Условие задачи
Справедливы ли утверждения: а) кислород – горючий газ; б) кислород поддерживает горение; в) жидкий кислород взрывоопасен; г) жидкий кислород имеет запах?
Решение
Ниже дан подробный анализ каждого из утверждений с опорой на химические принципы (раздел физическая химия, горение и оксидационно-восстановительные реакции):
─────────────────────────────
1. Утв. а) «Кислород – горючий газ»
• Определение горючего вещества: вещество, которое само по себе может гореть, т.е. вступать в экзотермическую реакцию с кислородом при наличии источника и самостоятельно поддерживать горение.
• Кислород (O₂) является сильным окислителем, т.е. поддерживает горение других веществ, но сам не горит.
• Пример реакции горения:
Углерод (C) + O₂ → углекислый газ (CO₂) (выделяется тепло)
Здесь кислород не является горючим веществом, он принимает участие в реакции как окислитель.
Результат: утверждение неверно.
─────────────────────────────
2. Утв. б) «Кислород поддерживает горение»
• Окислитель – это вещество, необходимое для протекания горения.
• Кислород является основным окислителем в воздушной смеси. Он заставляет воспламеняться множество материалов, например:
Метан (CH₄) + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
• Таким образом, кислород способствует поддержанию горения.
Результат: утверждение верно.
─────────────────────────────
3. Утв. в) «Жидкий кислород взрывоопасен»
• Жидкий кислород (LOX) обладает теми же окисляющими свойствами, что и газообразный кислород, но имеет повышенную концентрацию кислорода в вакууме (благодаря сжатию до жидкой фазы).
• LOX сам по себе не является горючим или взрывоопасным; он не воспламеняется при нормальных условиях.
• Однако при попадании в смесь с горючими веществами (например, с маслами, пылью органического происхождения или другими сравнительно инертными веществами) может возникнуть крайне бурная реакция, которая приводит к взрыву.
• То есть опасность возникает в результате взаимодействия LOX с горючими компонентами, а не от самого LOX.
Результат: утверждение неоднозначно; если понимать его буквально, то жидкий кислород сам по себе не взрывоопасен, а лишь способствует взрывчатым реакциям в подходящей смеси. Таким образом, утверждение принято как неверное (то есть его нельзя считать корректным в общем виде).
─────────────────────────────
4. Утв. г) «Жидкий кислород имеет запах»
• Чистый кислород, будь то в газообразном или жидком состоянии, не имеет запаха, так как запах возникает от летучих молекул, воздействующих на обонятельные рецепторы.
• Даже если жидкий кислород имеет слегка голубой оттенок, это связано с его особенностями поглощения света, а не с наличием органических молекул с запахом.
Результат: утверждение неверно.
─────────────────────────────
Ответ по пунктам:
а) неверно;
б) верно;
в) неверно (с оговоркой, что опасен в составе горючих смесей);
г) неверно.