Πώς μπορεί να παρασκευαστεί το οξυγόνο στο εργαστήριο εμπορικά;

Εργαστηριακή παρασκευή οξυγόνου:

Το οξυγόνο μπορεί να παρασκευαστεί στο εργαστήριο χρησιμοποιώντας διάφορες μεθόδους. Εδώ είναι τα πιο συνηθισμένα:

1. Αποσύνθεση του υπερμαγγανικού καλίου:

* αντίδραση: 2kmno₄ (s) → K₂mno₄ (s) + mno₂ (s) + o₂ (g)

* Διαδικασία: Θερμάνετε κρυστάλλους υπερμαγγανικού καλίου σε δοκιμαστικό σωλήνα. Συλλέξτε το αέριο οξυγόνου που εξελίχθηκε πάνω από το νερό με μετατόπιση προς τα κάτω.

* Πλεονεκτήματα: Εύκολο στην εκτέλεση, εύκολα διαθέσιμα χημικά.

* Μειονεκτήματα: Δεν είναι πολύ αποτελεσματική από την άποψη της απόδοσης, παράγει διοξείδιο του μαγγανίου ως υποπροϊόν.

2. Θερμική αποσύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου:

* αντίδραση: 2H₂O₂ (aq) → 2H₂O (l) + o₂ (g)

* Διαδικασία: Προσθέστε διοξείδιο του μαγγανίου ως καταλύτη σε διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου. Συλλέξτε το αέριο οξυγόνου που εξελίσσεται με μετατόπιση προς τα κάτω πάνω από το νερό.

* Πλεονεκτήματα: Πιο αποτελεσματική από τη μέθοδο υπερμαγγανικού καλίου, παράγει νερό ως υποπροϊόν.

* Μειονεκτήματα: Το υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι μια διαβρωτική ουσία, απαιτεί προσεκτικό χειρισμό.

3. Ηλεκτρόλυση νερού:

* αντίδραση: 2H₂O (l) → 2H₂ (g) + o₂ (g)

* Διαδικασία: Το ηλεκτρολυτικό νερό χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρολυτικό κύτταρο με αδρανές ηλεκτρόδια. Συλλέξτε το αέριο οξυγόνου που εξελίχθηκε στην άνοδο με μετατόπιση προς τα πάνω πάνω από το νερό.

* Πλεονεκτήματα: Παράγει καθαρό οξυγόνο, σχετικά απλή ρύθμιση.

* Μειονεκτήματα: Απαιτεί ηλεκτρική ενέργεια, μπορεί να είναι χρονοβόρα.

Εμπορική παραγωγή οξυγόνου:

Ενώ αυτές οι μέθοδοι είναι κατάλληλες για παρασκευή οξυγόνου εργαστηριακής κλίμακας, η εμπορική παραγωγή βασίζεται σε διαφορετικές μεθόδους:

* Κλασματική απόσταξη του αέρα: Αυτή είναι η πιο συνηθισμένη μέθοδος, χρησιμοποιώντας τα διαφορετικά σημεία βρασμού του αζώτου και του οξυγόνου. Ο αέρας υγροποιείται, τότε το άζωτο βράζει από αφήνοντας πίσω του εμπλουτισμένο οξυγόνο.

* Προσρόφηση ταλάντευσης πίεσης (PSA): Ο αέρας διέρχεται από ένα κρεβάτι προσροφητικού υλικού που αφαιρεί επιλεκτικά το άζωτο, αφήνοντας πίσω του οξυγόνου. Αυτή η διαδικασία είναι συνεχής και επιτρέπει την παραγωγή οξυγόνου υψηλής καθαρότητας.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η εμπορική παραγωγή οξυγόνου είναι μια διαδικασία μεγάλης κλίμακας που απαιτεί εξειδικευμένο εξοπλισμό και εμπειρογνωμοσύνη. Οι εργαστηριακές μέθοδοι που συζητήθηκαν παραπάνω είναι κυρίως για εκπαιδευτικούς σκοπούς και εφαρμογές μικρής κλίμακας.