6. Применение кислорода

Широкое промышленное применение кислорода началось в середине XX века, после изобретения турбодетандеров — устройств для сжижения и разделения жидкого воздуха.

• В металлургии

Конвертерный способ производства стали или переработки штейнов связан с применением кислорода. Во многих металлургических агрегатах для более эффективного сжигания топлива вместо воздуха в горелках используют кислородно-воздушную смесь.

• Сварка и резка металлов

Кислород в баллонах голубого цвета (Рисунок 7) широко используется для газопламенной резки и сварки металлов.

Рис. 7 Кислород в баллонах

• Компонент ракетного топлива

В качестве окислителя для ракетного топлива применяется жидкий кислород, пероксид водорода, азотная кислота и другие богатые кислородом соединения. Смесь жидкого кислорода и жидкого озона — один из самых мощных окислителей ракетного топлива. [14]

• В медицине

Медицинский кислород хранится в металлических газовых баллонах высокого давления голубого цвета под давлением до 15 Мпа и используется для обогащения дыхательных газовых смесей в наркозной аппаратуре. При сердечно-сосудистых заболеваниях, для улучшения обменных процессов, в желудок вводят кислородную пену. Подкожное введение кислорода используют при трофических язвах, слоновости, гангрене и других серьёзных заболеваниях. Для обеззараживания и дезодорации воздуха и очистки питьевой воды применяют искусственное обогащение озоном. Для индивидуального применения медицинским кислородом из баллонов заполняют специальные прорезиненные ёмкости — кислородные подушки. Радиоактивный изотоп кислорода 15O применяется для исследований скорости кровотока, лёгочной вентиляции. [15]

• В пищевой промышленности

В пищевой промышленности кислород зарегистрирован в качестве пищевой добавки E948, как пропеллент и упаковочный газ. (Рисунок 8) [16]

Рис. 8 Кислород для пищевой промышленности

• В химической промышленности

В химической промышленности кислород используют как реактив-окислитель в многочисленных синтезах, например, — окисления углеводородов в кислородсодержащие соединения (спирты, альдегиды, кислоты), диоксид серы в триоксид серы, аммиака в оксиды азота в производстве азотной кислоты. Вследствие высоких температур, развивающихся при окислении, последние часто проводят в режиме горения. Также кислород входит в состав основных взрывчатых веществ.

• В сельском хозяйстве

В тепличном хозяйстве, для изготовления кислородных коктейлей, для прибавки в весе у животных, для обогащения кислородом водной среды в рыбоводстве.

7. Биологическая роль

Большинство живых существ (аэробы) дышат кислородом. Кислород участвует во всех видах обмена веществ в организме. Он входит в состав белков, витаминов, гормонов, жиров, углеводов, ферментов и других биологически важных веществ. В виде различных соединений он входит в состав всех органов, тканей, биологических жидкостей. Кислород участвует в процессах разложения погибших животных и растений, при которых сложные органические вещества превращаются в более простые.

Благодаря наличию кислорода, организмы всех животных способны «сжигать» белки, жиры и углеводы с извлечением энергии. В покое организм взрослого человека потребляет 1,8-2,4 г кислорода в минуту.

Кислород, как слабый лиганд, способен присоединяться к различным комплексам. Например, присоединяясь к железу, формируя с ним обратимую связь, кислород создает всем известный железосодержащий белок – гемоглобин, который обеспечивает перенос кислорода по всему в ткани. [17]

Так же, согласно свободнорадикальной теории старения, старение является результатом вдыхания кислорода на протяжении всей жизни. [см. Приложение 3]

Обеззараживающие свойства озона используют для дезинфекции воздуха для дыхания и воды, которую потом употребляют в пищу. (Рисунок 9)

Рис. 9 Установка для озонирования воды