Oxígeno líquido
El oxígeno líquido (también llamado LOx , LOX o Lox en las industrias aeroespacial , submarina y de gas ) es una forma líquida de oxígeno .
Características
El oxígeno líquido tiene un color azul pálido y es altamente paramagnético , hasta el punto de quedar suspendido entre los polos de un potente imán. El oxígeno líquido tiene una densidad de 1.141 kg/dm³ (1.141 kg/l ) y es criogénico . Su punto de congelación es de 50,5 K (−222,7 °C ), su punto de ebullición es de 90,188 K (−182,962 °C ) a 1 013,25 hPa (760,00 mmHg ). Se obtiene del oxígeno contenido en el aire mediante destilación fraccionada .
Debido a su naturaleza criogénica, el oxígeno líquido puede hacer que cualquier material con el que entre en contacto sea extremadamente frágil. También es un poderoso agente oxidante: los compuestos orgánicos sumergidos en él se queman rápidamente produciendo mucha energía. Además, algunos materiales como el carbón, si se sumergen en oxígeno líquido, pueden detonar sin previo aviso cuando se exponen a llamas, chispas o destellos de luz. Ciertos productos petroquímicos , como el asfalto , también se comportan de esta forma.
Uso
En el mercado, el oxígeno líquido se clasifica como un gas industrial aunque es ampliamente utilizado en medicina, generalmente en tanques de capacidad variable; utilizando un calentador simple, se gasifica y se envía en línea en forma gaseosa. En Italia , en el caso de uso en hospitales, desde el 1 de mayo de 2010, es un "medicamento" en todos los aspectos y su producción y comercialización está regulada por el Decreto Legislativo 219/06.
Tiene un ratio de expansión de 860:1 en20 °C y por ello se utiliza en algunos aviones comerciales y militares como reserva de oxígeno respirable.
El oxígeno líquido se puede utilizar como oxidante en cohetes espaciales y en la industria aeroespacial, ya que contiene hasta un 25 % de ozono líquido y varios otros aditivos que lo hacen más estable. También se suele utilizar en combinación con hidrógeno líquido o queroseno ya que permiten obtener un alto impulso específico . Se utilizó en los primeros cohetes, como el V2 (con el nombre de A-Stoff o Sauerstoff ), el Redstone , el Semyorka o el Atlas , así como en los primeros misiles balísticos intercontinentales (aunque modernos, por sus características criogénicas). y la necesidad de un relleno regular de los tanques para reemplazar las pérdidas por ebullición, no lo use más, ya que no permite un fácil mantenimiento y operaciones de lanzamiento rápido). Muchos cohetes modernos utilizan oxígeno líquido, incluidos los motores principales del transbordador espacial .
La molécula de tetraoxígeno (O 4 ) fue teorizada en 1924 por Gilbert N. Lewis, quien la propuso como explicación del hecho de que el oxígeno líquido no obedece a la Ley de Curie [1] . Hoy se descubrió que Lewis estaba equivocado, pero no por mucho: los modelos computacionales muestran que aunque no hay moléculas estables de O 4 en el oxígeno líquido, las moléculas de O 2 tienden a asociarse en pares con espín antiparalelo, formando temporalmente moléculas estables de O 4 [ 2] .
El nitrógeno líquido tiene un punto de ebullición más bajo, a 77 K (−196,2 °C ), por lo que los recipientes que lo contienen pueden condensar el oxígeno del aire: el oxígeno atmosférico se disuelve en el líquido, mientras que el nitrógeno se evapora. Por lo tanto, una vez que la mayor parte del nitrógeno se haya evaporado, existe el riesgo de que el oxígeno líquido restante pueda reaccionar con materiales orgánicos.
Historia
- En 1845 , Michael Faraday había logrado licuar la mayoría de los gases conocidos entonces. Seis de ellos, sin embargo, aún resistieron sus intentos [3] y fueron conocidos en ese momento como "gases permanentes". Eran oxígeno, hidrógeno, nitrógeno , monóxido de carbono , metano y monóxido de nitrógeno .
- En 1877 Louis Cailletet en Francia y Raoul Pictet en Suiza lograron producir las primeras gotas de aire líquido.
- La primera cantidad medible de oxígeno líquido fue producida por los profesores polacos Zygmunt Wróblewski y Karol Olszewski de la Universidad Jagellónica de Cracovia el 5 de abril de 1883 .
Notas
- ^ Gilbert N. Lewis, El magnetismo del oxígeno y la molécula O 2 , en Journal of the American Chemical Society , vol. 46, núm. 9, septiembre de 1924, págs. 2027–2032, DOI : 10.1021/ja01674a008 .
- ^ Tatsuki Oda, Alfredo Pasquarello, Magnetismo no colineal en oxígeno líquido: un estudio de dinámica molecular de primeros principios , en Physical Review B , vol. 70, núm. 134402, octubre de 2004, págs. 1–19, DOI : 10.1103/PhysRevB.70.134402 .
- ^ Criogenia , en scienceclarified.com , Science Clarified.
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Enlaces externos
- ( EN ) Demostración del paramagnetismo del oxígeno líquido , en demoroom.physics.ncsu.edu . Consultado el 18 de enero de 2009 (archivado desde el original el 14 de julio de 2007) .