Tlen to bezbarwny, bezwonny gaz, stanowiący ok. 21% objętości powietrza. Występuje głównie w postaci cząsteczek dwuatomowych O2. Tlen skrapla się w temperaturze -182,96 oC tworząc bladoniebieską ciecz.
Do otrzymania ciekłego tlenu można wykorzystać ciekły azot. Temperatura wrzenia azotu wynosi -195,80 oC, dlatego w jego obecności tlen ulega skropleniu. Ciekły azot, należy umieścić w naczyniu z materiału dobrze przewodzącym ciepło (np. w metalowej puszce). Na ściankach puszki tlen ulega skropleniu, a dodatkowo osadza się zamarznięta woda i dwutlenek węgla, co doskonale widać na filmie.
Wysycenie substancji ciekłym tlenem znacznie ułatwia i przyspiesza przebieg reakcji spalania. W przypadku papierosa czy waty bawełnianej proces zachodził wręcz wybuchowo. Ciekły tlen wraz z ciekłym wodorem są wykorzystywane jako paliwo rakietowe.
Tlen wykazuje właściwości paramagnetyczne (Atkins i Jones, 2004). W uproszczeniu można powiedzieć, że zachowuje się jak magnes (McNaught i Wilkinson, 2005). Właściwość ta wynika z obecności dwóch niesparowanych elektronów w cząsteczce tlenu (Rys. 1).
Rys. 1. Schemat orbitali molekularnych cząsteczki O2
Gęstość ciekłego tlenu wynosi 1,14 g/cm3, ciekłego azotu 0,81 g/cm3, a wody 1,00 g/cm3 (Mizerski, 2013). Z tego powodu ciekły tlen wlany do cylindra z wodą opada na dno, a ciekły azot utrzymuje się na powierzchni wody.
Literatura:
Atkins, P. i Jones, L. (2004). Chemia ogólna. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
McNaught, A. D., Wilkinson, A. IUPAC Compendium of Chemical Terminology – Gold Book, 2 red., Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1997.
Mizerski, W. (2013). Tablice chemiczne. Warszawa: Wydawnictwo Adamantan.