Оттегі және оның қосылыстары

Металлургия өндірісінде өртеу  пештерінде күрделі заттардың тотығу реакциялары жүреді:

2ZnS+3O₂ = 2ZnO + 2SO₂

Cu₂S + 2O₂ = 2CuO + SO₂

Сонымен, оттегі жай және күрделі заттармен әрекеттескенде жану реакциялары жүріп, нәтижесінде әр түрлі оксидтер түзіледі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Оттегінің табиғаттағы  айналымы және қолданылуы

 

Табиғатта оттегі негізінен фотосинтез нәтижесінде түзіледі, ол жапырақтарда және теңіз балдырларында жүретін үдеріс.

6СO₂ + 6Н₂O → С₆Н₁₂O₆ + 6O₂↑

Осы оттегімен адамдар мен жануарлар тыныс алады, одан басқа жер қыртысындағы минералдар түзіледі. Табиғатта оттегінің қатысуымен тоттану, шіру, aшy сияқты бүліну үдерістері де жүріп жатады. Оттегінін, атмосферадағы қоры 1,5•10¹⁵ т, оның 1•10¹⁰ тоннасы жану үшін жұмсалады. Тыныс алу жеке ағзаның өмірі үшін, ал шіру - эволюция (даму) үшін маңызды үдерістер.

Оттегінің қолданылуы оның қасиеттеріне негізделген, ол мына 1, 2-сызбанұсқаларда көрсетілген.

 

Сызбанұсқа 1

 

 

Сызбанұсқа 2

Негізгі қолданылуы

Газ дәнекерлеуі, металл кесу және дәнекерлеу. Дәнекерлеу, металл кесу және дәнекерлеу секілді газ жалын жұмыстары — оттегі қолданудың ең маңызды және талап етілетін қолдануларының бірі.

Металлургиялық өнеркәсіп. Өндіріс тиімділігін барынша жоғарылатуға мүмкіндік беретін қара және түсті металлдар өндірісіндегі жану температурасының ұлғаюы. Көмірқышқыл газы жасалуы бар оттегімен көміртегіні байланыстыру.

Химиялық және мұнай химиялық өнеркәсібі. Азот қышқылын, этиленоксиді, пропиленоксиді, винилхлориді және өзге химиялық жалғасуларды алу мақсатында соңғы реагенттерді тотықтандыру.

Мұнай газ өнеркәсібі.Құдықтардан алынатын мүнай газ, ағымдарын жақсарту және жабысқақтығын ұлғайту. Мұнай крекингі бойынша зауыт өнімділігін ұлғайту, жоғары құрамдас бөліктерді тиімді қайта өңдеу, МӨЗдегі күкірт қалдықтарын азайту.

Балықтар, асшаяндары, шаяндар, мидияларды өсіру.Ерітілген оттегімен суды байыту жас балықтардың шығуына және тіршілік ету ұмтылушылықтарын ұлғаюына, сонымен бірге инкубация мерзімін барынша қысқартады.

Шыны  өнеркәсібі.Өндіріс өнімділігін арттыратын жану үрдісін жақсарту және пештердегі температураны жоғарылату.

Қалдықтарды кәдеге жарату.Пеш үлкен үнемділігі мен өнімділігін қамтамасыз ететін қоқыс жандыратын пештердегі жалын температурасын ұлғайту

 

4 Оттегінің ағза үшін маңызы

Оттегі ағза жасушаларына “ауа”  сияқты қажет. Қан оттегіні “өкпеден”  түрлі мүшелерге  және ұлпаларға  таратады. Сіз дем алғанда, оттегі “өкпедегі” ауалық қаптардың жіңішке  қабырғалары (альвеолдардың) арқылы өтеді  және арнайы қанның жасушаларымен алынады (эритроциттер). Оттегімен толған қан  кіші қанайналым шеңбер бойынша жүрекке  айдалып, жүрек өз кезегінде үлкен  қанайналым шеңбер арқылы ағзаның басқа  мүшелеріне беріледі.

Түрлі  ұлпаларға түсіп, қан өзінің құрамындағы оттегіні беріп, оның орнына көмірқышқыл газын алады. Көмірқышқылмен газымен жабдықталған қан жүрекке  айналып келеді, жүрек қайтадан оны  өкпеге жібереді. Қан осы жағдайда көмірқышқыл газынан босатылып, оттегімен жаңадан жабдықтары да, газ айналдыру айналымын тоқтатылады. Оттегілік барларда адамдар концентрациясы жоғары оттегімен жабдықталған ауамен тыныс алады. Бұл орындар қазіргі  кезде бүкіл әлемде таралған. Адамдар  осындай барларға немесе салондарға жұмыстан бара жатқанда немесе дүкендерді аралау кезінде кіріп тұрады[2].

Оттегінің ағза ішіндегі орналасуы

 

 

 

Оттегінің жетіспеуі

 

5 Оттегінің аллотропиялық түр өзгерістері. Озон

Оттегі табиғатта екі  түрлі жай зат күйінде кездеседі, оның бірі O₂, екіншісі O₃, ол озон деп аталады. Енді озонмен жете таныссақ, озон найзағай ойнағанда ауада пайда болады. Сонда электр заря- дының әсерінен мына реакция жүреді:

3O₂ → 2O₃

Бір элементтің бірнеше жай  зат күйінде болу құбылысы аллотропия деп аталады.Озонның формуласы  О₃, салыстырмалы молекулалық массасы 48, оттегінен 1,5 есе ауыр (48 : 32 = 1,5), суда аз еритін, -112°С-да қайнайтын, -193°С-да балқитын газ күйінде қою-көк түсті, ал қатты күйінде көктен қара-күлгін түске дейін боялады.

5.1 Озонның химиялық қасиеттері

Озон оттегіне қарағанда химиялық белсенді зат. Ол тіпті алтын, күміс, платина сияқты асыл металдарды да тотықтыра алады (кесте 1)[3].

6Ag + O₃ = 3Ag₂O

Нөсер жаңбырдан кейін орманға  барсақ, онда ауа тазарып дем алу  жеңілдейді, себебі ауада пайда болған озон айырылып, ауаны тазартады. Озонның атмосферадағы мөлшері өте аз - 0,004%.

О₃ → O₂ + "О"

Озоннан молекулалық және атом күйіндегі  оттек бөлінеді, соңғысы күштірек тотықтырғыш, ауадағы бактерияларды  жояды. Озон осы қасиетіне қарай  ауыз суды, құдыктарды, өндірістік сарқын суларды тазарту үшін (залалсыздандыру) және ағартқыш зат ретінде қолданылады. Атмосфераның жоғары қабатында, жерден 25 км биіктікте (стратосферада) күн  сәулесінің әсерінен жерді қорғап тұратын  өте жұқа озон қабаты әр түрлі кері әсерлердің салдарынан «тесіліп», сол  жерлерден күннің ультракүлгін сәулелері  жер бетіне жетіп, ондағы әр түрлі  табиғи апаттарға әкеліп соғады. Олар: жер бетінің температурасының біртіндеп  артуы, мәңгілік мұздақтар мен мұхиттардағы мұзтауларының еруі, терінің қауіпті  ісігі көбейеді. Озонды зертханада озонатор деп аталатын құралда алуға  болады.^[1]

Оттегі мен  озонның салыстырмалы сипаттамалары
Оттегі (O2)	Озон (O3)
Ауадан сәл ауыр, ( ) түссіз, иіссіз, суда нашар еритін газ (20°С-да судың 100 көлемінде оттегінің 3 көлемі, ал 0°С-да 5 көлемі ериді. Тыныс алу, жану, тотығу, шіру үдерістеріне қатысады.	Ашық көк түсті өзіне  тән иісі бар, суда жақсы еритін, ауадан 1,655 есе, оттегіден 1,5 есе ауыр газ. Озон оттегіне қарағанда химиялық белсенділігі жоғары зат, бактерицидтік, ағартқыштық қасиеттері бар. Ол озонның  ыдырауы нәтижесінде атом күйіндегі  оттек бөлінуімен түсіндіріледі: O3 ↔ O2 + "O". Концентрациясы 10-5%-дан артқанда улы болады.

6 Оттегі қосылыстары

Оттегі кейбір газдардан басқа (гелий, неон, аргон) барлық элементтермен қосылыс түзеді. Металлдардың көбімен оттегі бөлме температурасының өзінде реакцияға түседі:

Бейметаллдармен оттегі ереже  бойынша қызу кезінде реакцияға  түседі. 60 °С температурада оттегі фосформен белсенді әрекеттеседі:

Күкіртпен 250 °С жуық температура кезінде:

Көміртекпен (графит түрінде) 700—800 °С кезінде:

Оттектің азотпен қосылысы 1200 °С кезінде басталады немесе электрлік разрядта:

Күкіртсутек оттекпен әрекеттесе отырып, күкірт түзеді:

немесе күкірт оксидін(IV):

Келтірілген реакцияларда оттегі тотықтырғыш болып табылады[5].

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

Оттегі адам және жануарлар үшін өте қажетті, маңызды химиялық элемент. Қоршаған ортаның ластануының көбеюін  ескерте отырып, оттегінің жетіспеушілігін  сезінеміз. Оттегі әржақты: су, жер, ауа, тіпті біз өзіміз, біздің тамағымыз, ішімдіктер, киіміміз, т.б. оттегінен  құралған. Біз оттегімен дем аламыз, ал дем алу – бұл өмірдің  сининонимі ғой. Әр адам жуықтап алғанда  оттегінің 21%-н және 0,03% көмірқышқыл  газынан құрылған ауаны дем алады. Ал шығарылған ауада шамамен 16% оттегі және 3,7-4% көмірқышқыл газы болады. Оттегі және көмірқышқыл газы арасындағы оптималдық баланстың өзгеруі адамның денсаулығына әсер етеді.

Атомдық құрылымы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қосымшалар

Оттегі қондырғылары және бекеттері

Адсорбциялық  оттегі қондырғылары.

Грасис Компаниясы өз клиенттеріне АКС озық сериялық адсорбциялық оттегі қондырғылары, сонымен бірге тапсырыс берушінің жеке техникалық тапсырмаларымен жобаланатын адсорбциялық қондырғыларды ұсынады. Қондырғылар өнімділігі оттегі тазалығы 99%-ға дейін болғанда 3000 нм³/сағ. құрайды.

Егер тапсырыс беруші оттегіні өндіруге және онымен баллондарды толтыруға қызығушылық танытқан болса, Грасис компаниясы баллондарды толтыруға арналған адсорбциялық оттегі қондырғыларын ұсына алады.

Мембраналық оттегі қондырғылары.

Грасис компаниясы ауадан оттегіні алуға арналған жоғары тиімді жүйелерді мембраналық технология базасында жүзеге асырады. Мембраналық оттегі қондырғылары 45%-ға дейінгі тазалықтағы оттегіні алуға мүмкіндік береді, мұндай жүйелердің қолданылуы экономикалық көзқарас тұрғысынан өте тиімді болып саналады. Тапсырыс беруші талап етілген шоғырлықтағы (30-дан 45%-ға дейін) оттегімен байытылған ауаны алады және өзіне қажет емес жоғары тазалық үшін артық төлем жасамайды.

Криогенді оттегі қондырғылары.

ГРАСИСпен ұсынылатын криогенді оттегі қондырғылары 99,9% дейінгі тазалығы бар атмосфералық ауадан газ түріндегі және сұйық оттегіні өндіру үшін арналған.

Жоғары жиіліктегі оттегіге(99–99,9%) кәсіпорын қажеттілігі туған жағдайда криогенді технология осындай оттегі алуға мүмкіндік беретін газ бөлудің жалғыз технологиясы болып табылады. Мембраналық және адсорбциялық технологиялары негізінде қондырғылармен өңделетін оттегінің рұқсат етілетін тазалығы сәйкесінше 50 және 95% шектелген.

Баллондарды толтыруға арналған адсорбциялық оттегі қондырғылары.

Грасис өз клиенттеріне баллондарды толтыруға арналған АКСБ, сонымен бірге тапсырыс берушінің техникалық тапсырмасы бойынша жоабаланатын сериялық адсорбциялық оттегі қондырғыларын ұсынады. Қондырғы өнімділігі 99% дейінгі алынатын оттегі тазалығында тәулігіне 20дан 1000ға дейінгі сандағы баллондарды құрайды.

Егер тапсырыс беруші тұрған орнында оттегіні өндіруді жылдам жүргізуге және оны баллондарды толтыруға қызығушылық білдірсе, Грасис компаниясы баллондарды толтыруға арналған оңтайлы оттегі бекеттерін ұсына алады.

Бүгінгі таңда жұмыс негізіне КЦА әдісі бар ауа бөлу қондырғыларының басым көпшілігі тазалығы 99%ға дейінгі газ түріндегі оттегіні өндіру үшін арналған.Оттегі қондырғылар жұмыстарының қағидасы оттегі молекулаларын босата отырып атмосфералық ауадағы араласқан газдар мен азот молекулаларын селективті жұту адсорбциялық материалдар қасиеттеріне базаланады. Оттегі генераторларында қолданылатын барлық адсорбенттер Ресей территориясындағы барлық сертификаттаудан және куәландырудан өтеді, бұл жұмысының сенімділігіне және алынатын өнім жоғары сапасына кепілдік береді.

Баллондарды толтыруға арналған оңтайлы оттегі бекеттері.

ГРАСИС компаниясы өз клиенттеріне сериялық шығарылатын стационарлық оттегі қондырғыларын, тәулігіне өнімділігі 100 баллонға дейінгі баллондарды толтыру бойынша оңтайлы оттегі бекеттерін ұсынады. ГРАСИС сонымен бірге тапсырыс беруші техникалық тапсырмасы бойынша жеке оттегі бекеттерін шығарады.

Шығарылатын оңтайлы оттегі бекеттері 99% тазалықтағы оттегіні ауадан алу және оларды оттегі баллондарына құю бойынша ауа бөлу жинақ контейнерлерінде салынған ретінде ұсынылады. Бекеттер 2500×2500×6000 мм өлшемді стандартты блок-контейнерлерде орналастырылады, осының арқасында шассиге оңай орнатылып, жұмыстың қажетті теліміне жеткізілуі мүмкін.

АKС  медициналық оттекті концентраторлары.

«Грасис» компаниясы медициналық  оттегімен қамсыздандыру бойынша  дайын жүйелерді ұсынады. АKС оттекті концентраторы кез келген тұтыну көлемімен емдеу мекемелерінде пайдалану үшін арнайы өңделген.

Өнімділігі алуан түрлі АKС  оттекті концентраторлары оттегінің  үздіксіз берілуі мен оттегіні жиі  жиі сатып алу тәуелсіздігін  қамтамасыз ете отырып, атмосфералық ауадан оттегіні алуға мүмкіндік береді. Алынатын оттегінің тазалығы — 95% дейін, тазартқанға дейінгі жүйемен 99% дейін (опция).

Тапсырыс берушінің талабы бойынша және емдеу мекемесінің талаптарын ескере отырып АKС медициналық оттекті концентраторын контейнерде жасауға болады[4].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қолданылған әдебиеттер тізімі

 

1. Химия: Жалпы білім беретін мектептің сыныбына арналған оқулық. Усманова М.Б., Сақариянова Қ.Н. –Алматы: Атамұра, 2009. - 216 бет. ISBN9965-34-887
2. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.

Изд.7. - М.: Госхимиздат, 1970.

3. www.google.ru
4. http://grasys.kz/gases/industrial/oxygen/
5. http://pak.bugin.kz/densaulyk/item/103-o-oxygenium.html