Кислородный баллон и масло: взрывная мощь

Взаимодействие кислорода с простыми веществами

Кислороду присуща высокая химическая активность. Многие вещества реагируют с кислородом при комнатной температуре. Так, например, свежий срез яблока довольно быстро приобретает бурую окраску, это происходит вследствие химических реакций между органическими веществами, содержащимися в яблоке, и кислородом, содержащимся в воздухе. С простыми веществами кислород, как правило, реагирует при нагревании. В металлическую ложечку для сжигания веществ поместим уголек, нагреем его в пламени спиртовки докрасна и опустим в сосуд с кислородом. Наблюдаем яркое горение уголька в кислороде. Уголь – простое вещество, образованное элементом углеродом. В реакции кислорода с углеродом образуется углекислый газ:

Стоит отметить, что многие химические вещества имеют тривиальные названия. Углекислый газ – это тривиальное название вещества. Тривиальные названия веществ используются в повседневной жизни, многие из них имеют давнее происхождение. Например, пищевая сода, бертолетова соль. Однако у каждого химического вещества есть и систематическое химическое название, составление которого регламентируется международными правилами – систематической химической номенклатурой.

Так, углекислый газ имеет систематическое название оксид углерода (IV).

Углекислый газ является сложным веществом, бинарным соединением, в состав которого входит кислород. Поместим в ложечку для сжигания веществ серу и нагреем. Сера плавится, затем загорается. На воздухе сера горит бледным, почти незаметным, синим пламенем. Внесем серу в сосуд с кислородом – сера горит ярким синим пламенем. В реакции серы с кислородом образуется сернистый газ:

Сернистый газ, как и углекислый газ, относится к группе оксидов. Это оксид серы (IV) – бесцветный газ с резким едким запахом. Теперь внесем в сосуд с кислородом подожженный красный фосфор. Фосфор горит ярким, ослепительным пламенем. Сосуд заполняется белым дымом. Белый дым – это продукт реакции, мелкие твердые частицы оксида фосфора (V):

В кислороде способны гореть не только неметаллы. Металлы также энергично взаимодействуют с кислородом. Например, магний горит в кислороде и на воздухе ослепительным белым пламенем. Продукт реакции – оксид магния:

Попробуем сжечь в кислороде железо. Раскалим в пламени спиртовки стальную проволоку и быстро опустим в сосуд с кислородом. Железо горит в кислороде с образованием множества искр. Вещество, полученное в результате реакции, называют железной окалиной:

Снопы искр, образующихся при горении бенгальского огня, объясняются сгоранием порошка железа, входящего в состав этих пиротехнических изделий. После рассмотренных реакций можно сделать важные выводы: кислород реагирует как с металлами, так и неметаллами; часто эти реакции сопровождаются горением веществ. Продуктами реакций кислорода с простыми веществами являются оксиды

Обратите внимание, что при взаимодействии кислорода с простыми веществами – металлами и неметаллами образуются сложные вещества – оксиды. Такой тип химических реакций называют реакциями соединения

Реакция соединения – реакция, в результате которой из двух или нескольких менее сложных по строению веществ, образуются более сложные по строению вещества

Способы получения и собирания кислорода в лаборатории

Лабораторные способы получения кислорода весьма разнообразны. Существует много веществ, из которых можно получить кислород. Рассмотрим наиболее распространенные способы.

1) Разложение оксида ртути (II)

Одним из способов получения кислорода в лаборатории, является его получение по описанной выше реакции разложения оксида ртути (II). Ввиду высокой токсичности соединений ртути и паров самой ртути, данный способ используется крайне редко.

2) Разложение перманганата калия

Перманганат калия (в быту мы называем его марганцовкой) – кристаллическое вещество темно-фиолетового цвета. При нагревании перманганата калия выделяется кислород. В пробирку насыплем немного порошка перманганата калия и закрепим ее горизонтально в лапке штатива. Недалеко от отверстия пробирки поместим кусочек ваты. Закроем пробирку пробкой, в которую вставлена газоотводная трубка, конец которой опустим в сосуд- приемник. Газоотводная трубка должна доходить до дна сосуда-приемника. Ватка, находящаяся около отверстия пробирки нужна, чтобы предотвратить попадание частиц перманганата калия в сосуд-приемник (при разложении выделяющийся кислород увлекает за собой частички перманганата). Когда прибор собран, начинаем нагревание пробирки. Начинается выделение кислорода.

Уравнение реакции разложения перманганата калия:

Как обнаружить присутствие кислорода? Воспользуемся способом Пристли. Подожжем деревянную лучину, дадим ей немного погореть, затем погасим, так, чтобы она едва тлела. Опустим тлеющую лучину в сосуд с кислородом. Лучина ярко вспыхивает! Газоотводная трубка была не случайно опущена до дна сосуда-приемника. Кислород тяжелее воздуха, следовательно, он будет собираться в нижней части приемника, вытесняя из него воздух. Кислород можно собрать и методом вытеснения воды. Для этого газоотводную трубку необходимо опустить в пробирку, заполненную водой, и опущенную в кристаллизатор с водой вниз отверстием. При поступлении кислорода газ вытесняет воду из пробирки.

Разложение пероксида водорода

Пероксид водорода – вещество всем известное. В аптеке оно продается под названием «перекись водорода». Данное название является устаревшим, более правильно использовать термин «пероксид». Химическая формула пероксида водорода Н2О2 Пероксид водорода при хранении медленно разлагается на воду и кислород. Чтобы ускорить процесс разложения можно произвести нагрев или применить катализатор.

Катализатор – вещество, ускоряющее скорость протекания химической реакции

Нальем в колбу пероксид водорода, внесем в жидкость катализатор. Катализатором может служить порошок черного цвета – оксид марганца MnO2. Тотчас смесь начнет вспениваться вследствие выделения большого количества кислорода. Внесем в колбу тлеющую лучину – она ярко вспыхивает. Уравнение реакции разложения пероксида водорода:

Обратите внимание: катализатор, ускоряющий протекание реакции, записывается над стрелкой, или знаком «=», потому что он не расходуется в ходе реакции, а только ускоряет ее

Разложение хлората калия

Хлорат калия – кристаллическое вещество белого цвета. Используется в производстве фейерверков и других различных пиротехнических изделий. Встречается тривиальное название этого вещества – «бертолетова соль». Такое название вещество получило в честь французского химика, впервые синтезировавшего его, – Клода Луи Бертолле. Химическая формула хлората калия KСlO3. При нагревании хлората калия в присутствии катализатора – оксида марганца MnO2, бертолетова соль разлагается по следующей схеме:

Разложение нитратов

Нитраты – вещества, содержащие в своем составе ионы NO3⎺. Соединения данного класса используются в качестве минеральных удобрений, входят в состав пиротехнических изделий.

Нитраты – соединения термически нестойкие, и при нагревании разлагаются с выделением кислорода:

Обратите внимание, что все рассмотренные способы получения кислорода схожи. Во всех случаях кислород выделяется при разложении более сложных веществ

Реакция разложения – реакция, в результате которой сложные вещества разлагаются на более простые В общем виде реакцию разложения можно описать буквенной схемой:

Реакции разложения могут протекать при действии различных факторов. Это может быть нагревание, действие электрического тока, применение катализатора. Существуют реакции, в которых вещества разлагаются самопроизвольно.

«В последнее время вы стали много дышать»

Преподавательница госуниверситета «Львовская политехника» Ольга Грабарь, которая умерла от коронавирусной инфекции, жаловалась на отсутствие кислорода в коммунальной больнице №1 Житомира.

«Для людей в реанимации с Covid-19 уже нет кислорода! Сегодня реанимация работала через раз! А это единственный наш шанс на спасение!!! Вмешайтесь!!! Я знаю, что вы в этом городе можете все!!! Я не знаю, как нам сейчас пережить ночь, а наутро кислорода нет вообще!!! Я сейчас сама тут лежу, кислород отключали за сегодня уже восемь раз!!! Бедные врачи в реанимации не знают, что делать!!! Спасите!!!» — написала женщина в соцсети. Через сутки ее не стало… 

В больнице тут же опровергли нехватку кислорода, о которой писала Ольга, заявили, что 39-летняя женщина умерла не от кислородной недостаточности. А причина смерти — интенсивная тромбоэмболия легочной артерии. Однако в любом медицинском справочнике сказано, что при лечении тромбоэмболии легочной артерии требуется постоянно проводить кислородную терапию.

Частично признала проблему заместитель житомирского городского главы Мария Мисюрова. По ее словам, хоть больницы и обеспечены кислородом, в выходные были «некоторые технические проблемы». В Минздраве же заключили: «Сопутствующие заболевания не дали возможности спасти женщине жизнь».

Ольга Грабарь умерла на прошлой неделе. Но ситуация не только не изменилась к лучшему, а усугубилась. Даниил Дов­бун из Днепра рассказал, что ему в больнице с сатурацией 84% (норма — 98% и выше) давали «подышать» 20 минут в сутки.

«Бледность и синюшность, слабость и потеря сознания никого не настораживали. Мне рекомендовали носить в кармане нашатырный спирт», — рассказывает Даниил.

Родственники Юлии из Киева лежали в двух больницах — №5 и №17. И, как утверждает Юлия, кислорода для всех нет. «Его уже продают из-под полы. Нужен кислород — гони бабки, и человеку дадут подышать», — возмущается Юлия.

Людмила Кравцова, чья знакомая сейчас лежит в одной из киевских больниц с коронавирусом, поделилась ее недавно написанным письмом: «Коллапс — это когда главврач больницы не может заправить баллоны с кислородом. Нет в Украине кислорода! Ни за какие деньги! Лежишь в палате, где кислород проведен по стенам, а в трубах пусто. Последнее время вы стали много дышать. Все, устала, пошла дальше капаться. Не болейте! Никаких денег не хватит!»

Горение веществ на воздухе и в кислороде

Вы уже знаете, что в состав окружающего нас воздуха входит кислород. Поэтому многие вещества горят не только в чистом кислороде, но и на воздухе.

Горение на воздухе протекает чаще всего гораздо медленнее, чем в чистом кислороде. Происходит это потому, что в воздухе лишь одна пятая часть по объему приходится на кислород. Если уменьшить доступ воздуха к горящему предмету (а следовательно, уменьшить доступ кислорода), горение замедляется или прекращается. Отсюда понятно, почему для тушения загоревшегося предмета на него следует набросить, например, одеяло или плотную тряпку.

При пожарах для тушения горящих предметов часто используют пену (рис. 84). Она обволакивает горящий предмет и прекращает доступ к нему кислорода. Горение сначала замедляется, а затем прекращается совсем.

Некоторые вещества, быстро сгорающие в кислороде, на воздухе не горят вообще. Так, если нагреть железную проволоку на воздухе даже до белого каления, она все равно не станет гореть, тогда как в чистом кислороде быстро сгорает с образованием раскаленных искр.

Краткие выводы урока:

  1. При обычных условиях кислород — газ, не имеющий цвета, запаха и вкуса, плохо растворимый в воде.
  2. Кислород обладает высокой химической активностью. Он вступает в химические реакции со многими простыми и сложными веществами.
  3. Химические реакции, протекающие с выделением большого количества теплоты и света, называют реакциями горения.
  4. В чистом кислороде вещества горят намного быстрее, чем на воздухе.

Надеюсь урок 18 «Физические и химические свойства кислорода» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Вода

Воду нельзя ничем заменить — этим она отличается практически от всех других веществ, которые встречаются на нашей планете. Воду может заменить только сама вода. Без воды нет жизни: ведь жизнь на Земле возникла тогда, когда на ней появилась вода. Жизнь зародилась в воде, поскольку она является естественным универсальным растворителем. Она растворяет, а значит, измельчает все необходимые питательные вещества и обеспечивает ими клетки живых организмов. А в результате измельчения резко возрастает скорость химических и биохимических реакций. Более того, без предварительного растворения невозможно протекание 99,5 % (199 из каждых 200) реакций! (См. также урок 5.1.)

Известно, что взрослый человек в сутки должен получать 2,5–3 л воды, столько же выводится из организма: т. е. в организме человека существует водный баланс. Если он нарушается, человек может просто погибнуть. Например, потеря человеком всего 1–2 % воды вызывает жажду, а 5 % — повышает температуру тела вследствие нарушения терморегуляции: возникает сердцебиение, возникают галлюцинации. При потере 10 % и более воды в организме возникают такие изменения, которые уже могут быть необратимы. Человек погибнет от обезвоживания.

Вода — уникальное вещество. Её температура кипения должна составлять –80 °C (!), однако равна +100 °C. Почему? Потому что между полярными молекулами воды образуются водородные связи:

Поэтому и лёд, и снег — рыхлые, занимают больший объём, чем жидкая вода. В результате лёд поднимается на поверхность воды и предохраняет обитателей водоёмов от вымерзания. Свежевыпавший снег содержит много воздуха и является прекрасным теплоизолятором. Если снег покрыл землю толстым слоем, то и животные и растения спасены от самых суровых морозов.

Кроме того, вода имеет высокую теплоёмкость и является своеобразным аккумулятором тепла. Поэтому на побережьях морей и океанов климат мягкий, а хорошо политые растения меньше страдают от заморозков, чем сухие.

Без воды в принципе невозможен гидролиз, химическая реакция, которая обязательно сопровождает усвоение белков, жиров и углеводов, которые являются обязательными компонентами нашей пищи. В результате гидролиза эти сложные органические вещества распадаются до низкомолекулярных веществ, которые, собственно, и усваиваются живым организмом (подробнее см. уроки 25–27). Процессы гидролиза были нами рассмотрены в уроке 6. Вода реагирует со многими металлами и неметаллами, оксидами, солями.

Задание 12.6. Составьте уравнения реакций:

  1. натрий + вода →
  2. хлор + вода →
  3. оксид кальция + вода →
  4. оксид серы (IV) + вода →
  5. хлорид цинка + вода →
  6. силикат натрия + вода →

Изменяется ли при этом реакция среды (рН)?

Вода является продуктом многих реакций. Например, в реакции нейтрализации и во многих ОВР обязательно образуется вода.

Задание 12.7. Составьте уравнения таких реакций.

Как правильно пользоваться концентратором?

Максим Пилипенко назвал правила, которые нужно обязательно соблюдать для того, чтобы домашняя кислородотерапия пошла на пользу.

Каждый час проверяем сатурацию пульсоксиметром.

Считаем частоту дыхания. Если она превышает 25 вдохов за одну минуту, нужно проконсультироваться с врачом и задуматься о госпитализации. Если частота дыхания превышает 30 вдохов, то, невзирая на наличие пограничной сатурации в 90% (а для людей, у которых она изначально была понижена — 86–88%), это уже говорит о неэффективности поддержания оксигенации.

Смотрим на глубину дыхания. Если втягиваются надключичные области, раздуваются крылья носа, необходима скорейшая госпитализация или как минимум подключение к процессу опытного врача. 

Регулируем потоки кислорода. Не нужно постоянно подавать потоки в 10 л. Кислорода нужно столько, чтобы сатурация была не ниже 90–94%. Поднимать ее свыше 95% не стоит. Потому что если будут идти постоянно высокие потоки кислорода, возможна потеря функций эпителия, выстилающего дыхательные пути. Из-за этого будет нарушаться отхождение мокроты, она станет сухой, ее будет тяжело откашливать, и больного будет мучать тяжелый кашель. То есть увидели, что сатурация повысилась до 95%, — посоветовались с врачом, насколько нужно снизить поток кислорода.

Регулярно доливаем воду в увлажнитель и следим, чтобы у больного не было слишком интенсивного самостоятельного дыхания. При спокойном дыхании этого увлажнения может хватать, а при слишком интенсивном может пересохнуть слизистая оболочка трахеи и бронхов. В итоге больного будет мучать сухой кашель. В идеале нужно использовать дистиллированную воду — это профилактика появления налета на колбе. Но подойдет и обычная кипяченая.

Держим в чистоте канюли. Нужно иметь два или больше комплекта, чтобы они вовремя обмывались, протирались антисептиком.

Медицинская маска на больном и на тех, кто за ним ухаживает. Когда человек дышит высокими потоками концентрированного кислорода через назальные канюли, возможно распыление мокроты. Поэтому и на нем, и на родственниках должны быть маски, чтобы свести к минимуму риски заражения.

Как можно реже лежим на спине, как можно чаще — на животе. Если человек тучный, необходимо подложить подушки под нижнюю часть грудной клетки и под таз так, чтобы живот провисал между ними. Это нужно, чтобы не слипались альвеолы легких.

Пьем достаточно, но не слишком много (как иногда рекомендуют некоторые врачи, которые не сталкиваются с лечением тяжелых пневмоний). Из-за чересчур обильного питья в альвеолах может накапливаться избыток жидкости. Кроме того, человек может часто бегать в туалет, а это сопровождается ненужным повышением физической нагрузки и отсоединением оксигенатора. Кстати, если при походе в туалет существенно снижается сатурация и нарастает одышка, это четкий симптом, что лечение дома с помощью ингаляции кислорода небезопасно.

Помогают незнакомые люди

Но хуже всего ситуация с теми, кого не могут взять в больницу из-за отсутствия мест или же подтвержденного ПЦР-теста. Люди с температурой, двухсторонней пневмонией и затрудненным дыханием вынуждены дома пытаться выжить без дополнительного кислорода. 

Жительница Луцка Оксана неделю искала возможность найти и подключить больную маму к кислороду. Как рассказала женщина, в Луцке все больницы забиты, в частную клинику за городом не принимают без ПЦР, а семейная врач до последнего отказывалась отправлять на анализ, пока ситуация не стала критической. Сейчас сатурация у мамы Оксаны — 86%, спасением может стать только кислородный концентратор. «В Луцке его нет. Вообще нет возможности ни купить, ни взять напрокат. А мы готовы заплатить, лишь бы мама дышала. Ближайший от нас концентратор нашли в Ирпене, его сдают в аренду за 2500 грн в месяц (а напрокат могут давать и по 9 тыс. грн в неделю. — Авт.). Но мы бросили клич по всему интернету, по всем соцсетям, и сегодня нам должны привезти бесплатно из Киева в аренду. Спасибо добрым людям», — рассказывает «Вестям» Оксана.

По словам женщины, мама сейчас спит с открытым окном. Она задыхается и постоянно приходится следить, дышит она или нет. К тому же, как считает Оксана, в госпитализации ее маме могли отказать намеренно, поскольку у нее диабет, а недавно она перенесла инсульт.

«Но она хочет жить и дышать, как и все. И мы не можем опустить руки и, ничего не делая, ждать, когда она умрет. Я думала, что нас будут осуждать за то, что мы просим концентратор для пенсионерки, которой за 70 лет. Но, к счастью, много людей откликнулись и предложили помощь. Спасибо всем большое. Я поняла, что сегодня можно полагаться только на людей. И очень надеюсь, что помощь будет не напрасна, что мама по­йдет на поправку», — говорит «Вестям» Оксана.

Что такое — быть без кислорода при коронавирусе, хорошо помнит медсестра из Винницкой области Мария. Как рассказывает женщина, она заболела в мае, когда большого наплыва пациентов не было, но перенесенную болезнь вспоминает с ужасом. «Я постоянно была в кислородной маске, потому что как только ее снимала, то не просто задыхалась — у меня было впечатление, что я тону. Мне нечем дышать, воздуха нет. Я, как рыба на берегу, открывала рот, но это не помогало. А еще я боялась уснуть. Боялась, что во сне забуду, как это дышать, и перестану. Не понимаю, как люди это смогут перенести», — рассказывает «Вестям» Мария.

При этом, как отмечают прошедшие через этот ад люди, главное — вовремя подключить кислород, и тогда шансы на жизнь увеличиваются в разы. Месяц назад семья Юлии похоронила бабушку, которую лечили в больнице, потом выписали, но никто из врачей не сказал, что ей постоянно нужно было мерить сатурацию и, в идеале, подключить кислород. Родные спохватились поздно, через неделю, когда пенсионерке легче не становилось.

«Мы сделали все, что могли, до последнего вдоха. Нам помогали друзья: доставали баллоны с кислородом, находили нужные переходники. Нашли, через кого можно ездить и заправлять баллоны в больницу по несколько раз в день. Совершенно незнакомые люди дали нам кислородный концентратор, даже не взяв паспортные данные взамен. Со словами: «Я понимаю, в какой вы сейчас ситуации, езжайте, спасите ее». Знали бы мы на неделю раньше, мы бы спасли… И от этого еще больнее и тяжелее принять реальность», — вздыхает Юлия.

Основные из возможных причин взрывов кислородных баллонов

Известно, что кислородный баллон и масло могут вступить в реакцию по причине присутствия окислителя, в большинстве случаев – это как раз кислород. Взрыв может произойти не только в присутствие масла, но и множества других веществ, поэтому стоит быть крайне осмотрительным, транспортируя баллоны. Прежде всего, необходимо строго фиксировать надежность сосуда и его герметичность, так как во многом именно они обеспечивают безопасность перемещения. Взрыв кислородного баллона при контакте с маслом, пусть и небольшой силы, что скорее исключение, чем правило, вполне может привести к пожару, а в закрытом помещении или в автомобиле во время перевозки – это настоящая трагедия.

Взрыв может произойти из – за избыточного давления или неправильной температуры хранения, поэтому технику безопасности каждый должен знать назубок. Загрязненные металлические детали кислородного баллона тем же маслом или любыми другими смазочными жидкостями, могут стать причиной сначала возгорания, а затем и вполне ощутимого взрыва.

Важно помнить для собственной безопасности прежде всего, что кислородный баллон и масло могут стать причиной самых сильных взрывов. Если транспортировку выполняет стажер, он должен знать, как взрывается кислородный баллон от масла и его необходимо сопровождать, чтобы исключить несчастные случаи

Особенно опасно соединение масел с кислородом, находящиеся одновременно под сильным давлением. Часто возникают взрывы кислородных баллонов при открытии вентиля, если руки или перчатки испачканы маслом. Именно поэтому в местах хранения подобных емкостей обязательно должна висеть, предупреждающая об опасности надпись. Если все требования и нормативы будут соблюдены, то и несчастных случаев на производстве или в других местах, где находятся кислородные баллоны, будет на порядок меньше. Многое зависит и от бдительности самих работников, от своевременной проверки и внимания к мелочам, которых, как показывает практика, в подобных делах быть не должно.

При неправильной эксплуатации или транспортировки могут произойти взрывы кислородных баллонов, которые приведут к печальным последствиям. Нередко случаются и человеческие жертвы, а силу разрушения взрыва газового баллона можно сравнить с взрывом от тротила.

В чем польза концентрированного кислорода?

Сегодня он считается одним из самых мощных средств лечения, говорит доцент кафедры анестезиологии Национальной медицинской академии последипломного образования имени П. Л. Шупика Максим Пилипенко. Его уже давно применяют, например, для лечения тяжелой дыхательной недостаточности во время приступа бронхиальной астмы или отека легких, во время тяжелой сердечной недостаточности.

«При коронавирусе ингаляции кислорода полезны прежде всего больным с гипоксемией (понижение содержания кислорода в крови. — Ред.) средней тяжести», — утверждает Максим Пилипенко. «Кислородные концентраторы помогают на начальных стадиях заболевания, когда сатурация, то есть содержание кислорода в крови, только начала снижаться, — комментирует врач-терапевт высшей категории, профессор кафедры терапии Украинской военно-медицинской академии Марьяна Селюк. — Когда ситуация запущена, и сатурация, скажем, составляет 80%, то тут помогут только в стационаре. Но своевременная оксигенотерапия как раз и не позволяет дойти до такого состояния».

Также ингаляции кислородом понижают частоту и глубину дыхания и повышают дыхательный комфорт, а это спасает наши легкие от повреждения. «Оптимально для нашей дыхательной системы, когда мы вдыхаем 400 мл воздуха (женщины), 500 мл (мужчины). Если у человека больные легкие, чувство нехватки воздуха заставляет его дышать большими объемами. При легкой одышке мы вдыхаем в 1,5 раза больше, чем обычно. При тяжелой — в три раза.  Такие объемы вдыхаемого воздуха сильно повреждают легкие. По сути, они их разрывают», — объясняет Максим Пилипенко.

Кроме того, по словам эксперта, кислородотерапия «привязывает» больного к кровати и заставляет его более тщательно соблюдать постельный режим. «Это абсолютно необходимо больным со средней степенью тяжести коронавируса», — уточняет анестезиолог.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий