Кислород (нем. Sauerstoff, франц. oxyg è ne, англ. oxygen) — нормальная и весьма важная составная часть воздуха, в обычных условиях температуры и давления бесцветный газ, без вкуса и запаха (история открытия Кислород — см. Воздух). В виде соединений Кислород распространен на земной поверхности так, как никакой другой элемент. Он составляет 8/9 весовых частей воды, которая, в свою очередь, занимает почти 3/4 земной поверхности. Большинство горных пород и земель состоит из соединений Кислород, причем содержание его в некоторых из них доходит до 53% (песок, кварц), вообще же можно считать содержание в них Кислород до 1/3 их веса. Организмы также богаты им: так, растения, помимо Кислород воды, содержат его до 40% в виде других соединений, а животные до 20% своего веса. Несмотря на громадное распространение на земной поверхности, несмотря на большое сродство ко всем телам (Кислород соединяется прямо или косвенно со всеми элементами, за исключением фтора, с которым неизвестно соединений), Кислород остался еще в свободном состоянии и в смеси с азотом образовал атмосферный воздух. В воздухе он содержится в количестве около 1/4 по весу или около 1/5 по объему и весит примерно около 122x10 ¹⁵ пудов, но это число, несмотря на свою чудовищность, ничтожно с тем количеством его, которое содержится в земной коре, хотя (по Менделееву) внутри земли содержание Кислород меньше, чем на поверхности. Что касается до внеземного распространения Кислород, то его еще не найдено; по новейшим спектроскопическим исследованиям Янсена, произведенным на вершине Монблана, на Солнце его не оказалось, следовательно, на Солнце он не находится в известной для нас форме, дающей определенный ряд спектральных линий. Нахождение кислорода на других планетах — см. Воздух. Роль кислорода в экономии природы также громадна, как и его распространение. Без него немыслимы такие процессы огромной важности, как дыхание, горение и гниение (см.). Первым из этих процессов обуславливается жизнь со всеми ее проявлениями, второй дает нам тепло, а вместе с тем энергию, необходимую для всякой механической работы; гниение же в связи с брожением доканчивает дело смерти, разрушая отжившие тела и превращая их главным образом в углекислоту и воду, которые снова идут на дело жизни. Помимо этих процессов, есть еще много других, которые обусловлены Кислород и известны под общим именем окисления. По своим физическим свойствам Кислород, как сказано, является бесцветным газом без запаха и вкуса. Плотность его относительно воздуха и вес литра — см. Воздух; абсолютный коэффициент преломления при 0° и 760 мм давления — 1,000271, относительный (к воздуху=1 при 0°) — 0,9245 (Маскар), т. е. меньше воздуха. Спектр поглощения Кислород — см. Воздух. Теплоемкость при постоянном давлении 0,2175, а при постоянном объеме 0,1550. Кислород плохой проводник тепла и электричества, но способен намагничиваться более, чем все другие газы, за исключением озона. Если магнитную силу железа обозначить через 1000000, то, по Беккерелю, для Кислород она выразится числом 377, а для воздуха — 88. При электролизе соединений Кислород он в виде газа всегда выделяется на положительном полюсе. Несмотря на многие попытки — Кислород долгое время не могли превратить в жидкость. Фарадею не удалось его сгустить при давлении 40 атмосфер и при температуре —110°. Попытки Андрюса и Наттерера также не увенчались успехом, хотя последний доводил давление до 1350 атм. Неудача происходила от того, что во всех этих опытах не достигалась критическая температура (см.) кислорода, т. е. та температура, выше которой газ никаким давлением не переводится в жидкое состояние. В 1877 году Кальете в Париже и Пикте в Женеве удалось, наконец, получить Кислород в жидком виде, но не удалось эту жидкость уединить, чего позднее достигли Вроблевский, Ольшевский, Дьюар и др., употребляя жидкий этилен и азот, причем температура доходит до —200°, поэтому не требуется больших давлений (см. Газы сжиженные).

Сжиженный Кислород представляет прозрачную, легкоподвижную жидкость синего цвета (Ольшевский). Критическая температура Кислород, по Вроблевскому, лежит при —119°, а критическое давление при 50 атмосферах. В критическом состоянии плотность Кислород, по Дьюару, 0,65 (вода=1), но он, как и другие тела в этом состоянии, сильно меняет свою плотность при перемене давления и температуры, поэтому при больших давлениях многие исследователи дают ему большую плотность, до 1,1. По Ольшевскому, например, при —129,57°, плотность 0,755, при —137,5°, плотность 0,854, при —139,3°, плотность 0,878 и при —181,4°, т. е. около температуры кипения жидкого Кислород под обыкновенным давлением, плотность 1,124. Кислород очень мало растворим в воде, но все же больше, чем азот. По Бунзену и Кариусу, объемные коэффициенты растворимости Кислород в воде следующие: при 0° — 0,04114, при 4° — 0,03717, При 10° — 0,03250, при 15° — 0,02989 и при 20° — 0,02838, тогда как в спирте при этих температурах коэффициент 0,28397 не изменяется, стало быть, растворимость Кислород в спирте почти в 10 раз больше, чем в воде. По Бунзену, воздух, растворенный в воде при температурах 1°, 15° и 23°, всегда содержит 35 частей Кислород и 65 частей азота, причем коэффициенты растворимости Кислород и азота с температурой изменяются одинаково, относясь друг к другу, как 2,023:1 [По Винклеру, вода поглощает из воздуха при 0° — 35,1% Кислород, при 1° — 34,8%, при 20° — 34,3% и при 25° — 33,7%.]. Давно известен тот факт, что чистое расплавленное серебро в момент отвердевания с шумом выделяет газ, так что металл частью разбрызгивается и поверхность его становится шероховатой. Примесь меди, а также золота препятствует явлению. По Люка, это явление происходит от растворения Кислород в серебре, которое может поглотить его до 22 объемов. При охлаждении часть растворенного Кислород остается и выделяется только в пустоте при нагревании до 500° (Дюма). Сплавленная платина также растворяет Кислород, который выделяется при охлаждении (С. Клер де Вилль). По Леблану, килограмм сплавленного глёта может поглотить около 50 куб. см Кислород, который выделяется при охлаждении массы. Атомный вес Кислород по отношению к водороду до сих пор не установлен точно, благодаря многим трудностям, которые встречаются при его определении (см. Вес атомов). Более вероятное число — 15,92, если H=1, но в большинстве случаев употребляют более простое — 16.

Химические свойства Кислород Химический знак Кислород выражается буквой O, от его латинского названия oxygenium (от греческих όζύς — кислый и γεννάω — произвожу, рождаю). Кислород в своих соединениях двухатомен, и как на типичный пример такого соединения можно указать на соединение его с водородом, которое дает воду — Н ₂ О. Он, как сказано, соединяется со всеми элементами, за исключением фтора, и с множеством сложных тел. Соединение Кислород с элементами зовутся вообще окислами или окисями (см.); они делятся на 8 форм и служат для характеристики групп в периодической системе элементов (см.). Соединение тела с Кислород может совершаться быстро, с большим отделением тепла и света, как горение, или медленно, без заметного отделения тепла, как окисление. Большинство тел легко соединяется с Кислород и выделяет много тепла при своем соединении (тепло, выделяемое при окислении определенным количеством тела, есть величина постоянная для этого тела); только немногие тела, химически сходные с Кислород, трудно соединяются с ним и выделяют мало тепла или даже поглощают его. Так, например, Кислород соединяется с галоидами и азотом. Для тел, легко соединяющихся с ним, обыкновенно мало одного прикосновения, но требуется еще какой-нибудь посторонний агент, как тепло, свет, электричество, сжатие или разряжение, соприкосновение с платиной и некоторыми другими телами, раздробление вещества и проч., причем соединение в чистом Кислород идет легче и с большей интенсивностью, чем в воздухе, где Кислород сильно разбавлен малодеятельным азотом.

Большинство тел не соединяется или соединяется очень медленно с Кислород при обыкновенной температуре. Способность окисляться с понижением температуры вообще падает и при очень низких температурах прекращается (Пикте). Сравнительно немногие тела способны окисляться при обыкновенной температуре, как, например фосфор, многие сернистые металлы, белое индиго, пирогалловокислые щелочи и т. п., сюда же относится гниение и тление органических веществ, ржавление металлов и т. д. При нагревании, напротив, множество тел легко и скоро соединяется с Кислород: железо медленно окисляется при обыкновенной температуре (ржавеет) на воздухе, а накаленное горит в чистом Кислород; почти все накаленные органические тела горят на воздухе и даже алмаз сгорает при накаливании в чистом Кислород Температура, которая необходима для того, чтобы началось соединение с Кислород, не только различна у различных тел, но и у одного и того же тела, смотря по тому, как пойдет соединение — медленно или быстро; фосфор, например, медленно соединяется с Кислород уже ниже 10°, быстро же при 60°. Под влиянием света производится окисление многих органических веществ (действуют при этом главным образом лучи наиболее преломляющиеся): беление красящих веществ, зеленение гваяковой смолы и т. д. Желатина с хромпиком окисляется на свету и становится нерастворимой в теплой воде (Потвен), что и применяется в фотографии, для фотогравюры, фотолитографии и т. д. Некоторые неорганические тела (мышьяк) окисляются на свету сильнее, чем в темноте. Электричество способствует окислению, вероятно, вследствие образования тепла или озона. Сжатие также иногда способствует соединению с Кислород; так, дерево под обыкновенным давлением загорается в Кислород при 350°, а под давлением 2,6 атм. при 252° (Тенар). Франкланд наблюдал вспышку при медленном закачивании Кислород в аппарат Наттерера, когда газ сжат примерно на 1/25, причем железо аппарата отчасти окисляется. Вспышка тут происходила от окисления смазочного масла. Фосфор, напротив, соединяется с чистым Кислород и Кислород воздуха при температурах тем более низких, чем меньше давление, что вероятно обуславливается более легким образованием паров. Если смесь Кислород и горючего газа находится в соприкосновении с платиной и некоторыми другими твердыми телами, то происходит соединение при более низкой температуре, чем без твердого тела, причем его температура от начавшейся реакции повышается и окисление не только поддерживается, но ускоряется и даже может иногда перейти в горение. Уже Дэви нашел, что происходит соединение, если смесь Кислород или воздуха, с одной стороны, и водорода, окиси углерода, маслородного газа, циана, спирта, эфира или терпентина — с другой, привести в соприкосновение с тонкой листовой платиной или тонкой платиновой проволокой, нагретых не до накаливания, причем платина от выделяющегося тепла сильно накаливается и может произойти горение. Эрдман указал, что платиновая проволока должна быть нагрета до 50—51°, чтобы началось соединение Кислород с водородом. Нагретая до красного каления тонкая платиновая проволока остается накаленной в светильном газе, вследствие начавшегося окисления; такая же проволока окисляет пары древесного спирта в муравьиный альдегид и т. д. Губчатая платина и платиновая чернь производят окисление многих тел, даже на холоде, — так, губчатая платина при обыкновенной температуре, а платиновая чернь даже при —20° производит соединение Кислород с водородом (см. Контактные явления).

Многие тела не соединяются прямо при накаливании с Кислород, но соединение происходит, если присутствует другое тело, которое соединяется с Кислород Так азот один не соединяется с ним при накаливании, но при сожжении 1 части азота с 14 частями водорода получается азотная кислота. Увеличение поверхности окисляющегося тела также способствует соединению. Железо в сплошном виде не изменяется в сухом воздухе, а во влажном ржавеет, но если взять его в мелком порошке, как оно получается после прокаливания берлинской лазури или при восстановлении водородом кислородных его соединений, то такое железо уже само собой загорается на воздухе без предварительного нагревания (образует пирофор). Фосфор, выпаренный из раствора в сероуглероде, почти моментально загорается на воздухе; то же происходит и с сернистыми щелочами, восстановленными из сернокислых солей избытком угля при возможно низкой температуре. В этих случаях, помимо увеличения поверхности окисления, может быть, играет также роль сгущение Кислород в порах раздробленного тела. Есть много простых тел, которые ни при каких условиях прямо не соединяются с Кислород, но которые можно соединить с ним косвенными путями, таковы, например, платина, золото, иридий, хлор и т. п. В этом случае данное тело соединяют с другим и с помощью двойного разложения замещают его Кислород или пользуются телом, легко выделяющим Кислород, который тогда действует в момент выделения (in statu nascendi). Окисление также очень облегчается, если окисляемое тело находится в состояния выделения. Часто те вещества, которые прямо не соединяются с Кислород, но образуют соединения с ним косвенным путем, легко выделяют присоединенный Кислород при нагревании и могут служить для получения Кислород, а также для окисления других тел, и таким образом сами служат для непрямых окислений; таковы, например, соединения хлора, азота, платины и др. Такие вещества, богатые Кислород и служащие для окисления других тел, зовутся окислителями.

При анализе газовой смеси Кислород обыкновенно поглощается раствором пирогалловой кислоты С ₆ Н ₃ (ОН) ₃ в едком кали, после того как газовая смесь была обработана KHO (см. Газовый анализ), часто пользуются также палочками фосфора. Отлично поглощает Кислород, кроме того, уксуснокислая закись хрома Cr(C ₂H₃O₂)₂, причем при поглощении Кислород синий раствор делается зеленым (качественный признак). Если Кислород находится в соединении с металлом, то его удаляют или просто нагреванием, или нагреванием в струе сухого хлора, причем образуется хлористый металл, а Кислород выделяется в свободном виде. Такие окиси, как окись алюминия и окись хрома, которые сопротивляются действию хлора, смешивают с углем и обрабатывают хлором. В этом случае Кислород выделяется в виде CO и CO ₂. Многие окиси можно восстановить до металла нагреванием в струе восстанавливающего газа, причем, употребляя водород, получают воду, а употребляя окись углерода — углекислоту; первая поглощается взвешенной хлоркальциевой трубкой, вторая — с помощью калиаппарата. При анализе кислородных органических соединений Кислород обыкновенно определяется из разности между весом вещества и суммой веса входящих в него C, H, N и др.

Получение Кислород Было предложено очень много способов для получения свободного Кислород Все эти способы могут быть разделены на такие, посредством которых стремятся достигнуть цели, пользуясь химическими свойствами Кислород, и на такие, которые основаны на его физических свойствах. Первые могут быть разделены на три группы. 1) Способы, основанные на разложении соединений Кислород с металлами, которые удерживают Кислород при обыкновенной температуре и теряют его при накаливании. Так относятся окислы благородных металлов. Примером подобного разложения может служить разложение красной окиси ртути, которая при накаливании выше 230° (Мюллер) разлагается на составные части: HgO=Hg+О, причем ртуть конденсируется в холодных частях прибора, а Кислород (в количестве 7,4% по весу взятой окиси) собирается в сосуде над водой. Эта реакция имеет только исторический интерес (см. Воздух); она обратима и могла бы служить для получения Кислород из воздуха. 2) Высшие степени окисления некоторых металлов, так называемые перекиси, очень удобны для получения свободного Кислород простым накаливанием, а также при действии многих кислот. Так, например, перекись марганца МnO ₂, встречающаяся иногда в природе в больших количествах и известная в технике под именем марганца или черного марганца (Braunstein — по-немецки), при сильном накаливании отдает 1/3 своего Кислород (12,2% веса перекиси), оставляя красную окись марганца: 3МnО ₂ =Мn ₃ О ₄+O₂. Реакция ведется в железных или глиняных сосудах, потому что стекло размягчается при этом. Для получения литра Кислород необходимо 11,67 грамм перекиси. Природная перекись, помимо MnO ₂ (пиролюзита), часто содержит изменчивые количества других окислов марганца, которые также переходят в красную окись марганца, но дают соответственно меньше Кислород, чем пиролюзит; так, например, браунит Мn ₂ О ₃ выделяет только 1/2 своего Кислород (3,4% веса браунита): 3Мn ₂ О ₃ =2Мn ₃ О ₄ +O и т. п. Кроме окислов марганца, в перекиси всегда содержатся еще и другие примеси, не дающие Кислород, как кварц, тяжелый шпат, углекислые кальций и барий и т. п., поэтому выход Кислород гораздо ниже теоретического, и он получается всегда с примесью углекислоты и др. газов, которые нужно удалять промыванием щелочью, но и после этого остается некоторая примесь азота. Если порошкообразную перекись марганца постепенно нагревать с крепкой серной кислотой, то, как показал Шееле, выделяется половина Кислород, содержащегося в перекиси: MnO ₂+H₂SO₄=MnSO₄+H₂ O+О. Очистка тут также необходима, как и при получении прямо из перекиси. По патенту Горнбостеля, реакция между МnО ₂ и H ₂SO₄ наступает без нагревания, если в смесь пропускать ток воздуха под давлением; тогда воздух, выходящий из аппарата, сильно обогащается Кислород и может быть с выгодой употреблен на нагревание. Так как при получении Кислород в малых количествах из MnO ₂ и H ₂SO₄ стеклянный сосуд лопается от отвердевания MnSO ₄, то для избежания этого Винклер предложил сплавлять перекись с кислой серно-натровой солью.

Другие перекиси относятся так же, как перекись марганца, и также служат для получения Кислород; по Робинсу (Robins), 2 частицы перекиси бария и 1 часть двухромокислого калия дают со слабой серной кислотой при обыкновенной температуре правильный ток Кислород По Бетгеру, смесь равных частей перекисей свинца и бария с разбавленной серной кислотой выделяет при обыкновенной температуре Кислород Касснер рекомендует для той же цели смесь перекиси бария с железо- или железисто-синеродистым калием:

K₆Fe₂Cy₁₂ + 2BaO₂ + H₂ O = Ва ₂ FеСу ₆ + K₄ FеСу ₆ + 2KНО + 3О.

Перекись водорода — Н ₂ О ₂ при нагревании и под влиянием весьма многих реагентов выделяет кислород. К 3-й группе соединений, служащих для получения Кислород, относятся кислоты и соли, богатые Кислород Они, как и перекиси, выделяют Кислород прямо при нагревании или при нагревании в смеси с другими телами. При пропускании тонкой струи серной кислоты на платиновую чашку, находящуюся в сильно накаленной глиняной реторте, наполненной индифферентным веществом, происходит разложение серной кислоты по уравнению H ₂SO₄=H₂O+SO₂ +O. Пропуская смесь газов через холодильник, сгущают воду, а пропуская через раствор щелочи — освобождают Кислород от SO ₂. 2½ к ило серной кислоты дают 250 литров Кислород Для технических целей этот способ недостаточно дешев. В качестве исторического примера получения Кислород можно указать на получение его Пристлеем в 1772 г. и потом Шееле нагреванием селитры. Теперь в лабораториях обыкновенно получают Кислород нагреванием бертолетовой соли — KClO ₃ (хлорновато-калиевая соль), потому что соль эту очень легко иметь в чистом виде, кислорода получается много и нагревание невелико, что позволяет вести разложение в стеклянном сосуде. В технике этот прием неупотребителен из-за высокой цены соли. Соль эта при нагревании плавится и тотчас начинает выделять Кислород, но через некоторое время выделение прекращается, соль твердеет, несмотря на непрерывное нагревание, и только при более сильном нагревании снова начинается плавление и выделение Кислород Это явление происходит от неполного разложения соли по уравнению: KСlО ₃ =KСl+О ₃, но часть освободившегося Кислород образует с KClO ₃ хлорно-калиевую соль KСlО ₄, которая уже и разлагается далее при более высокой температуре. В начале опыта нагревание должно быть медленное, иначе может произойти взрыв, особенно если соль содержит уголь или органические вещества. Если разложение соли довести до конца, то 1 кило ее дает 271 литр Кислород Так как при разложении сплавленная соль вспучивается, пузырится, а потом, при переходе в KСlО ₄, отвердевает, то поэтому нагревание, а вместе с тем и выделение Кислород, бывает неравномерное и сосуд зачастую лопается; чтобы избегнуть этого, рекомендуется подмешивать к сплавленной и растертой соли в количестве около 1/4 различные вещества, которые не плавятся, хорошо проводят теплоту и не дают прочных высших соединений с Кислород, как окись железа, окись или перекись марганца, окись меди и т. п., причем температура разложения соли понижается (чистая соль разлагается около 360°, а в смеси пополам с окисью железа — при 110—120°, с перекисью марганца — при 200—205°) и выделение Кислород идет правильнее. Эти примеси не выделяют своего Кислород, но образуют высшие степени окисления, которые тут же разлагаются. Только совершенно чистая соль дает чистый Кислород, нечистая же и в смеси с окислами обыкновенно дает Кислород с примесью хлора, поэтому газ промывается для очищения щелочью. Реакция эта необратимая и экзотермическая. При нагревании хромпика в порошке (3 части) с крепкой серной кислотой (4 части) получается Кислород по уравнению:

K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ = K₂SO₄ + Cr₂ (SО ₄) ₃ + 4H₂ О + О ₃ (16% Кислород по весу хромпика).

Безводный цинковый купорос при накаливании также разлагается с выделением Кислород: ZnSO ₄=ZnO+SO₂ +O. Девиль и Добре получили из 100 кило купороса 6,8 куб. метров Кислород, 51 кило ZnO и 22 кило SO ₂. Хлорная известь при нагревании разлагается по уравнению: CaCl₂O₂=CaCl₂+O₂. Один кило хлорной извести дает 40—50 литров Кислород обыкновенно с примесью хлора, который удаляется или щелочью, или хлорной известью с прибавкой едкой, или пропусканием газа над известью при слабом нагревании. Разложение идет гораздо легче, если взять раствор хлорной извести (также жавелевую воду или раствор хлорноватисто-натровой соли с поваренной солью) с примесью небольшого количества (½% и меньше) окиси кобальта или азотнокислой соли, причем окись кобальта тотчас образуется. По окончании реакции окись кобальта остается без перемены, но весьма возможно, что она окисляется дальше; высшая степень окисления отдает свой Кислород оставляя окись кобальта, которая снова окисляется, и т. д. Для того чтобы избежать вспенивания во время выделения Кислород, сверху наливают минерального масла. Как окись кобальта действуют (несколько слабее) окиси никеля и меди.

Для получения больших количеств Кислород техники с давних пор стремятся брать в качестве исходного материала атмосферный воздух, где находится неисчерпаемый запас Кислород в свободном состоянии в смеси с азотом. К сожалению, неизвестно, чтобы какое-нибудь тело легко соединялось с азотом и чтобы при этом другая часть смеси — кислород — оставалась неизменной. Чтобы достичь разделения, стараются пользоваться способностью Кислород соединяться со многими телами при низшей температуре и выделяться при высшей. Буссенго, например, предложил переводить окись бария при темно-красном калении в токе воздуха в перекись бария, которая при более сильном нагревании отдает Кислород и оставляет исходную окись бария. По-видимому, этот способ очень прост, но на практике оказалось, что после 10—12 операций окись бария совершенно теряет способность превращаться в перекись. Гондоло старался устранить этот недостаток прибавкой к окиси бария извести, магнезии и небольшого количества марганцовокислого кали, очищая воздух от углекислоты щелочью. В таком виде операцию можно повторить 130 раз. Недавно этот способ очень усовершенствован братьями Горин, особенно в отношении аппаратов. Они прежде всего готовят по возможности чистую окись бария; для этой цели сухой азотнокислый барий нагревают мало-помалу в открытых тиглях до 1000—1500°, пока содержимое тиглей не сделается твердым и пористым, тогда тигли закрывают и нагревают в продолжение 4 часов до белого каления, потом переносят их в герметически закрытое пространство и тут охлаждают без доступа воздуха. Таким образом приготовленной окисью бария наполняют железные реторты, помещенные в общей печи. Воздух вдувается под давлением и предварительно очищается от углекислоты и воды пропусканием над едкой известью и натром. Азот, оставшийся после реакции не поглощенным, выкачивается насосом. Когда окись бария при 500—600° перейдет в перекись, выделяют при 800° Кислород и выкачивают его с помощью насоса. Если диссоциацию перекиси вести при сильном разряжении, то температуру можно держать одну и ту же, причем, правда, добыча Кислород уменьшается, но зато можно в то же время увеличить число операций. В таком виде способ применен Эльканом в Берлине. Реторты расположены в печи вертикально, где они непрерывно нагреваются до температуры, необходимой для разложения, а понижение ее, необходимое для образования перекиси, достигается пропусканием избытка холодного воздуха через нагретую массу. Необходимый воздух, пройдя два маленьких сборника с едкой известью и башенку с едким натром, сжимается и пропускается в реторты. Насос автоматически, примерно через каждые 5 минут, прекращает ток воздуха и потом разряжает. Сперва собирается Кислород смешанный с воздухом, пока, примерно через 1½ минуты, не произойдет перемена тока воздуха, после чего собирается чистый Кислород и переводится в газовый приемник; потом через 3 минуты опять начинается нагнетание воздуха. Кислород сжимается под давлением 100 атмосфер в стальных цилиндрах без швов, в которых и поступает в продажу. Для смазки насоса обыкновенные смазочные средства не годятся, для этого употребляют только воду, которая вместе с тем и охлаждает аппарат. Для получения Кислород из воздуха может служить также полухлористая медь CuCl. Если эту соль нагревать в струе пара и воздуха при 150—200°, то она переходит в хлорокись меди Cu ₂Cl₂ O, которая при нагревании до 400° отдает весь свой Кислород и оставляет снова исходную полухлористую медь. Малле получал таким образом Кислород в Париже и Кёльне в 1872 г. Полухлористая медь смешивается на 1/3 с песком и нагревается в ретортах, выложенных глиной. 100 кило полухлористой меди дают 3—3½ кубических метра Кислород Реторты сильно портятся от медной соли.

Если накаливать марганцово-натровую соль, то она отдает 1/4 своего Кислород и переходит главным образом в перекись марганца и марганцовистокислый натрий. При нагревании в парах воды этой последней соли Na ₂MnO₄ до 450° соль разлагается до перекиси марганца и едкого натра: Na ₂MnO₄+H₂O=MnO₂ +2NaHO+О. Если остаток от реакции нагревать в токе воздуха, то наступает обратная реакция: MnO ₂ +2NaHO+О=Na ₂MnO₄+H₂ O и т. д. На этом основан способ Тиссье де Мотая, который многократно был применен для получения Кислород в больших количествах Примерно равные веса природной перекиси и едкого натра смешиваются для пористости и для избежания плавления с 1/5 частью окиси меди. Смесь нагревается до 450° в горизонтальных чугунных ретортах емкостью в 300—400 кило, эллиптического сечения, с решеткой, делящей их на две неравные части. В реторты вдувается воздух под давлением, тщательно очищенный от углекислоты едкой известью и нагретый примерно до 300°, с таким расчетом, чтобы на 1 объем Кислород приходились 10 объемов воздуха. Через 5 минут прекращают доступ воздуха и пускают водяной пар под давлением 2/3 атмосферы. Выделяющийся газ входит в конденсатор, где пар сгущается дождем холодной воды, а Кислород собирается в приемник. Ток воздуха и пара чередуется через каждые 5 минут, пока (примерно через 6 часов) не начнется заметное уменьшение выделения Кислород и не потребуется более продолжительной регенерации в течение примерно одного часа. Расход топлива при этом способе довольно велик. По Касснеру, свинцовые соли щелочных земель могут служить для получения Кислород из воздуха. Соли получаются нагреванием щелочных земель или их углекислых солей с окисью свинца в токе воздуха. Таким образом получается буро-красная известковая соль Са ₂ PbО ₄, черная баритовая и бурая стронциевая (присутствие углекислоты в воздухе не вредит, но избегают даже следов сернистого газа). Из полученной таким образом пористой массы в ретортах или пламенной печи можно добыть Кислород следующим образом: нагревание прекращают, масса от этого несколько охлаждается, и пускают струю чистой углекислоты, причем наступает быстрое выделение Кислород с отделением тепла и образование окиси свинца, а также углекислой соли щелочноземельного металла: Са ₂ PbО ₄ +2СО ₂=2CaCO₃ +PbO+О. При благоприятной температуре можно получать Кислород почти совсем свободный от углекислоты. Остающаяся масса регенерируется в свинцовую соль кальция пропусканием при ярко-красном калении водяного пара и воздуха, освобождающаяся при этом углекислота снова служит для получения Кислород Если свинцовую соль кальция вдуванием воздуха охладить до 100° и слабо смочить струёй пара, то при введении влажного топочного газа соль можно легко разложить на перекись свинца и углекислый кальций: Са ₂ РbО ₄ +2СО ₂ =РbО ₂ +2СаСО ₃. Для нагревания этой массы требуется только слабо-красное каление, когда с перегретым паром выделяется чистый Кислород из PbO ₂. Остающаяся масса снова перерабатывается в свинцовую соль.

Теперь перейдем к описанию способов получения Кислород, основанных на его физических свойствах. Азот и Кислород, различно растворимы в воде; 1 объем воды при 0° и 760 мм растворяют 0,02035 объема азота и 0,04114 объема Кислород Так как газы из смеси растворяются пропорционально их парциальному давлению (см.), а воздух содержит 79 объемов азота и 21 объем Кислород, то воздух, поглощенный одним объемом воды, состоит из 0,79x0,020=0,0158 объема азота и 0,210x0,041=0,00861 объема Кислород Если этот воздух извлечь из раствора и снова растворить в воде, то он будет состоять из 47,5% (объемных) Кислород и 52,5% азота. После трех таких операций состав воздуха будет 62,5% Кислород и 37,5% азота; после 4 операций — 75% кислорода и 25% азота и после 8 операций остается только 2,7% азота. Этот способ применен в большом виде Малле (Mallei). Аппарат состоит из ряда свинцовых сосудов, не совсем наполненных водой и соединенных друг с другом насосом. Воздух сжимается в первом сосуде под давлением 5 атмосфер. Затем производят разряжение и выделяющиеся газы сжимают во втором сосуде и т. д. При работе с 4 сосудами операция продолжается 5 минут и дает газ с содержанием 75% Кислород Способ этот неудобен тем, что требует много воды и движущей силы. По патенту Helouis, при этом способе выгодно брать для поглощения газов 20%-й раствор глицерина в воде. Посредством аппарата, употребленного изобретателем, уже после 3-х операций можно получить газ с содержанием 75% Кислород

Грем нашел, что Кислород воздуха проникает через каучуковую пластинку в 2½ раза скорее азота (см. Воздух). Основываясь на опытах Грема, Маржис устроил прибор для обогащения воздуха кислородом (см. фиг.).

Обогащение воздуха кислородом при помощи проникновения через каучук.

Шелковые мешки пропитываются раствором каучука в каком-нибудь растворителе. Один из таких мешков a, покрытый каучуковой пленкой и подпертый железными распорками, вставлен в железный цилиндр b, через дырчатое дно и крышку которого входит воздух. Мешок трубкой d соединяется с паровым инжектором f. Лишь только инжектор начинает действовать, воздух просасывается через каучуковый мешок и в f смешивается с паром, который сгущается в холодильнике h, а воздух, обогащенный Кислород, по трубке k входит во второй диализатор, такой же, как первый, только цилиндр l имеет вместо дырчатого сплошные дно и крышку с двумя отверстиями для впуска и выпуска воздуха. Трубка o служит для отвода недиализированного богатого азотом воздуха в водяной бак p, где, изменяя уровень воды, можно регулировать давление в цилиндре l. Воздух, прошедший через мешок m, поступает в место паровой инжекции f', отсюда в диализатор h' и т. д., как раньше. Газ, выходящий из 4-го диализатора, содержит 95% Кислород, из 3-го — 80%, из 2-го — 60% и из 1-го — 41,6% Кислород Монтаньон и Делер предложили воспользоваться поглощающей способностью древесного угля для получения Кислород из воздуха. 100 объемов свежеприготовленного древесного угля поглощают 925 объемов Кислород и только 705 объемов азота. Если уголь смочить водой, то выделяется 350 объемов Кислород и 650 объемов азота, так что в угле еще остается 575 объемов Кислород и 55 объемов азота. Если этот воздух извлечь насосом и опыт повторить с новым количеством угля, то можно получить довольно чистый Кислород

Вышепоименованные способы не дают достаточно дешевого Кислород, поэтому употребление его в чистом виде ограничено. Им пользуются главным образом там, где требуется высокая температура, как, например, в смеси с водородом для плавления платины, для получения друммондова света и т. п. Thorne рекомендует Кислород для беления бумажных тканей и для очищения светильного газа, пользуются им также для старения спиртных напитков. Кислород пользуются для поддержания дыхания в закрытых рабочих помещениях, где нельзя почему-либо возобновлять воздух. Левенталь изобрел аппарат для пожарных, в котором Кислород для дыхания содержится в древесном угле. При поднятиях на высокие горы и при высоких полетах на воздушном шаре сжатый Кислород рекомендуется также для поддержания дыхания. В медицине Кислород употребляется при многих болезнях, как астма, сахарное мочеизнурение, и как средство против отравления хлороформом.

Ф. Ворожейкин. Δ .