Фармацевтическая химия - Кульбах В.О.
Скачать (прямая ссылка):
В сухом воздухе содержится 20,99% (объемных) кислорода, 78,03% азота, 0,94% аргона и незначительные количества водорода (0,01%), неона (0,0012%), гелия, криптона и ксенона. Кроме того, в воздухе обычно содержатся: углекислый газ, водяные пары, пыль и различные примеси.
В воде содержится около 89% кислорода по весу, в организме человека — около 65%, в песке — около 53%. Общее количество кислорода в атмосфере достигает до 1015 т, при всей огромности этой величины она составляет не более 0,0001 общего содержания кислорода в земной коре.
Наиболее доступными источниками получения кислорода являются воздух и вода.
При получении кислорода из воздуха последний подвергают глубокому охлаждению в холодильных машинах, работа которых основана на свойстве газов охлаждаться при расширении. Образующийся при этом жидкий воздух, состоящий в основном из кислорода и азота, подвергают разделению, основанному на различных температурах их кипения; азот кипит при - 195,67°, кислород — при —183°. Разность в температуре кипения на 12,67 является достаточной для разделения жидкого воздуха на азот и кислород; получающийся по этому методу кислород содержит до 2% азота.
Кислород может быть также получен электролизом воды; преимуще ством этого способа является высокое качество кислорода и водорода
Впервые таким путем кислород был получен в 1789 г., однако в течение 100 лет этот процесс не реализовывался в промышленности. В 1888 г. Д- А. Лачинов сконструировал аппарат для получения кислорода и водорода электролизом воды.
Сущность последнего заключается в том, что при пропускании постоянного электрического тока через водные растворы щелочей (NaOH; КОН)
17
или кислородосодержащие кислоты (H.,S04) происходит разложение воды, причем на аноде выделяется кислород, на катоде — водород.
2НаО П 2Н- + 20Н-2Н* 2е ^_>Н; 2П+ + 2е — Н, (на катоде) ’ОН' — 2с' = ‘/-Oj + Н.О (на аноде)
Согласно закону Фарадея при прохождении 26,8 а-ч выделяется 11.2 л водорода и 5,6 л кислорода (при 0° и 760 мм рт. ст.).
Электролизу подвергают 25—29"о-ные водные растворы едкого калн или 16—18%-ные растворы едкого натра в электролитических ваннах при 60—70°. В качестве катода применяют, главным образом, мягкое железо (с шероховатой поверхностью), анода — .мягкое железо, гальванически покрытое слоем никеля. Катодные продукты электролиза отделяют от анодных с помотью асбестовой диафрагмы.
Газообразный кислород собирают в газгольдер, а затем перемещают в баллоны, где хранят под давлением 150 атм. Баллоны представляют собой цельнотянутые стальные сосуды емкостью 27—50 вмещающие
4,05—7,5 м3 газа (при 151" и 760 мм рт. ст.), окрашенные в синий цвет.
В лабораторных условиях кислород получают различными методами, например:
а) Разложением хлорноватокалиевон (бертолетовой) соли при нагревании до 450—500е:
2КСЮа—» ка(),+ кеч о. (при 400")
КСЮ, -» KCI + 20., (при 450 МО”).
В присутствии катализаторов — двуокиси марганца, окислов железа или хрома, ванадиевого ангидрида и других, реакция протекает при более низкой температуре (350е) по уравнению:
2КСЮ, -» 2KCI + 30:
Ия 1 кг хлорноватокалиевой соли получается 275 л кислорода.
б) Разложением перекиси натрия водой:
2,\а..О, + 2Н.О —*• 4NaOH +0,
Реакция ускоряется в присутствии катализаторов — сульфатов кобальта или никеля. Способ этот имеет техническое значение и используется для получения кислорода в подводных лодках
и) Разложением белильной извести водой в присутствии катализатора (окиси кобальта—Со„0:1).
Кислород, применяемый для медицинских целей, подвергают дополнительной очистке пропусканием его через ряд промывных склянок со щелочью и водой. В аптеках необходимо иметь в запасе баллон с кислородом.
Вентиль и резьбу кислородных баллонов не рекомендуется смазывать жиром во избежание взрыва, допускается лишь смазка тальком.
Подлинность кислорода определяют внесением в струю газа тлеющей лучины, которая при этом вспыхивает и горит ярким пламенем.
Чистоту препарата устанавливают по его нейтральности и отсутствию примеси других газов. С этой целью кислород пропускают через 100 мл кипяченой дистиллированной воды, содержащей лакмусовую настойку, со скоростью 4 I в час; цвет раствора при этом не должен изменяться (сравнивается с контрольной пробой).
Отсутствие окиси углерода устанавливают пропусканием 2 я кислорода в течение 30 мин через аммиачный раствор нитрата серебра - при этом
18
не должно происходить потемнения раствора вследствие выделения серебра:
СО + 2 |Ag (NHjJj) NO, +2Н.О —2Ag + (NH,). CO, + KH.NO,.
Примесь углекислого газа определяют пропусканием 500 мл кислорода через раствор гидрата окиси бария.
Появившаяся муть не должна быть интенсивнее м> ти контрольной пробы, состоящей из смеси 100 мл прозрачного растнора гидрата окиси бария в 1 мл 0,2“о-ного раствора гидрокарбоната натрия:
Ва (ОН )= +? СО -»• ВаСО, + И.О.
Примесь озона или других окислителей определяют по синен окраске, возникающей при пропускании 2 л кислорода через свежеприготовленный 0.5%-ный раствор калия йодида. содержащего в растворе крахмал (происходит выделение йода):
