Номер 2, страница 136 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

2. Что такое фракционная перегонка воздуха? На каких физических свойствах компонентов воздуха основан этот способ его разделения? Какие продукты получают в результате фракционной перегонки жидкого воздуха?

Фракционная перегонка воздуха — это крупномасштабный промышленный процесс разделения сжиженного воздуха на составляющие его газы (фракции). Процесс включает в себя несколько этапов: сначала атмосферный воздух очищают от пыли, углекислого газа и паров воды, затем сжимают и сильно охлаждают до получения жидкого состояния (примерно до температуры $-200^{\circ}C$). После этого жидкий воздух подвергается постепенному нагреванию в специальном аппарате — ректификационной колонне.

Ответ: Фракционная перегонка воздуха — это метод разделения компонентов жидкого воздуха на основе их различных температур кипения в ректификационной колонне.

Данный способ разделения воздуха основан на фундаментальном физическом свойстве веществ — различии в температурах кипения его основных компонентов. Каждый газ, входящий в состав воздуха, переходит из жидкого состояния в газообразное при своей уникальной температуре (при нормальном атмосферном давлении):

• Азот ($N_2$) кипит при температуре $-195.8^{\circ}C$.
• Аргон ($Ar$) кипит при температуре $-185.9^{\circ}C$.
• Кислород ($O_2$) кипит при температуре $-183.0^{\circ}C$.

При медленном нагревании жидкого воздуха первым начинает испаряться компонент с самой низкой температурой кипения — азот. Пары азота поднимаются вверх по ректификационной колонне, где их отводят и собирают. Оставшаяся жидкость обогащается компонентами с более высокими температурами кипения — аргоном и кислородом. Повторяя процессы испарения и конденсации на разных уровнях (тарелках) колонны, удается достичь высокой степени чистоты разделения газов.

Ответ: Способ основан на различии в температурах кипения компонентов сжиженного воздуха (азота, кислорода, аргона и других газов).

В результате фракционной перегонки жидкого воздуха получают в первую очередь его основные компоненты в чистом виде, которые имеют широкое промышленное и медицинское применение. Основными продуктами являются:

• Азот ($N_2$) — самый летучий компонент (содержание в воздухе ~78%). Используется для создания инертной атмосферы, в криогенной технике, как хладагент, в пищевой промышленности.
• Кислород ($O_2$) — (содержание в воздухе ~21%). Необходим в металлургии для интенсификации процессов горения, в медицине для дыхания, в химической промышленности как окислитель, а также в качестве компонента ракетного топлива.
• Аргон ($Ar$) — (содержание в воздухе ~0.9%). Как инертный газ используется в металлургии для сварки и резки металлов, для заполнения ламп накаливания и в производстве электроники.

Также в меньших количествах могут быть выделены и другие благородные газы, такие как неон ($Ne$), криптон ($Kr$) и ксенон ($Xe$).

Ответ: Основные продукты фракционной перегонки жидкого воздуха — это чистый азот ($N_2$), кислород ($O_2$) и аргон ($Ar$), а также в меньших количествах другие инертные газы.