گاز اکسیژن (oxygen)  

یکی از عناصر شیمیایی در جدول تناوبی با نشان شیمیایی O که عدد اتمی آن 8 می باشد. این عنصر از خانواده عناصر گروه کالکوژن، گروه شانزدهم در جدول تناوبی است. اکسیژن نافلزی بسیار واکنش پذیر و عاملی اکسیدکننده است که به آسانی موجب اکسید شدن عناصر و ترکیبات شیمیایی می شود. از نظر جرمی، پس از هیدروژن و هلیوم، اکسیژن سومین عنصر فراوان در جهان است. در دما و فشار استاندارد، دو اتم اکسیژن با اتصال به یکدیگر موجب تولید ساختاری موسوم به دی اکسیژن و شکل گیری یک مولکول اکسیژن می شوند.

مولکول اکسیژن در حالت گازی، بیرنگ، بی بو و دارای فرمول O2 است. مولکول اکسیژن 95/20 درصد از اتمسفر کره زمین را تشکیل می دهد. با در نظرگرفتن اکسیژن موجود در ترکیب های دارای اکسیژن در پوسته ی زمین، اکسیژن تقریبا نیمی از عناصر سازنده ی پوسته ی زمین را تشکیل می دهد.

تاریخچه گاز اکسیژن

اکسیژن توسط مایکل سندی ووجیس قبل از سال 1604 جداسازی شد. با این حال، باور عمومی رایج این است که اکسیژن توسط کارل ویلهلم شیله در اوپسالا و در سال 1773 یا توسط جوزف پریستلی در ویلتشر در سال 1774 کشف شده است. در میان این دو کشف، اکسیژن به پریستلی نسبت داده می شود به این دلیل که مقاله او زودتر از شیله چاپ شد. لاوازیه اولین کسی بود که اکسیژن را به عنوان عنصر شیمیایی مستقل به شمار آورد و به نقش آن در سوختن اشاره کرد.

کارل ویلهلم شیله با گرم کردن اکسید جیوه و نیترات های مختلف در سال 1771، گاز اکسیژن تولید کرده بود. جوزف پریستلی، نور خورشید را روی اکسید جیوه (HgO) موجود در یک لوله شیشه ای متمرکز کرد، که موجب آزاد شدن گازی از آن شد و آن را با عنوان هوای فلوژیستون زدایی شده یاد کرد.

روش های تولید گاز اکسیژن

در طبیعت، اکسیژن آزاد، به وسیله تفکیک نوری در طول فرآیند فتوسنتز تشکیل می شود. رایج ترین روش آزمایشگاهی برای تولید اکسیژن، گرم کردن مخلوط پتاسیم کلرات و منگنز دی اکسید است. پتاسیم کلرات به وسیله اکسیدهای فلزات واسطه کاتالیز می شود.
دمای لازم برای تأثیر تکامل اکسیژن توسط کاتالیزور از 400 درجه سانتیگراد به 250 درجه سانتیگراد کاهش می یابد. با این حال، پتاسیم کلرات می تواند خطرناک باشد. واکنش پتاسیم کلرات به علت گرمازا بودن و انبساط گازها می تواند باعث انفجار شود. روش ایمنتر تهیه اکسیژن از محلول هیدروژن پراکسید رقیق است.

در این روش پتاسیم کلرات به یک لوله آزمایش با مقدار کمی دی اکسید منگنز به عنوان کاتالیزور اضافه می شود. از لوله های شیشه ای برای هدایت اکسیژن به یک شیشه وارونه که در یک وان آب قرار گرفته استفاده می شود. برای تولید گاز اکسیژن در مقیاس صنعتی، جداسازی هوا با استفاده از فرآیند تقطیر کرایوژنیک استفاده می شود.
اکسیژن در مقادیر زیاد و در خلوص بالا به عنوان گاز یا مایع توسط تقطیر برودتی و به عنوان گازی با خلوص (به طور معمول حدود 93%) توسط تکنولوژی جذب تولید می شود.

کاربردهای حیاتی و بالینی گاز اکسیژن

یکی از کابردهای گاز اکسیژن استفاده در پزشکی می باشد. گاز اکسیژن برای سوخت و ساز بدن و تنفس، لازم و ضروری بوده و باعث افزایش متابولیسم بدن می شود. بیمارانی که مشکل تنفسی دارند یا ریه ی آن ها به مقدار بسیار زیادی از کار افتاده است و افرادی که دچار مشکالت قلبی هستند برای زنده ماندن و ادامه ی حیات به کپسول اکسیژن نیاز دارند.

کاربرد گاز اکسیژن به عنوان ضدغفونی کننده

یکی دیگر از کابردهای گاز اکسیژن استفاده برای کشتن باکتری ها و ضدعفونی کردن است. محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر با استفاده از پلاسما دستگاهی برای پالایش هوا عرضه کردند که بدون نیاز به فیلتر و مواد مصرفی قادر است آلودگی های ویروسی و میکروبی را از محیط پالایش حذف کند. افرادی که در معرض آلودگی های میکروبی هستند، در معرض انواع بیماری ها و نارسایی هایی که ریشه در تنفس دارند، قرار می گیرند و یک روش متداول برای کنترل آلودگی هوا استفاده از دستگاه های تصفیه فیلتردار است.

پالایشگرها که با اکسیژن فعال اُزن (Ozone: مولکول سه اتمی اکسیژن است که به عنوان قوی ترین اکسنده و ضدعفونی کننده در جهان شناخته شده است.) کار می کند هوای اطراف خود را به داخل پالایشگر هدایت کرده و با استفاده از تکنولوژی پلاسما سرد و تخلیه انرژی، مولکول های اکسیژن موجود در هوا را شکسته و در یک فرآیند طبیعی تبدیل به مولکول اُزن می کند و در محیط رها می سازد.

مولکول اُزن سریعا با آلودگی های اطراف خود پیوند ایجاد کرده و ساختار مولکولی آنها را تجزیه و اکسید می کند، با تجزیه ساختارهای مولکولی، مجددا به اکسیژن تبدیل می شوند و از مسیر اکسیژن به اکسیژن عمل پالایش و ضدعفونی را انجام می دهد.
در این پالایشگر، اکسیژن هوا تبدیل به اُزن می شود و پس از پاکسازی هوا مجددا به اکسیژن هوا تبدیل می شود. از این رو در این روش دیگر نیاز به تعویض فیلترهای متفاوت نیست. حذف میکروارگانیسم ها از مزیت دیگر این پالایشگر می باشد.

کاربردهای صنعتی گاز اکسیژن

اکسیژن در ترکیب با هیدروژن به عنوان سوخت مشعل ها برای جوشکاری، لحیم کاری و شیشه گری استفاده می گردد. گاز
اکسیژن برای برشکاری نیز استفاده می شود. اکسیژن در صنایع و کارخانه های فوالد به صورت عمده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای سفارش پالت های گاز اکسیژن با واحد بازرگانی به شماره 03133863330 تماس حاصل فرمایید.

کابردهای گاز اکسیژن در ورزش، صنایع هوایی و دریایی

کپسول اکسیژن در کوهنوردی کاربرد زیادی دارد. کوهنوردان برای تنفس در ارتفاعات بالا که فشار هوا کم است، از کپسول اکسیژن استفاده می کنند. همچنین غواصان و فضانوردان برای تنفس از سیلندر اکسیژن استفاده می کنند.

کابرد گاز اکسیژن در درمان سرطان

اگر اکسیژن به حالت خالص که ازن نام دارد، و به حالت فشرده در کپسول های اکسیژن باشد می تواند موجب از بین بردن سلول های سرطانی گردد.

دیگر کاربردهای گاز اکسیژن

1- اکسیژن خلوص بالا برای تشکیل دی اکسید سیلیکون استفاده می شود.
2- استفاده از گاز اکسیژن در دستگاه های لیزر
3- استفاده از گاز اکسیژن در گازهای کالیبراسیون
4- اکسیژن در صنایع پزشکی، به صورت گاز خالص یا مخلوط استفاده می شود.

5- اکسیژن مایع در موشک های نظامی استفاده می شود.
6- استفاده در سنتزهای شیمیایی 
7- تزریق اکسیژن به سیستم های تصفیه فاضالب، تجزیه فاضلاب را تسریع می کند.
8- گاز اکسیژن در ترکیب با متان در برخی راکتورهای هسته ای مورد استفاده قرار می گیرد.
9- اکسیژن خلوص بالا در فرآیند تولید فیبر نوری استفاده می شود.
10- از اکسیژن برای غنی سازی هوا در طول فرآیند تخمیر استفاده می شود.
11- افزایش راندمان سوخت کوره ها
12- پرورش ماهی و میگو و خرچنگ
13- استفاده در فرآیندهای زیستی
14- تولید پراکسیدها

کابرد اکسیژن و نیتروژن در لیزر