Ossigeno liquido

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1leftarrow.pngVoce principale: Ossigeno.

Il colore blu dell'ossigeno liquido in una provetta

L'ossigeno liquido (chiamato anche LOx, LOX o Lox nell'industria aerospaziale, sottomarina e del gas) è una forma liquida dell'ossigeno.

Caratteristiche[modifica | modifica wikitesto]

L'ossigeno liquido ha un colore blu pallido ed è fortemente paramagnetico, al punto di rimanere sospeso fra i poli di una potente calamita. L'ossigeno liquido ha una densità di 1,141 kg/dm³ (1,141 kg/L) ed è criogenico. Il suo punto di congelamento è 50,5 K (−222,65 °C), il punto di ebollizione è 90,188 K (−182,96 °C) a 101,325 Pa (760 mmHg). Si ottiene dall'ossigeno contenuto nell'aria tramite distillazione frazionata.

A causa della sua natura criogenica, l'ossigeno liquido può rendere estremamente fragile qualsiasi materiale con cui venga a contatto. È anche un potente agente ossidante: i composti organici immersi in esso bruciano rapidamente producendo molta energia. Inoltre alcuni materiali come il carbone, se imbevuti di ossigeno liquido, possono detonare senza preavviso se esposti a fiamme, scintille o lampi di luce. Anche certe sostanze petrolchimiche, come l'asfalto, si comportano in questa maniera.

Utilizzo[modifica | modifica wikitesto]

In commercio l'ossigeno liquido è classificato come un gas industriale anche se è largamente usato in medicina, solitamente all'interno di tank di capacità variabile; utilizzando un semplice riscaldatore, viene fatto gassificare e viene mandato in linea in forma gassosa. Nel caso di utilizzi in ambito ospedaliero, dal 1 maggio 2010, è un "farmaco" a tutti gli effetti e, di conseguenza, la sua produzione e commercializzazione, viene regolata dal D.L.gvo 219/06.

Ha un rapporto di espansione di 860:1 a 20 °C e per questo è usato in alcuni aerei commerciali e militari come riserva di ossigeno respirabile.

L'ossigeno liquido può essere utilizzato come ossidante nei razzi spaziali e nell'industria aerospaziale contenendo fino al 25% di ozono liquido e diversi altri additivi che lo rendono più stabile. È inoltre spesso usato in combinazione con idrogeno liquido o cherosene in quanto permettono di ottenere un elevato impulso specifico. Venne impiegato nei primi razzi, come il V2 (con il nome di A-Stoff o Sauerstoff), il Redstone, il Semyorka o l'Atlas, nonché nei primi ICBM (sebbene quelli moderni, a causa delle sue caratteristiche criogeniche e della necessità di un rabbocco regolare dei serbatoi per rimpiazzare le perdite per ebollizione, non lo usino più, in quanto non si permette una facile manutenzione ed operazioni veloci di lancio). Molti razzi moderni usano l'ossigeno liquido, compresi i motori principali dello Space Shuttle.

La molecola del tetraossigeno (O4) era stata teorizzata nel 1924 da Gilbert N. Lewis, che la propose come una spiegazione al fatto che l'ossigeno liquido non obbedisce alle Legge di Curie[1]. Oggi si è scoperto che Lewis si sbagliava, ma non di molto: le simulazioni al computer mostrano che benché non vi siano molecole stabili di O4 nell'ossigeno liquido, le molecole di O2 tendono ad associarsi in coppie con spin antiparallelo, formando molecole temporaneamente stabili di O4[2].

L'azoto liquido ha un punto di ebollizione più basso, a −196 °C (77 K), per cui i recipienti che lo contengono possono condensare ossigeno dall'aria: quando la maggior parte dell'azoto è evaporata dal recipiente c'è il rischio che l'ossigeno liquido rimanente possa reagire violentemente con i materiali organici. Al contrario, l'azoto liquido o l'aria liquida si può arricchire di ossigeno lasciandolo all'aria aperta: l'ossigeno atmosferico si discioglie nel liquido, mentre l'azoto evapora.

Storia[modifica | modifica wikitesto]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ (EN) Gilbert N. Lewis, The Magnetism of Oxygen and the Molecule O2 in Journal of the American Chemical Society, vol. 46, nº 9, settembre 1924, pp. 2027–2032, DOI:10.1021/ja01674a008.
  2. ^ (EN) Tatsuki Oda, Alfredo Pasquarello, Noncollinear magnetism in liquid oxygen: A first-principles molecular dynamics study in Physical Review B, vol. 70, nº 134402, ottobre 2004, pp. 1–19, DOI:10.1103/PhysRevB.70.134402.
  3. ^ Cryogenics - humans, body, used, process, Earth, form, energy, methods, gas, carbon, oxygen, air, parts, primary, substance, basic, change, surface, part

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