氧氣的性質(zhì)
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定義：
氧氣，空氣主要組分之一，比空氣重，標(biāo)準(zhǔn)狀況（0 和大氣壓強(qiáng)101325帕）下密度為1.429克/升。無色、無臭、無味。在水中溶解度很小。壓強(qiáng)為101kPa時(shí)，氧氣在約-183攝氏度時(shí)變?yōu)榈{(lán)色液體，在約-218攝氏度時(shí)變成雪花狀的淡藍(lán)色固體。
氧氣的性質(zhì)：
1.氧氣的物理性質(zhì)：
（1）無色無味，標(biāo)況下，氧氣的密度為1.429g/L，密度比空氣大，難溶于水，1L水中只能溶解約30ml的氧氣。
（2）三態(tài)變化：氧氣（無色氣體）液氮（淡藍(lán)色液體）固態(tài)氮（淡藍(lán)色雪花狀）
（3）工業(yè)產(chǎn)生的氧氣，一般加壓貯存在藍(lán)色的鋼瓶中。
2.氧氣的化學(xué)性質(zhì)：
（1）化學(xué)性質(zhì)較活潑，在一定條件下，可以和多種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)放出熱量；具有助燃性和氧化性，在化學(xué)反應(yīng)中提供氧，是一種常用的氧化劑。
（2）助燃性，氧化性
①與金屬的反應(yīng)：
2Mg+O22MgO
3Fe+2O2Fe3O4
②與非金屬的反應(yīng)：
C+O2CO2（O2充分）
2C+O22CO（O2不充分）
③與化合物的反應(yīng)：
2CO+O22CO2
CH4+2O2CO2+2H2O
C2H5OH+3O22CO2+3H2O
易錯(cuò)點(diǎn)：
（1）誤認(rèn)為氧氣具有可燃性，可以做燃料
氧氣可以幫助可燃物燃燒，具有助燃性，它本身不能燃燒，不能做可燃物。
（2）誤認(rèn)為氧氣的化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡芘c所有物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)
氧氣是一種化學(xué)性質(zhì)非?；顫姷臍怏w，在一定條件下能與許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但不是與所有物質(zhì)都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
（3）誤認(rèn)為燃燒都需要氧氣
燃燒有廣義和狹義之分，通常所說的燃燒是指可燃物與氧氣發(fā)生的一種發(fā)光，放熱的劇烈的氧化反應(yīng)。燃燒的條件之一是需要氧氣。但有一些燃燒不需要氧氣，如鎂在二氧化碳中也能燃燒。
（4）誤認(rèn)為物質(zhì)與氧氣的反應(yīng)叫氧化反應(yīng)
氧化反應(yīng)是物質(zhì)與氧發(fā)生的反應(yīng)，其中包括物質(zhì)與氧氣中的氧元素發(fā)生的反應(yīng)，也包括物質(zhì)與其他含氧物質(zhì)中的氧元素發(fā)生的反應(yīng)。如氫氣與氧氣反應(yīng)生成水是氧化反應(yīng)，氫氣與氧化銅反應(yīng)生成銅和水也是氧化反應(yīng)。
（5）誤認(rèn)為氧氣與液氧性質(zhì)不行
物質(zhì)的性質(zhì)包括物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，氧氣與液氧物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)是相同的，因?yàn)樗鼈兌叩姆肿訕?gòu)成相同，都是由氧分子構(gòu)成的。
（6）誤認(rèn)為含氧的物質(zhì)都能制取氧氣。
制取氧氣需要含氧的物質(zhì)，但不是所有的含氧物質(zhì)都能用來制取氧氣。氧氣的用途
用途作用:
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1. 冶煉工藝 在煉鋼過程中吹以高純度氧氣，氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反應(yīng)，這不但降低了鋼的含碳量，還有利于清除磷、硫、硅等雜質(zhì)。而且氧化過程中產(chǎn)生的熱量足以維持煉鋼過程所需的溫度，因此，吹氧不但縮短了冶煉時(shí)間，同時(shí)提高了鋼的質(zhì)量。高爐煉鐵時(shí)，提高鼓風(fēng)中的氧濃度可以降焦比，提高產(chǎn)量。在有色金屬冶煉中，采用富氧也可以縮短冶煉時(shí)間提高產(chǎn)量。
2. 化學(xué)工業(yè)
在生產(chǎn)合成氨時(shí)，氧氣主要用于原料氣的氧化，以強(qiáng)化工藝過程，提高化肥產(chǎn)量。再例如，重油的高溫裂化，以及煤粉的氣化等。
3. 國防工業(yè)
液氧是現(xiàn)代火箭最好的助燃劑，在超音速飛機(jī)中也需要液氧作氧化劑，可燃物質(zhì)浸漬液氧后具有強(qiáng)烈的爆炸性，可制作液氧炸藥。
4. 醫(yī)療保健
供給呼吸：用于缺氧、低氧或無氧環(huán)境，例如：潛水作業(yè)、登山運(yùn)動(dòng)、高空飛行、宇宙航行、醫(yī)療搶救等時(shí)。
5. 其它方面
如：它本身作為助燃劑與乙炔、丙烷等可燃?xì)怏w配合使用，達(dá)到焊割金屬的作用，各行各業(yè)中，特別是機(jī)械企業(yè)里用途很廣，作為切割之用也很方便，是首選的一種切割方法。
過度吸氧負(fù)作用:
早在19世紀(jì)中葉，英國科學(xué)家保爾·伯特首先發(fā)現(xiàn)，如果讓動(dòng)物呼吸純氧會(huì)引起中毒，人類也同樣。氧氣瓶氧氣瓶人如果在大于0.05MPa（半個(gè)大氣壓）的純氧環(huán)境中，對(duì)所有的細(xì)胞都有毒害作用，吸入時(shí)間過長，就可能發(fā)生“氧中毒”。肺部毛細(xì)管屏障被破壞，導(dǎo)致肺水腫、肺淤血和出血，嚴(yán)重影響呼吸功能，進(jìn)而使各臟器缺氧而發(fā)生損害。在0.1MPa（1個(gè)大氣壓）的純氧環(huán)境中，人只能存活24小時(shí)，就會(huì)發(fā)生肺炎，最終導(dǎo)致呼吸衰竭、窒息而死。人在0.2MPa（2個(gè)大氣壓）高壓純氧環(huán)境中，最多可停留1.5小時(shí)~2小時(shí)，超過了會(huì)引起腦中毒，生命節(jié)奏紊亂，精神錯(cuò)亂，記憶喪失。如加入0.3MPa（3個(gè)大氣壓）甚至更高的氧，人會(huì)在數(shù)分鐘內(nèi)發(fā)生腦細(xì)胞變性壞死，抽搐昏迷，導(dǎo)致死亡。
此外，過量吸氧還會(huì)促進(jìn)生命衰老。進(jìn)入人體的氧與細(xì)胞中的氧化酶發(fā)生反應(yīng)，可生成過氧化氫，進(jìn)而變成脂褐素。這種脂褐素是加速細(xì)胞衰老的有害物質(zhì)，它堆積在心肌，使心肌細(xì)胞老化，心功能減退；堆積在血管壁上，造成血管老化和硬化；堆積在肝臟，削弱肝功能；堆積在大腦，引起智力下降，記憶力衰退，人變得癡呆；堆積在皮膚上，形成老年斑。
缺氧和富氧對(duì)人體的影響：
氧氣濃度(%體積)—征兆(大氣壓力下)
100%—致命/6分鐘；
50%—致命/4-5分鐘經(jīng)治療可痊愈
>23.5%—富氧，有強(qiáng)烈爆炸危險(xiǎn)
20.9%—氧氣濃度正常
19.5%—氧氣最小允許濃度
15-19%—降低工作效率，并可導(dǎo)致頭部、肺部和循環(huán)系統(tǒng)問題
10-12%—呼吸急促，判斷力喪失，嘴唇發(fā)紫
8-10%—智力喪失，昏厥，無意識(shí)，臉色蒼白，嘴唇發(fā)紫，惡心嘔吐
6-8%—8分鐘；
4-6%—40秒內(nèi)抽搐，呼吸停止，死亡
氧氣的工業(yè)制法
工業(yè)制氧:
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實(shí)驗(yàn)室中常用過氧化氫或高錳酸鉀分解制取氧氣的方法，具有反應(yīng)快、操作簡便、便于收集等特點(diǎn)，但成本高，無法大量生產(chǎn)，只能用于實(shí)驗(yàn)室中。工業(yè)生產(chǎn)則需考慮原料是否易得、價(jià)格是否便宜、成本是否低廉、能否大量生產(chǎn)以及對(duì)環(huán)境的影響等。 空氣中約含21%的氧氣，這是制取氧氣的廉價(jià)、易得的原料。工業(yè)制氧
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工業(yè)制氧的方法:
1、空氣冷凍分離法
空氣中的主要成分是氧氣和氮?dú)狻＠醚鯕夂偷獨(dú)獾姆悬c(diǎn)不同，從空氣中制備氧氣稱空氣分離法。首先把空氣預(yù)冷、凈化(去除空氣中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳?xì)浠衔锏葰怏w和灰塵等雜質(zhì))、然后進(jìn)行壓縮、冷卻，使之成為液態(tài)空氣。然后，利用氧和氮的沸點(diǎn)的不同，在精餾塔中把液態(tài)空氣多次蒸發(fā)和冷凝，將氧氣和氮?dú)夥蛛x開來，得到純氧(可以達(dá)到99．6%的純度)和純氮(可以達(dá)到99．9%的純度)。如果增加一些附加裝置，還可以提取出氬、氖、氦、氪、氙等在空氣中含量極少的稀有惰性氣體。由空氣分離裝置產(chǎn)出的氧氣，經(jīng)過壓縮機(jī)的壓縮，最后將壓縮氧氣裝入高壓鋼瓶貯存，或通過管道直接輸送到工廠、車間使用。使用這種方法生產(chǎn)氧氣，雖然需要大型的成套設(shè)備和嚴(yán)格的安全操作技術(shù)，但是產(chǎn)量高，每小時(shí)可以產(chǎn)出數(shù)干、萬立方米的氧氣，而且所耗用的原料僅僅是不用買、不用運(yùn)、不用倉庫儲(chǔ)存的空氣，所以從1903年研制出第一臺(tái)深冷空分制氧機(jī)以來，這種制氧方法一直得到最廣泛的應(yīng)用。
2、分子篩制氧法（吸附法）
利用氮分子大于氧分子的特性，使用特制的分子篩把空氣中的氧離分出來。首先，用壓縮機(jī)迫使干燥的空氣通過分子篩進(jìn)入抽成真空的吸附器中，空氣中的氮分子即被分子篩所吸附，氧氣進(jìn)入吸附器內(nèi)，當(dāng)吸附器內(nèi)氧氣達(dá)到一定量（壓力達(dá)到一定程度）時(shí)，即可打開出氧閥門放出氧氣。經(jīng)過一段時(shí)間，分子篩吸附的氮逐漸增多，吸附能力減弱，產(chǎn)出的氧氣純度下降，需要用真空泵抽出吸附在分子篩上面的氮，然后重復(fù)上述過程。這種制取氧的方法亦稱吸附法.利用吸附法制氧的小型制氧機(jī)已經(jīng)開發(fā)出來，便于家庭使用。
