Хімічні та фізичні властивості кисню: малярська маса

Кисень є дуже поширеним елементом. Як газ він застосовується в багатьох областях. Це безбарвна речовина, що не має запаху. Сам по собі він не горючий, але при взаємодії з захисними газами, що використовуються для зварювання, він істотно збільшує температуру їх горіння. Завдяки цьому з’являється можливість проварювати метал великий величини. Через свою поширеності, легкого способу отримання та невеликій вартості, газ активно використовується в різних областях. Він утворює величезну кількість з’єднань з іншими елементами, так як має високу активність.

Застосування кисню є відносно безпечним, так як він не схильний до ймовірності вибуху. Але з багатьма речовинами він здатний утворювати оксиди, що в свою чергу шкодить їм. При використанні в зварюванні такі властивості обходяться шляхом виконання правил техніки безпеки і використання, спеціальних речей, які дозволені при роботі з киснем. Наприклад, інертні гази не вступають з ним в реакцію, тому, можуть використовуватися в якості захисних. Також він не впливає на благородні метали. Зберігається і перевозиться речовина найчастіше в рідкому вигляді. Переходить в стан газу тільки при знаходженні на робочому місці.


Кисень в балонах

Область застосування при зварюванні

Області застосування кисню дуже широка, так як практично при кожному використанні газу, дана речовина додається в пальник. Воно не виконує захисну функцію, як ацетилен або водень, хімічні властивості кисню, створюють такі умови, що основною функцією його є температурний вплив. Тому, для того щоб розрізати метал, а не зварити його, зварнику досить зробити більш потужний струмінь кисню, що допоможе випалити метал потрібної товщини рівно і акуратно.

У газовому зварюванні речовина використовується в будівельній сфері, де часто доводиться створювати потужні металоконструкції, розраховані на використання в якості несучих, а також просто для з’єднання об’єктів. На багатьох з них лежить висока відповідальність, так що тут застосовуються тільки найнадійніші методи монтажу. Крім цього, кисень застосовується в різних майстернях з ремонту металевих виробів, автомобілів та інших механізмів. На виробництві в зварювальних цехах він також є незамінним речовиною. Його використовують практично з кожним захисним газом.

переваги

Хімічні властивості кисню забезпечують для цього елемента ряд переваг:

  • Вартість кисню є відносно невеликою, що робить його застосування набагато більш вигідним;
  • Використання газу досить безпечне, так як це не гаряча субстанція, яка не має високу небезпеку вибуху;
  • Транспортування і зберігання в рідкому стані дуже вигідно і компактно, так як після переходу в газовий стан речовина сильно збільшується в об’ємі.

недоліки

Проте, тут є ряд недоліків, які викликає небезпеки для життя, супутніх матеріалів та інших речей. До основних негативних властивостей відносяться:

  • Ступінь окислювання кисню дуже висока і більшість речей, з якими він вступає в реакцію, окислюються;
  • Забороняється контакт з маслом, яке може бути на балоні, рукавичках, робочому одязі, інструментах і так далі;
  • При підвищенні концентрації речовини в повітрі утворюється вибухонебезпечна ситуація, а це складно обчислити, тому що запах газ не видає.

Формула кисню

Формула кисню виглядає так – О2. Незважаючи на те, що це чистий газ, що складається з одного елемента без домішок, у формулі позначено два атома, так як він завжди з’єднується, як мінімум, з одним атомом речовини.

склад

Склад чистого кисню відповідає його формулою. Це О2 без будь-яких домішок. В даному випадку матеріал найкраще проявляє свої властивості. Він найбільш ефективний і забезпечує отримання максимального коефіцієнта корисної дії. Зниження чистоти на кілька сотих відсотків призводить не тільки до зниження ефективності, а й до збільшення витрати. Проблема полягає в тому, що чистий матеріал можна отримати тільки в лабораторіях, тоді як в зварюванні застосовують технічний кисень. Тут вже є певні домішки, які в свою чергу строго регламентовані ГОСТами. Виходячи з чистоти, виділяють кілька сортів, параметри яких представлені в даній таблиці:

параметри

Сорти технічного кисню
перший другий
Вміст кисню,%

99,7

99,5

Зміст водяної пари,%,

0,007

0,009

Частка водню в складі,%

0,3

0,5

Вміст вуглекислого газу,%

Немає нормованих даних

запах

Відсутнє

Розрахунок щільності кисню

Щільність кисню є скалярною величиною. Вона є співвідношенням маси газу щодо займаного ним обсягу. Природно, що при різноманітному тиску і інших умовах даний показник буде відрізнятися, тому, дана величина визначається при нормальних умовах. На відміну від щільних речовин, при обчисленні газу застосовуються дещо інші формули. В даному випадку щільність = M / Vm.

М – це молярна маса кисню.

Vm – це молярний об’єм, який в нормальних умовах буде дорівнювати, приблизно, 22,4 г / моль.

Валентність і молекулярна маса

Валентність кисню, також як і даний параметр в інших елементах, є показником кількості атомів, які може приєднати собі цей елемент. У цього газу валентність дорівнює двом, що означає – один атом може приєднати до себе ще два атома інших елементів, валентність яких буде дорівнювати 1, або ж один з аналогічною валентністю. Але якщо брати в розрахунок формулу речовини, яка виглядає як О2, то тут вже один атом з’єднався з іншим з такою ж валентністю і вони утворюють, так зване, «повне речовина».

Молекулярна маса виражається в атомних одиницях. Чисельно вона відповідає молярніймасі, але по розмірності вони мають істотні відмінності. Даний параметр у газу дорівнює 32 атомних одиниці.

Питома теплоємність

Питома теплоємність кисню безпосередньо залежить від температури. У великому температурному проміжку дані можуть бути по недіссоціірованних станом. Це обумовлено тим, що до 1227 градусів Цельсія дисоціація газу не є якимось суттєвим фактором. При температурі 27 градусів Цельсія, даний параметр дорівнює 0,918 кДж / (кг * градуси Цельсія).

Інструкція з використання при зварюванні

Фізичні та хімічні властивості кисню обумовлюють особливості його застосування, які потрібно враховувати при зварюванні, щоб не виникло нещасного випадку, а також все пройшло згідно з передбаченою технології. Застосування кисню здійснюється не відразу, оскільки тут потрібно провести ряд попередніх підготовчих робіт. Це стосується не тільки зачистки і обробки металу. Тут потрібно прибрати всі масляні частинки і інші органічні сполуки з поверхні заготовки, балона і робочого одягу, щоб не виникло ризику загоряння. Далі слід переконатися, що балон знаходиться від джерела полум’я і легко займистих предметів на відстані від 5 метрів і далі.

Температура горіння кисню разом із захисними газами є високою, так що при необхідності в попередньому підігріві, потрібно спочатку пустити в пальник один газ, а потім вже підключати кисень, коли починається сварка. Чим більше даного елемента по відношенню до захисного газу, тим вище температура загального полум’я. Це ж треба дотримуватися і при поступовому охолодженні, тоді отриманий шов підігрівається пальником, щоб не різко знижувати температуру.

Якщо застосування кисню йде для різання, то його кількість подачі повинно бути набагато вище, ніж при зварюванні. В даному випадку подається потужний струмінь, в якій досить сильна температура для плавки металу. Найчастіше це робиться в парі з ацетиленом, так як у нього найбільш висока температура горіння.


Схема використання кисню для зварювання

висновок

Хімічні властивості кисню виділяють його серед всіх зварювальних газів. З урахуванням вартості і особливостей застосування, для зварювання він практично незамінний. Тут потрібно враховувати його безпеку, низьку вартість, доступність та інші фактори. Кисень в балонах синього кольору присутній практично на всіх зварювальних постах, де користуються газом.

Різноманітність сортів технічних різновидів, обумовлених ГОСТами актуально переважно для відповідальних робіт. У приватній сфері нерідко застосовують речовини не настільки чисті, навіть в порівняння з другим сортом. Шви за допомогою цього витратного матеріалу виходять не настільки якісними і надійними, але більш дешевими. Для відповідальних з’єднань забороняється використовувати подібні матеріали.