. Nro 2neste muodostaen O 2: lla rikastetun seoksenneste, jolla on odottamattomia hapettavia ominaisuuksia sille, jonka alun perin uskotaan olevan nestemäinen typpi  ; lopuksi voimme saada nestemäistä happea vasta, kun kaikki typpi on haihtunut.

Käytä ponneaineena astronautiassa

Nestemäistä happea on käytetty jo 1940-luvulla saksalaiset nimellä A-Stoff kanssa etanolia C 2 H 5 OH(kutsutaan B-Stoff tähän tarkoitukseen), kuten polttoaineen muodostamiseksi nestemäiseen ponneaineeseen tarkoitettu V-2 rakettia .

Sen käyttö kehitettiin kylmän sodan aikana mannertenvälisten ballististen ohjusten , kuten Yhdysvaltain PGM-11 Redstone (saksalaisen V-2: n suoraan jälkeläinen, käyttäen samaa LOX / etanoli- ponneainetta ) ja Neuvostoliiton R-7 Semiorkan ( eli SS- 6 Sapwood , josta nykyinen Soyuz-FG- kantoraketti on peräisin ) vuodelta 1959, ensimmäinen todellinen mannertenvälinen ballistinen ohjus, joka käytti polttoaineena amerikkalaisen RP-1: n kaltaista erikoisjalostettua kerosiinia .

Nykyään nestemäistä happea käytetään hapettimena RP-1: n ja nestemäisen vedyn kanssa useissa kantoraketeissa , kuten Delta- , Atlas- , Soyuz- ja Ariane 5 -raketeissa .

Käytä lääkkeenä

Sairaaloissa hypoksiapotilaita hoidetaan happiterapialla , toisin sanoen hengittämällä kaasuseoksella rikastettua ilman seosta tai jopa hengittämällä puhdasta kaasumaista happea. Tarvittavaa happea, jota tässä tilanteessa pidetään lääkeaineena , varastoidaan usein nestemäisenä happena kaksiseinäisiin säiliöihin .

Tetra-happi

Olemassaolo tetraoxygen O 4 -molekyylit, joka koostuu neljästä happiatomista , oli vuonna 1924 ehdottanut Gilbert Lewis selittääkseen, että nestemäinen happi ei noudata Curien lakia, kun taas happimolekyylit O 2pitäisi antaa paramagneettinen neste , mutta näyttää siltä, ​​että todellisuudessa O 2 -molekyylittaipumus liittyä pareittain antiparalleelisiin pyöriin , muodostaen epävakaita tyypin (O 2 ) 2 rakenteita. Tutkimukset suoritettiin vuonna 2001 massaspektrometrialla on Rooman yliopisto "La Sapienza" osoitti, että rakenne tetraoxygen O 4vastaisi muodostaman kompleksin molekyylin dihappi on perustilassa , jossa on O- 2 -molekyylinon erityisen innostunut valtion .

Huomautuksia ja viitteitä

  1. M. Brillouin, Kaasujen nesteytys , til.  7, kokoonpano  ”J. Phys. Teoreetti. Appl. ",1878( DOI  10.1051 / jphystap: 01878007004501 , lue verkossa ) , luku .  1, s.  45-54.
  2. Marguerite Zimmer , anestesian historia , EDP ​​Sciences ,2012, 766  Sivumäärä ( ISBN  978-2-7598-0305-7 , luettu verkossa ) , s.  583-588.
  3. https://www.ansm.sante.fr/Dossiers/Gaz-a-usage-Medical/Gaz-a-usage-Medical/(offset)/0
  4. https://www.lesechos.fr/industrie-services/pharmacie-sante/lindustrie-releve-la-bataille-pour-loxygene-et-les-respirateurs-artificiels-1190633
  5. https://la1ere.francetvinfo.fr/reunion/le-champlain-au-service-des-hopital-de-mayotte-819218.html
  6. (in) Gilbert N. Lewis , "  magneettisuuden happiatomin ja O 2 ” , Journal of the American Chemical Society , voi.  46, n o  9,Syyskuu 1924, s.  2027–2032 ( DOI  10.1021 / ja01674a008 ).
  7. (sisään) Tatsuki Oda ja Alfredo Pasquarello, "  Noncollinear magnetism in liquid happe: A first-periaatteellinen molekyylidynamiikan tutkimus  " , Physical Review B , Voi.  70, n °  13,lokakuu 2004, s.  134402 ( DOI  10.1103 / PhysRevB.70.134402 , lue verkossa ).
  8. (in) Fulvio Cacace , Giulia ja Anna Petris Troiani, "  Tetra-hapen kokeellinen havaitseminen  " , Angewandte Chemie International Edition , Voi.  40, n °  21,Lokakuu 2001, s.  4062-4065 ( DOI  10,1002 / 1521-3773 (20011105) 40:21 <4062 :: AID-ANIE4062> 3.0.CO, 2-X ).

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ulkoiset linkit