简介
液O2具有广泛的工业和医学用途。工业上制造液氧的要领是对液态空气进行分馏。液氧的总膨胀比高达860:1,因为这个优点它在现代被广泛应用于工业生产和军事方面。
由于它的低温特性,液氧会使其接触的物质变得很是脆。液氧也是很是强的氧化剂:有机物在液氧中剧烈燃烧。一些物质若被长时间浸入液氧可能会爆发爆炸,包括沥青。
在航天工业中,液氧是一种重要的氧化剂,通常与液氢或煤油(二者作为还原剂)搭配使用。一些最早期的弹道导弹接纳液氧作为氧化剂,如V2(液氧-酒精)和R-7(液氧-煤油)。在作为推进剂时,液氧能为发动机提供很高的比冲。另外,相关于另一种常见的推进剂组合四氧化二氮-偏二甲肼,液氧的几种搭配形式清洁环保(肼类物质有剧毒)。
早期的洲际弹道导弹也曾接纳液氧,但这种配置很快被放弃了,因为液氧难于贮存,必须在发射前注入导弹燃料箱。这导致导弹的反应速度降低,并容易被敌方发明。美国接纳了固体火箭发动机来取代使用液氧的液体发动机,而苏联则在其液体导弹中使用了有毒但可贮存的肼类燃料。但由于液氧及其搭配推进剂的清洁高效,运载火箭仍然大宗使用液氧作为氧化剂,包括航天飞机的主发动机和阿丽亚娜5号的第一级主发动机。
在露天爆破中可以接纳液氧炸药,但这种做法正逐渐被淘汰,因为液氧炸药保存相当的危险性,容易引发事故。
由于液态氧在常温下挥发很快,这种炸药的寿命很短,一般为15~20分钟。因此,必须在使用前临时浸制。二次大战前,由于硝酸盐缺少,这种炸药曾被广泛使用。厥后有了合成氨,硝酸盐可以廉价大宗供应了,使用液氧炸药就未几了,到了20世纪60年代末已基本上停止使用。
基本特性
气态O2由液态氧经汽化而成,液态氧化学符号为O2,呈浅蓝色,沸点为-183℃,冷却到-218.8℃成为雪花状的淡蓝色固体,液氧的密度(在沸点时)为1.14g/cm3。液氧另有一个有趣的性质是可以被磁铁所吸引!它的主要物理性质如下:通常气压(101.325 kPa)下密度1.141 t/m3 (1141kg/m3),凝固点50.5 K(-222.65 °C),沸点90.188 K(-182.96 °C)。
有害因素
火灾危险性
液氧是不可燃的,但它能强烈地助燃,火灾危险性为乙类。它和燃料接触通常也不可自燃,如果两种液体碰在一起,液氧将引起液体燃料的冷却并凝固。凝固的燃料和液氧的混淆物对撞击是敏感的,在加压情况下经常转为爆炸。有两种类型的燃烧反应,这取决于氧和燃料的混淆比和燃烧情况:一种是燃料和液氧在混适时没有爆发着火,可是这种混淆物当燃烧或受到机械撞击时能爆发爆轰;另一种液氧与燃料相互接触之前或接触时燃烧已经开始,着火或燃烧并陪同有重复的爆炸。燃烧反应的强度取决于燃料的性能。
爆炸危险性
所有可燃物质(包括气、液、固)和液氧混适时就泛起爆炸危险性,这种混淆物经常由于静电、机械撞击、电火花和其它类似的作用,特别是当混淆物被凝固时经常能爆发爆炸。
当液氧积贮在关闭系统中,而又不可保温,则可能爆发压力破坏,当温度升高到-118.4℃而又不增加压力,则液氧不可维持液体状态,若泄压不实时,也会导致物理爆炸。液氧积贮在两个阀门之间,可导致管路的猛烈破坏。如果氧气不泄出或压力不适当排除,当冷冻失效时,将导致贮箱的破坏,真空夹套贮箱中的真空失效。如果系统不可受特别负载,则会引起蒸发加速和排空系统破坏。
人员冻伤
由于液氧的沸点极低,为-183℃,当液氧爆发“跑、冒、滴、漏”事故时,一旦液氧喷溅到的人的皮肤上将引起严重的冻伤事故。
氧中毒
空气中氧气约占21%。常压下,当氧的浓度凌驾40%时,有可能引发氧中毒,吸入40%~60%的氧浓度的混淆气体时,会泛起胸骨后不适感、轻咳,进而胸闷,胸骨后烧灼感和呼吸困难,咳嗽加剧;严重时爆发水肿,甚至泛起呼吸窘迫综合症。吸入氧浓度80%以上时,泛起面部肌肉抽搐、昏厥、呼吸衰竭而死亡。恒久处于氧分压60kpa~100kpa(相当于氧浓度40%)的情况下,可爆发眼损害,严重者可失明。