Flytande syre (LC, zhO 2 , LOX [1] ) är en ljusblå vätska som tillhör starka paramagneter . Det är ett av de fyra aggregerade syretillstånden . Flytande syre har en densitet på 1,141 g/cm³ (vid dess kokpunkt) och är måttligt kryogen med en fryspunkt på 50,5 K (−222,65 °C) och en kokpunkt på 90,188 K (−182,96 °C).
Flytande syre används aktivt i rymd- och gasindustrin , i driften av ubåtar och används ofta inom medicin . Vanligtvis är industriell produktion baserad på fraktionerad destillation av luft . Expansionsförhållandet för syre vid övergång från ett flytande tillstånd av aggregation till ett gasformigt tillstånd är 860:1 vid 20 ° C, vilket ibland används i syreförsörjningssystem för andning i kommersiella och militära flygplan - syre lagras i flytande tillstånd i en liten volym, och vid behov avdunstar det för att bilda en stor volym gasformigt syre.
Den huvudsakliga och praktiskt taget outtömliga källan till flytande syre är atmosfärisk luft: luften flytande och sedan separeras i syre och kväve .
På grund av sin mycket låga temperatur kan flytande syre orsaka sprödhet i material som kommer i kontakt med det.
Densiteten av flytande syre ökar markant med sjunkande temperatur, från 1140 kg/m % mer underkylt flytande syre än kokande. Detta användes först på de sovjetiska R-9 ballistiska missilerna.
För att förklara avvikelsen mellan de paramagnetiska egenskaperna hos flytande syre från Curie-lagen föreslog den amerikanske fysikaliska kemisten G. Lewis 1924 en tetrasyremolekyl (O 4 ). [2] Hittills anses Lewis-teorin endast vara delvis korrekt: datorsimuleringar visar att även om stabila O 4 -molekyler inte bildas i flytande syre [3] , tenderar O 2 -molekyler faktiskt att paras ihop med motsatta spinn , som bildar tillfälliga associationer O 2 —O 2 [3] .
Flytande syre är också ett mycket kraftfullt oxidationsmedel : organiskt material brinner snabbt i sin miljö med frigörande av en stor mängd värme . Dessutom tenderar vissa av dessa ämnen, när de är mättade med flytande syre, att explodera oförutsägbart. Detta är ofta beteendet hos petroleumprodukter , inklusive asfalt .
Flytande syre är en mycket använd oxiderande komponent i raketbränslen , vanligtvis i kombination med fotogen . Användningen av syre beror på den höga specifika impulsen som erhålls när denna oxidator används i raketmotorer . Syre är den billigaste drivmedelskomponenten som används. Den första användningen ägde rum i den tyska V-2 BR , senare i den amerikanska Redstone BR och Atlas bärraket , såväl som i den sovjetiska R-7 ICBM . Flytande syre användes i stor utsträckning i tidiga ICBM, men senare modeller av dessa missiler använde det inte på grund av den mycket låga temperaturen och behovet av regelbunden tankning för att kompensera för avkokningen av oxidationsmedlet, vilket gör det svårt att starta snabbt. Många moderna LRE använder LC som oxidationsmedel, såsom RD-180 , RS-25 .
Flytande syre användes också aktivt vid tillverkning av " Oxyliquite " sprängämnen , som är porösa organiska material impregnerade med flytande syre. Men nu används det sällan på grund av instabilitet i fastigheter och ett stort antal incidenter och olyckor.
Som tätningspackningsmaterial i system med flytande syre används material som inte tappar elasticitet vid låga temperaturer: paronit , fluoroplaster , glödgat koppar och aluminium.
Lagring och transport av stora mängder flytande syre utförs i rostfria ståltankar med en volym på flera tiotal till 1500 m³, utrustade med värmeisolering, såväl som i Dewar-fartyg . Det yttre, skyddande höljet av värmeisolering kan också göras av kolstål. Reservoarer av transporttankar är också gjorda av AMts-legering. Användningen av vakuumpulver eller skärmvakuumvärmeisolering gör det möjligt att minska den dagliga förlusten av kokande syre till en nivå av 0,1–0,5 % (beroende på behållarens storlek) och ökningshastigheten för den underkylda temperaturen till 0,4–0,5 K per dag.
Transport av kokande syre utförs med en öppen gasutloppsventil, och underkylt syre utförs med en stängd ventil, med tryckkontroll minst 2 gånger om dagen; när trycket stiger med mer än 0,02 MPa (g) öppnas ventilen.
Flytande kväve har en lägre kokpunkt på 77 K (−196 °C) och apparater som innehåller flytande kväve kan kondensera syre från luften: när det mesta av kvävet avdunstar från en sådan anordning finns det risk att den flytande syreresten kan reagerar starkt med organiska material. Å andra sidan kan flytande kväve eller flytande luft mättas med flytande syre om de lämnas i det fria - atmosfäriskt syre kommer att lösas upp i det, medan kväve avdunstar snabbare.