氧性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
氧氣(英語(yǔ):Oxygen)是氧元素最常見的單質(zhì)形態(tài),在空氣中按體積分?jǐn)?shù)算大約占21%,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是氣體,不易溶于水,密度比空氣略大,氧氣的密度是1.429g/L 。不可燃,可助燃。

氧氣由氧分子(O2)構(gòu)成。每一個(gè)氧氣分子由2個(gè)氧原子構(gòu)成。 氧氣是雙原子分子,兩個(gè)氧原子形成共價(jià)鍵,一個(gè)2p軌道形成σ鍵,另兩個(gè)2p軌道形成π鍵。其分子軌域式為(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(π2p)4(π2p*)2,因此氧氣是奇電子分子,具有順磁性。
氧氣最先是由卡爾·威廉·舍勒發(fā)現(xiàn)的,約瑟夫·普利斯特里也于之后成功發(fā)現(xiàn),但由于約瑟夫首先發(fā)表論文,所以很多人仍然認(rèn)為氧氣是約瑟夫首先發(fā)現(xiàn)的。氧氣的英文名是“Dioxygen”,由拉瓦錫定名于1777年,他利用氧氣所進(jìn)行的試驗(yàn)在燃燒和腐蝕的方面打敗了當(dāng)時(shí)流行的燃素說(shuō)。
氧氣的運(yùn)用包括鋼鐵的冶煉、塑料和紡織品的制造以及作為火箭推進(jìn)劑與進(jìn)行氧氣療法,也用來(lái)在飛機(jī)、潛艇、太空船、潛水及火災(zāi)中維持生命。
實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模制氧一般會(huì)加熱氯酸鉀和催化劑二氧化錳的混合物,生成氧氣和氯化鉀。其中,二氧化錳是催化劑。其發(fā)生裝置是固固加熱型,需要使用試管。
用此方法制得的氧氣通?;煊猩倭看碳ば詺馕兜臍怏w氯氣。
不同溫度(℃)時(shí)每100毫升水中的溶解克數(shù):
1.52×10-2/30℃;1.17×10-2/10℃;9.4×10-3/20℃;7.8×10-3/30℃;6.2×10-3/40℃
毒性主要表現(xiàn)為對(duì)呼吸道、特別是對(duì)肺臟的損傷,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)水腫。最大容許濃度:氧的閾濃度(如進(jìn)行氧氣療法)為25%~40%。在潛水工作中使用壓縮氧氣時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守特定的規(guī)定。壓力的大小和停留時(shí)間的長(zhǎng)短都要有所限制。缺氧引起窒死,而供氧過(guò)剩則引起中毒。
化學(xué)性質(zhì)
無(wú)色透明、無(wú)臭、無(wú)味的氣體。 不易溶于水,微溶于醇。
用途
用于金屬的切割和焊接、煉鋼,用于醫(yī)療、國(guó)防、電子、化工、冶金等行業(yè)
用途
用于光導(dǎo)纖維制備、電真空研究,還可用于半導(dǎo)體器件制備、工藝中熱氧化、外延擴(kuò)散、化學(xué)氣相沉積等
用途
用于醫(yī)院搶救病人和臨床治療
用途
包裝用氣體。
用途
氧可用于金屬焊接和切割。與乙炔混合可獲得極高的火焰溫度使金屬熔融,廣泛用于熔煉和頂吹氧煉鋼。與水蒸氣混合可用以代替空氣吹入煤氣氣化爐內(nèi),得到較高熱值的煤氣。醫(yī)療上用于氧化療法,以治療肺炎、煤氣中毒癥等。化學(xué)工業(yè)用于強(qiáng)化硝酸和硫酸的生產(chǎn)。液態(tài)氧可用作液氧炸藥和火箭推進(jìn)劑燃劑。
生產(chǎn)方法
空分法首先清除灰塵和機(jī)械雜質(zhì)后的空氣,在壓縮機(jī)中壓縮。清除壓縮空氣中二氧化碳。干燥壓縮空氣,經(jīng)液化、精餾、分離成氧和氮,氧氣貯藏在氧氣柜,液氧送入貯槽,壓縮的氧氣充填氧氣瓶中。
水電解法水在電解槽中通直流電,水即分解為氧及氫。此法可制得純氫氣,并副產(chǎn)得到氧氣。
類別
有害氣體
毒性分級(jí)
低毒
急性毒性
吸入-人 TCL0: 100000 PPM/14小時(shí)
爆炸物危險(xiǎn)特性
與有機(jī)物混合易爆
可燃性危險(xiǎn)特性
助燃; 防止?fàn)C傷
儲(chǔ)運(yùn)特性
庫(kù)房通風(fēng)低溫干燥; 與還原劑、可燃物分開存放
滅火劑
霧狀水、二氧化碳
氧
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品