Oxygène
L’oxygène est un élément chimique, de symbole O et de numéro atomique 8. Il est membre du groupe du tableau périodique halogène et est un élément non métallique hautement réactif oxydant qui forme facilement des composés (notamment oxydes) avec la plupart des éléments. La photosynthèse libère l’oxygène et la respiration consomme l’oxygène. Changements en phosphate sont reliés aux changements dans les concentrations d’oxygène.
L’oxygène fut découvert indépendamment par Carl Wilhelm Schele, à Upsala, en 1773, ou plus tôt et Joseph Priestley dans le Wiltshire, en 1774, mais Priestley est souvent donné priorité parce que son œuvre a été publiée en premier lieu. L’oxygène de nom a été inventé en 1777 par Antoine Lavoisier, dont les expériences avec l’oxygène a contribué à discréditer la théorie des phlogistons populaire lors de la combustion et la corrosion. Son nom dérive de l’oxys racines grecques, « acide », littéralement « forte », se référant au goût aigre d’acides et de - γενής-gènes, « producteur », littéralement « initiateur », parce qu’au moment de nommer, c’était par erreur pensait que tous les acides nécessaires d’oxygène dans leur composition.
Deux méthodes principales sont utilisées pour produire 100 millions de tonnes de O
2 extrait de l’air pour usages industriels chaque année. La méthode la plus courante consiste à distiller fractionnaires air liquéfié dans ses différentes composantes, avec N 2 distillation comme une vapeur, tandis que O 2 est laissée sous forme liquide. L’autre méthode majeure de production de gaz O 2 implique de passer un flux d’air propre et sec dans un lit d’une paire de tamis moléculaire identique zéolite, qui absorbe l’azote et livre un jet de gaz c’est 90 % à 93 % O 2.Simultaneously, l’azote est libéré de l’autre lit de zéolite saturé en azote, en réduisant la pression de service de chambre et en détournant la partie de l’oxygène gazeux dans le lit du producteur à travers elle , dans le sens inverse de l’écoulement. Après un cycle de réglage temps le fonctionnement des deux lits est interchangeables, permettant ainsi un approvisionnement continu en oxygène gazeux à pomper à travers un pipeline. Ceci est connu comme l’adsorption d’oscillation de pression. Oxygène-gaz est obtenu plus en plus de ces technologies non cryogéniques (voir aussi l’adsorption connexes swing sous vide). Oxygène-gaz peut aussi être produit par électrolyse de l’eau en hydrogène et en oxygène moléculaire. DC électricité doit être utilisée : Si AC est utilisé, les gaz dans chaque branche composent d’hydrogène et d’oxygène dans un rapport explosif 2:1. Contrairement à la croyance populaire, le ratio de 2:1 observé dans l’électrolyse de l’eau acidifiée DC ne prouve pas que la formule empirique de l’eau est H2O, à moins que certaines hypothèses concernant les formules moléculaires d’hydrogène et d’oxygène eux-mêmes. Une méthode similaire est l’électrocatalytique O 2 evolution des oxydes andoxoacids. Catalyseurs chimiques peuvent être utilisés aussi bien, comme par exemple les générateurs chimiques d’oxygène ou des bougies de l’oxygène qui sont utilisés dans le cadre de l’équipement de vie-soutien des sous-marins et font toujours partie de l’équipement de série sur des avions commerciaux en cas d’urgence de dépressurisation. Une autre technologie de séparation d’air implique forçant l’air à dissoudre grâce à des membranes céramiques basés sur dioxideby de zirconium soit haute pression ou un courant électrique, pour produire presque pur O 2 gaz. En grande quantité, le prix de l’oxygène liquide en 2001 était d’environ 0,21 $/ kg. Puisque le coût principal de production est le coût énergétique de la liquéfaction de l’air, le coût de production changera comme coût énergétique varie.
Hydrogène
L’hydrogène est un élément chimique, de symbole chimique H et de numéro atomique 1. Avec une masse atomique de 1,00794 u, l’hydrogène est l’élément le plus léger du tableau périodique. Sa forme monoatomique (H) est la substance chimique plus abondante dans l’univers, qui constitue environ 75 % de toute masse baryonique. -Un morceau de non étoiles sont principalement composés d’hydrogène à l’état de plasma. Le plus commun isotope de l’hydrogène, appelé protium (nom rarement utilisé, symbole 1H), a un proton et aucun neutron.
Le plus commun composé de chlore, chlorure de sodium (sel commun), est connu depuis l’antiquité. Vers 1630, gaz de chlore a été synthétisé pour la première fois à une réaction chimique, mais pas reconnu comme une substance d’une importance fondamentale. Caractérisation de chlore gazeux a été faite en 1774 par Carl Wilhelm Scheele, qui suppose qu’il est un oxyde d’un élément nouveau. En 1809, chimistes a suggéré que le gaz pourrait être un élément pur, et cela a été confirmé par Sir Humphry Davy en 1810, qui la baptisèrent du grec ancien « vert pâle ». La quasi-totalité de chlore dans la croûte terrestre se présente sous forme de chlorure dans les divers composés ioniques, y compris le sel de table. C’est la deuxième plus abondant halogène et 21e élément chimique le plus abondant dans la croûte terrestre. Le chlore élémentaire est frombrine produite commercialement par électrolyse. Le haut potentiel d’oxydation du chlore élémentaire dirigé dans le commerce pour libérer le blanchiment au chlore et usages désinfectants, ainsi que ses nombreuses utilisations d’un réactif essentiel dans l’industrie chimique. Chlore est utilisé dans la fabrication d’une large gamme de produits de consommation, environ les deux tiers d'entre eux, les produits chimiques organiques tels que le chlorure de polyvinyle, ainsi que de nombreux intermédiaires pour la production de plastiques et autres produits qui ne contiennent pas de l’élément. Comme désinfectant commun, le chlore élémentaire et composés générateurs de chlore sont utilisés plus directement dans les piscines pour les garder propres et hygiéniques. Sous la forme d’ions chlorure, le chlore est nécessaire pour toutes les espèces connues de la vie. Autres types de composés chlorés sont rares dans les organismes vivants et artificiellement produites varient de substances organiques chlorées d’inerte à toxique. Dans la haute atmosphère, contenant du chlore des molécules organiques comme les chlorofluorocarbures ont été impliqués dans la destruction de l’ozone. Petites quantités de chlore élémentaire sont générées par l’oxydation du chlorure d’hypochlorite dans les neutrophiles, dans le cadre de la réponse immunitaire contre les bactéries. Le chlore élémentaire à des concentrations élevées est extrêmement dangereux et toxique pour tous les organismes vivants et a servi le premier agent gazeux guerre chimique pendant la première guerre mondiale.
Dans l’industrie, le chlore élémentaire est habituellement produit par l’électrolyse du chlorure de sodium dissous dans l’eau. Cette méthode, le processus de chloralcali industrialisé en 1892, offre maintenant essentiellement tout le gaz chlore industriel. Avec chlore, la méthode donne du gaz d’hydrogène et hydroxyde de sodium (hydroxyde de sodium étant en fait la plus importante des trois produits industriels produits par le processus). Le processus se déroule selon l’équation chimique suivante :
2 NaCl + 2 H2O → Cl2 + H2 + 2 NaOHThe électrolyse de toutes les solutions de chlorure de procéder selon les équations suivantes : Cathode: 2 h + 2 e− → H2 (g) Anode: 2 Cl−(aq) → Cl2(g) + 2 e−Overall processus: 2 NaCl (ou KCl) + 2 H2O → Cl2 + H2 + 2 NaOH (ou KOH) dans la membrane cellulaire électrolyse, l’amiante (ou fibres de polymère) sépare une cathode et une anode , éviter le chlore formant à l’anode de re-mélanger avec l’hydroxyde de sodium et de l’hydrogène formé à la cathode. La solution de sel (saumure) est continuellement alimentée au compartiment de l’anode et traverse le diaphragme dans le compartiment de la cathode, où l’alcali caustique est produite et la saumure est partiellement déchargée. Diaphragme méthodes produisent des alcalis dilués et légèrement impur mais ils ne sont pas surchargés avec le problème de la prévention des rejets de mercure dans l’environnement et ils sont plus économes en énergie. Électrolyse de cellules de membrane emploient membrane perméable comme un échangeur d’ions. Solution saturée de chlorure de sodium (ou potassium) circule à travers le compartiment de l’anode, laissant à une concentration inférieure. Cette méthode est plus efficace que la cellule de diaphragme et produit de l’hydroxyde de sodium (ou potassium) très pur à environ 32 % concentration, mais nécessite une saumure très pure.
