Oksigen Cair: Sifat dan Aplikasi
Oksigen cair, yang juga dikenal sebagai LOx, adalah bentuk cair dari oksigen molekuler dan memiliki berbagai aplikasi dalam bidang kedirgantaraan, kapal selam, dan industri gas. Artikel ini akan membahas lebih dalam tentang sifat fisik oksigen cair dan aplikasinya yang signifikan di berbagai bidang.
Properti fisik
Sifat fisik unik dari oksigen cair membuatnya sangat berharga dalam berbagai bidang. Berikut adalah sifat-sifat utama oksigen cair:
1. Kepadatan dan Suhu
Pada tekanan atmosfer standar (101,325 kPa), oksigen cair memiliki kerapatan 1,141 g/cm³, sedikit lebih tinggi daripada kerapatan air cair. Oksigen cair memiliki titik beku yang sangat rendah pada 50,5 K (setara dengan -222,65 derajat Celsius) dan titik didih 90,188 K (setara dengan -182,96 derajat Celsius). Hal ini memungkinkan keberadaan oksigen cair dalam kondisi suhu yang sangat rendah, sehingga cocok untuk berbagai aplikasi.
2. Proses Pencairan
Produksi oksigen cair secara industri biasanya melibatkan proses yang disebut distilasi fraksional. Proses ini melibatkan kompresi dan pendinginan udara untuk memisahkan nitrogen dan oksigen. Karena titik didihnya berbeda, nitrogen dipisahkan terlebih dahulu, sehingga menyisakan oksigen cair yang relatif murni.
3. Penampakan dan Daya Tarik
Oksigen cair memiliki warna biru muda pucat dan menunjukkan sifat paramagnetisme yang kuat. Oksigen cair dapat digantung di antara kutub magnet tapal kuda yang kuat.
4. Menyebabkan Kerapuhan Material dan Zat Pengoksidasi Kuat
Bahan yang bersentuhan dengan oksigen cair menjadi sangat rapuh karena sifatnya yang bersuhu rendah. Selain itu, oksigen cair merupakan zat pengoksidasi yang kuat, yang menyebabkan bahan organik terbakar dengan cepat. Zat-zat tertentu seperti briket batu bara, karbon hitam, dll., dapat meledak secara tidak terduga saat direndam dalam oksigen cair dan terkena sumber penyulutan seperti api, percikan api, atau benturan kecil. Petrokimia, termasuk aspal, sering kali menunjukkan perilaku ini.
Aplikasi
Oksigen cair memiliki aplikasi yang luas, mencakup beberapa domain.
Berikut adalah beberapa aplikasi utamanya.
1. Penggunaan Medis
Dalam bidang medis, oksigen cair digunakan untuk terapi oksigen guna memastikan pasien menerima pasokan oksigen yang cukup. Pesawat terbang tinggi juga menggunakan oksigen cair untuk menyediakan oksigen pernapasan bagi penumpang dan awak pesawat.
2. Manufaktur Industri
Pembuatan oksigen cair secara industri melibatkan distilasi fraksional udara cair. Dengan rasio ekspansif 1:861, oksigen cair digunakan secara luas dalam produksi industri modern, termasuk metalurgi, teknik kimia, dan manufaktur elektronik. Dalam banyak aplikasi industri, orang menggunakanalat penguap ambienuntuk mendapatkan kembali keadaan gasnya ke dalam aplikasi umum.
3. Pengoksidasi
Oksigen cair umumnya digunakan sebagai oksidator, terutama dalam propulsi roket. Oksigen cair dikombinasikan dengan berbagai bahan bakar seperti hidrogen cair, minyak tanah, atau metana untuk menghasilkan daya dorong yang besar, meluncurkan pesawat antariksa ke orbit. Oksigen cair memainkan peran penting dalam rekayasa kedirgantaraan.
Pertimbangan Keamanan
Karena suhu rendah dan sifat pengoksidasinya, oksigen cair menimbulkan risiko tertentu. Nitrogen cair memiliki titik didih yang lebih rendah daripada oksigen cair, dan wadah yang berisi nitrogen cair dapat mengembunkan oksigen dari udara. Akibatnya, setelah sebagian besar nitrogen menguap dari wadah tersebut, oksigen cair yang tersisa dapat bereaksi keras dengan bahan organik, sehingga menimbulkan bahaya ledakan. Sebaliknya, nitrogen cair atau udara cair dapat diperkaya dengan oksigen dengan membiarkannya berada di udara terbuka, karena oksigen atmosfer larut di dalamnya, sementara nitrogen lebih suka menguap.
