Oxygen

O2       CAS Number 7782-44-7      UN1072  (gas)

Oxygen

O2|CAS Number 7782-44-7|UN1072 (gas)

حجم گاز

محاسبه حجم یا جرم یک مقدار مشخص از گاز

در نقطه جوش (1atm | 90.19k) برابر با: -182.96 C° || -297.33 F°

فاز گاز

(در شرایط STP)

نمودار فازی مولکول، نمایش‌دهنده‌ی گذار بین فازهای جامد، مایع و گاز به‌عنوان تابعی از دما و فشار است

فاز جامد    فاز مایع    فاز بخار    نقطه بحرانی    نقطه سه گانه
جرم مولی: 17.030 g/mol
درصد حضور در هوای خشک/
نقطه بحرانی
Temperature: 132.50 °C
Pressure: 112.8 bar
Density: 235.00 kg/m³
نقطه سه گانه
Temperature: -77.66 °C
Pressure: 6.1111E-2 bar

فشار برابر با 1.013 بار

9.9935E-1 Z ضریب تراکم‌پذیری
1.3967 نسبت Cp/Cv
1.3085 kg/m³ چگالی گاز
872.14 vol/vol معادل گاز/مایع (در نقطه جوش)
9.1962E kJ/(kg·K) ظرفیت گرمایی Cp
6.5846E kJ/(kg·K) ظرفیت گرمایی Cv
2.293E-5 mol/mol حلالیت در آب
1.11 وزن ویژه
7.643E m³/kg حجم ویژه
26.34 mW/(m·K) هدایت حرارتی
2.055E-4 Po ویسکوزیته
9.9924E-1 Z ضریب تراکم‌پذیری
1.3977 نسبت Cp/Cv
1.354 kg/m³ چگالی گاز
843.57 vol/vol معادل گاز/مایع (در نقطه جوش)
9.1822E kJ/(kg·K) ظرفیت گرمایی Cp
6.5702E kJ/(kg·K) ظرفیت گرمایی Cv
2.756E-5 mol/mol حلالیت در آب
1.11 گرانی ویژه
7.385E-1 m³/kg حجم ویژه
25.55 mW/(m·K) هدایت حرارتی
1.9993E-4 Po ویسکوزیته
9.9903E-1 Z ضریب تراکم‌پذیری
1.3991 نسبت Cp/Cv (گاما)
4.466 kg/m³ چگالی گاز (در نقطه جوش)
1.4287 kg/m³ چگالی گاز
798.77 vol/vol معادل گاز/مایع (در نقطه جوش)
9.1672E-1 kJ/(kg·K) ظرفیت گرمایی Cp
6.5521E-1 kJ/(kg·K) ظرفیت گرمایی Cv
1.11 گرانی ویژه
0.7 m³/kg حجم ویژه
24.35 mW/(m·K) هدایت حرارتی
1.9143E-4 Po ویسکوزیته

GHS03

Oxidising

GHS04

Gas under pressure

ایمنی:

گاز اکسیژن، هرچند خود به‌تنهایی قابل اشتعال نیست، اما یک اکسیدکننده بسیار قوی است و می‌تواند خطر آتش‌سوزی یا انفجار را به‌شدت افزایش دهد. رعایت موارد زیر برای استفاده ایمن از این گاز ضروری است:

  • اکسیدکننده قوی: اکسیژن گازی باعث تسریع و تشدید سوختن مواد می‌شود. از تماس آن با مواد قابل اشتعال مانند روغن، گریس، چربی، پارچه، چوب و انواع حلال‌ها به‌شدت پرهیز شود.
  • فشار بالا: اکسیژن در سیلندرها تحت فشار بالا ذخیره می‌شود. استفاده از تجهیزات مناسب مانند رگولاتورها، شیلنگ‌ها و اتصالات مخصوص اکسیژن الزامی است. از انداختن، ضربه‌زدن یا گرم‌کردن سیلندرها خودداری شود.
  • تهویه محیط: در فضاهایی که اکسیژن به کار می‌رود، وجود تهویه مؤثر ضروری است تا از تجمع گاز و افزایش خطر اشتعال جلوگیری شود.
  • تمیزی تجهیزات: تمام تجهیزات مورد استفاده (نظیر ماسک، لوله‌ها، رگولاتور و ...) باید کاملاً تمیز، خشک و عاری از چربی یا گریس باشند، چرا که این مواد می‌توانند در تماس با اکسیژن منجر به احتراق یا انفجار شوند.
  • ممنوعیت استعمال دخانیات: هرگونه سیگار کشیدن یا ایجاد جرقه در مجاورت تجهیزات اکسیژن ممنوع است.
  • آموزش پرسنل: افرادی که با اکسیژن کار می‌کنند باید آموزش‌های تخصصی در زمینه کار با گازها، ایمنی، شناسایی خطر و استفاده صحیح از تجهیزات را گذرانده باشند.
  • کنترل نشتی: در محیط‌هایی که احتمال نشت اکسیژن وجود دارد، استفاده از حسگرهای نشتی توصیه می‌شود تا از خطرات احتمالی جلوگیری گردد.
سازگاری مواد با اکسیژن:

برای حفظ ایمنی، تمامی اجزای سیستم انتقال و استفاده از اکسیژن باید با این گاز سازگار باشند:

  • مواد سازگار: بسیاری از فلزات مانند فولاد ضد زنگ، مس و برنج با اکسیژن خشک در فشار معمول سازگارند. با این حال، در فشارهای بالا یا در حضور رطوبت، احتمال واکنش افزایش یافته و انتخاب مواد باید با دقت بیشتری صورت گیرد.
  • مواد ناسازگار: ترکیبات آلی مانند روغن‌ها، گریس‌ها، پلاستیک‌ها، لاستیک‌های معمولی و بسیاری از چسب‌ها، با اکسیژن ناسازگار بوده و می‌توانند در شرایط خاص واکنش‌های خطرناکی ایجاد کنند.
  • لوله‌کشی و اتصالات: کلیه لوله‌ها، اتصالات و شیرآلات باید از مواد مقاوم و تاییدشده برای استفاده با اکسیژن ساخته شده باشند. همچنین، قبل از استفاده باید کاملاً تمیز و بدون هرگونه آلودگی (به‌ویژه روغنی یا گردوغبار) باشند.
  • کاربردهای پزشکی: در حوزه پزشکی، استفاده از تجهیزات تاییدشده و مخصوص انتقال یا مصرف اکسیژن ضروری است. این تجهیزات باید مطابق با استانداردهای بین‌المللی طراحی و ساخته شده باشند.
نقش در فرآیندهای زیستی:
  • تنفس سلولی: اکسیژن گازی در همه موجودات هوازی (انسان، حیوانات، گیاهان و برخی میکروارگانیسم‌ها) به‌عنوان گیرنده نهایی الکترون در زنجیره تنفسی عمل می‌کند. بدون O₂، تولید ATP و تأمین انرژی سلولی ممکن نخواهد بود.
  • سیستم اکسیژن‌رسانی: گاز اکسیژن از راه ریه‌ها جذب و به خون منتقل می‌شود تا تمام سلول‌ها انرژی کافی دریافت کنند.
فرآیندهای زیستی
کاربرد پزشکی:
  • درمان با اکسیژن (Oxygen Therapy): تجویز اکسیژن خالص یا غلیظ‌شده برای بیماران مبتلا به شرایط تنفسی مثل COPD، ذات‌الریه، آسم یا پس از جراحی ضروری است. این روش فشارخون اکسیژن را بالا می‌برد، خستگی را کاهش می‌دهد و شانس بقا را افزایش می‌دهد.
  • دوره‌های فشار بالا (Hyperbaric Oxygen Therapy): در محفظه تحت فشار بالا، بیمار بیش از ۹۹٪ اکسیژن تنفس می‌کند. این روش برای زخم‌های مزمن، مسمومیت با CO و بیماری‌های خاص موثر است.
  • حمایت در بیهوشی و احیا: در اتاق عمل و مراقبت‌های ویژه، اکسیژن لازم برای حفظ سطح مناسب اکسیژن بافت‌ها استفاده می‌شود.
کاربرد پزشکی
کاربرد صنعتی:
  • تولید فولاد و صنایع فلزی: در فرآیندهای ذوب و تصفیه فلزات مانند Basic Oxygen Steelmaking، اکسیژن گازی برای حذف ناخالصی‌ها (کربن، گوگرد، فسفر) و افزایش دمای واکنش استفاده می‌شود.
  • برش و جوشکاری (Oxy-fuel): ترکیب O₂ با گازهایی مانند استیلن یا پروپان، شعله‌ای با دمای بالا ایجاد کرده و برای جوش و برش فلزات مناسب است. همچنین در فرآیندهایی مانند flame-hardening یا flame-cleaning کاربرد دارد.
  • صنایع شیمیایی: اکسیژن گازی واکنش‌های اکسیداسیون مانند تولید اتیلن اکسید، پروپیلن اکسید، اسید نیتریک و سفیدکننده‌های کاغذ را تسهیل می‌کند.
  • تصفیه آب و پساب: انتقال اکسیژن به میکروارگانیسم‌های هوازی، تجزیه مواد آلی را در تصفیه‌خانه‌ها بهبود می‌بخشد.
  • شیشه، سفال و سفالینه: استفاده از مشعل‌های اکسیژن‌سوز باعث افزایش راندمان انرژی و کیفیت محصول نهایی می‌شود.
  • صنعت کاغذ و خمیر کاغذ: اکسیداسیون اکسیژنی جایگزینی پاک‌تر برای فرآیندهای سفیدسازی شیمیایی رایج است.
  • صنایع نفت و گاز / بیومس / گازی‌سازی: اکسیژن برای گازی‌سازی سوخت‌ها و افزایش راندمان احتراق در نیروگاه‌ها یا پالایش هیدروکربن‌ها کاربرد دارد.
  • اکسیژن‌زیست آبزی (Aquaculture): افزودن O₂ به آب باعث بهبود اکسیژن محلول و افزایش بهره‌وری در پرورش آبزیان می‌شود.
  • فضا و هوانوردی: در هواپیما و فضاپیما از اکسیژن برای پشتیبانی از تنفس در ارتفاع بالا استفاده می‌شود.
  • تولید اوزون: اکسیژن گازی منبع تولید اوزون O₃ برای ضدعفونی و تصفیه هوا و آب است.
کاربرد صنعتی
نقش در فرآیندهای زیستی:

. تنفس سلولی: اکسیژن گازی در همه موجودات هوازی (انسان، حیوانات، گیاهان و برخی میکروارگانیسم‌ها) به‌عنوان گیرنده نهایی الکترون در زنجیره تنفسی عمل می‌کند. بدون O₂، تولید ATP و تأمین انرژی سلولی ممکن نخواهد بود.

. سیستم اکسیژن‌رسانی: گاز اکسیژن از راه ریه‌ها جذب و به خون منتقل می‌شود تا تمام سلول‌ها انرژی کافی دریافت کنند.

فرآیندهای زیستی
کاربرد پزشکی:

. درمان با اکسیژن (Oxygen Therapy): تجویز اکسیژن خالص یا غلیظ‌شده برای بیماران مبتلا به شرایط تنفسی مثل COPD، ذات‌الریه، آسم یا پس از جراحی ضروری است. این روش فشارخون اکسیژن را بالا می‌برد، خستگی را کاهش می‌دهد و شانس بقا را افزایش می‌دهد.

. دوره‌های فشار بالا (Hyperbaric Oxygen Therapy): در محفظه تحت فشار بالا، بیمار بیش از ۹۹٪ اکسیژن تنفس می‌کند. این روش برای زخم‌های مزمن، مسمومیت با CO و بیماری‌های خاص موثر است.

. حمایت در بیهوشی و احیا: در اتاق عمل و مراقبت‌های ویژه، اکسیژن لازم برای حفظ سطح مناسب اکسیژن بافت‌ها استفاده می‌شود.

کاربرد پزشکی
کاربرد صنعتی:

تولید فولاد و صنایع فلزی: در فرآیندهای ذوب و تصفیه فلزات مانند Basic Oxygen Steelmaking، اکسیژن گازی برای حذف ناخالصی‌ها (کربن، گوگرد، فسفر) و افزایش دمای واکنش استفاده می‌شود.

. برش و جوشکاری (Oxy-fuel): ترکیب O₂ با گازهایی مانند استیلن یا پروپان، شعله‌ای با دمای بالا ایجاد کرده و برای جوش و برش فلزات مناسب است. همچنین در فرآیندهایی مانند flame-hardening یا flame-cleaning کاربرد دارد.

. صنایع شیمیایی: اکسیژن گازی واکنش‌های اکسیداسیون مانند تولید اتیلن اکسید، پروپیلن اکسید، اسید نیتریک و سفیدکننده‌های کاغذ را تسهیل می‌کند.

تصفیه آب و پساب: انتقال اکسیژن به میکروارگانیسم‌های هوازی، تجزیه مواد آلی را در تصفیه‌خانه‌ها بهبود می‌بخشد.

شیشه، سفال و سفالینه: استفاده از مشعل‌های اکسیژن‌سوز باعث افزایش راندمان انرژی و کیفیت محصول نهایی می‌شود.

صنعت کاغذ و خمیر کاغذ: اکسیداسیون اکسیژنی جایگزینی پاک‌تر برای فرآیندهای سفیدسازی شیمیایی رایج است.

صنایع نفت و گاز / بیومس / گازی‌سازی: اکسیژن برای گازی‌سازی سوخت‌ها و افزایش راندمان احتراق در نیروگاه‌ها یا پالایش هیدروکربن‌ها کاربرد دارد.

اکسیژن‌زیست آبزی (Aquaculture): افزودن O₂ به آب باعث بهبود اکسیژن محلول و افزایش بهره‌وری در پرورش آبزیان می‌شود.

فضا و هوانوردی: در هواپیما و فضاپیما از اکسیژن برای پشتیبانی از تنفس در ارتفاع بالا استفاده می‌شود.

تولید اوزون: اکسیژن گازی منبع تولید اوزون O₃ برای ضدعفونی و تصفیه هوا و آب است.

کاربرد صنعتی