A folyékony oxigén (LC, zhO 2 , LOX [1] ) halványkék folyadék , amely az erős paramágnesek közé tartozik . Ez az oxigén négy aggregált állapotának egyike . A folyékony oxigén sűrűsége 1,141 g/cm³ (forráspontján), és mérsékelten kriogén , fagyáspontja 50,5 K (–222,65 °C), forráspontja 90,188 K (–182,96 °C).
A folyékony oxigént aktívan használják az űr- és gáziparban , a tengeralattjárók üzemeltetésében , és széles körben használják az orvostudományban . Az ipari termelés jellemzően a levegő frakcionált desztillációján alapul . Az oxigén tágulási aránya a folyékony halmazállapotú halmazállapotúvá váltásakor 20 ° C-on 860:1, amelyet néha kereskedelmi és katonai repülőgépek oxigénellátó rendszereiben használnak légzésre - az oxigént folyékony állapotban tárolják kis térfogatú, és szükség esetén elpárolog, és nagy térfogatú gáz halmazállapotú oxigént képez.
A folyékony oxigén fő és gyakorlatilag kimeríthetetlen forrása a légköri levegő: a levegő cseppfolyósodik, majd szétválik oxigénre és nitrogénre .
Nagyon alacsony hőmérséklete miatt a folyékony oxigén ridegséget okozhat a vele érintkező anyagokban .
A folyékony oxigén sűrűsége a hőmérséklet csökkenésével jelentősen megnő, 1140 kg/m %-kal több túlhűtött folyékony oxigénről, mint a forrásnál. Ezt először a szovjet R-9 ballisztikus rakétákon használták.
A folyékony oxigén paramágneses tulajdonságainak a Curie-törvénytől való eltérésének magyarázatára G. Lewis amerikai fizikai kémikus 1924 - ben egy tetraoxigén molekulát (O 4 ) javasolt. [2] A mai napig a Lewis-elmélet csak részben tekinthető helyesnek: számítógépes szimulációk azt mutatják, hogy bár stabil O 4 molekulák nem képződnek folyékony oxigénben [3] , az O 2 molekulák valójában hajlamosak ellentétes spinekkel párosodni , amelyek átmeneti asszociációkat alkotnak. 2 —O 2 [3] .
A folyékony oxigén emellett nagyon erős oxidálószer : a szerves anyagok gyorsan égnek a környezetében, nagy mennyiségű hő felszabadulásával . Ezen túlmenően ezeknek az anyagoknak egy része folyékony oxigénnel telítve előreláthatatlanul felrobban. Ez gyakran a kőolajtermékek viselkedése , beleértve az aszfaltot is .
A folyékony oxigén a rakétaüzemanyagok széles körben használt oxidáló komponense , általában kerozinnal kombinálva . Az oxigén felhasználása annak a nagy fajlagos impulzusnak köszönhető, amely akkor keletkezik, ha ezt az oxidálószert rakétahajtóművekben használják . Az oxigén a legolcsóbb használt hajtóanyag-komponens. Az első használat a német V-2 BR - ben, később az amerikai Redstone BR-ben és az Atlas hordozórakétában , valamint a szovjet R-7 ICBM -ben történt . A folyékony oxigént széles körben használták a korai ICBM-ekben, de ezeknek a rakétáknak a későbbi modelljei nem használták a nagyon alacsony hőmérséklet és a rendszeres tankolás szükségessége miatt, hogy kompenzálják az oxidálószer kiforrását, ami megnehezíti a gyors kilövést. Sok modern LRE használ LC-t oxidálószerként, mint például az RD-180 , RS-25 .
A folyékony oxigént aktívan használták az " Oxyliquite " robbanóanyagok gyártásához is , amelyek porózus, folyékony oxigénnel impregnált szerves anyagok. Jelenleg azonban ritkán használják az ingatlanok instabilitása és a nagyszámú incidens és baleset miatt.
Folyékony oxigénes rendszerek tömítőanyagaként olyan anyagokat használnak, amelyek alacsony hőmérsékleten nem veszítik el rugalmasságukat: paronit , fluoroplasztika , lágyított réz és alumínium.
A nagy mennyiségű folyékony oxigén tárolása és szállítása több tíz és 1500 m³ közötti, hőszigeteléssel ellátott rozsdamentes acél tartályokban, valamint Dewar hajókban történik . A hőszigetelés külső, védőburkolata szénacélból is készülhet. A szállítótartályok tartályai szintén AMts ötvözetből készülnek. A vákuumpor vagy szita-vákuum hőszigetelés alkalmazása lehetővé teszi a forrásban lévő oxigén napi veszteségének 0,1-0,5%-ra történő csökkentését (a tartály méretétől függően) és a túlhűtött hőmérséklet növekedési ütemét. 0,4-0,5 K naponta.
A forrásban lévő oxigén szállítása nyitott gázkisülési szeleppel, a túlhűtött oxigén pedig zárt szeleppel történik, napi legalább kétszeri nyomásszabályozás mellett; ha a nyomás több mint 0,02 MPa-val (g) emelkedik, a szelep kinyílik.
A folyékony nitrogén forráspontja alacsonyabb , 77 K (−196 °C), és a folyékony nitrogént tartalmazó készülékek oxigént kondenzálhatnak a levegőből: amikor a nitrogén nagy része elpárolog egy ilyen készülékből, fennáll annak a veszélye, hogy a folyékony oxigénmaradék erősen reagál szerves anyagokkal. A folyékony nitrogént vagy a folyékony levegőt viszont szabad levegőn hagyva folyékony oxigénnel telítődhet - a légköri oxigén feloldódik benne, míg a nitrogén gyorsabban elpárolog.