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工业上制氧气的制作方法是什么

2021/5/7 9:16:394次浏览

氧气,空气主要组分之一,比空气重,标准状况(0℃和大气压强101325帕)下密度为1.429克/升。下面学习啦给大家分享工业上制氧气的制作方法,希望能帮到大家。1、分离液态空气法在低温条件下加压,使

氧气,空气主要组分之一,比空气重,标准状况(0℃和大气压强101325帕)下密度为1.429克/升。下面学习啦给大家分享工业上制氧气的制作方法,希望能帮到大家。


工业上制氧气的方法

1、分离液态空气法

在低温条件下加压,使空气转变为液态,然后蒸发,由于液态氮的沸点是‐\x0196℃,比液态氧的沸点(‐\x0183℃)低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是液态氧;

2、膜分离技术

利用这种技术,在一定压力下,让空气通过具有富集氧气功能的薄膜,可得到含氧量较高的富氧空气.利用这种膜进行多级分离,可以得到百分之九十以上氧气的富氧空气;

3、分子筛制氧法(吸附法)

利用氮分子大于氧分子的特性,使用特制的分子筛把空气中的氧离分出来;

4、电解制氧法

把水放入电解槽中,加入氢氧化钠或氢氧化钾以提高水的电解度,然后通入直流电,水就分解为氧气和氢气.

氧气的产生

地球的大气层形成初期是不含氧气的。

原始大气是还原性的,充满了甲烷、氨等气体。

大气层氧气的出现源于两种作用。

一个是非生物参与的水的光解,一个是生物参与的光合作用。

生物的光合作用对大气层的影响巨大。它造成了大气层由还原氛围向氧化氛围的转变。使得水光解产生的氢气能重新被氧化为水回到地球而不至于扩散到外层空间去,从而防止了地球上的水的流失。同时光合作用也加速了大气层氧气的积累,深刻地改变了地球上物种的代谢方式和形态。大气层含氧量在石炭纪的时候一度上升到了35%!。氧气含量的增加造成了依赖于渗透方式输氧的昆虫在形态上的巨型化。在石炭纪曾出现过翼展达一米的巨蜻蜓。

氧气毒性

氧气虽然呼吸需要氧气,但是人和动物长期呆在高压氧舱中,或者呼吸纯氧会发生氧气中毒,造成神经中毒的现象。其毒理过程为肺部毛细管屏障被破坏,导致肺水肿、肺淤血和出血,严重影响呼吸功能,进而使各脏器缺氧而发生损害。

氧气的分子结构

O2分子内的化学键通常是共价键。

从实验上来说,顺磁共振光谱证明O有顺磁性,还证明O有两个未成对地电子。说明原来的以双键结合的氧分子结构式不符合实际。

氧气的结构如右图所示,基态O2分子中并不存在双键,氧分子里形成了两个三电子键。

氧的分子轨道电子排布式是 ,在π轨道中有不成对的单电子,所以O2分子是所有双原子气体分子中唯一的一种具有偶数电子同时又显示顺磁性的物质。

两个氧原子进行sp轨道杂化,一个单电子填充进sp杂化轨道,成σ键,另一个单电子填充进p轨道,成π键。氧气是奇电子分子,具有顺磁性。

单线态氧和三线态氧

普通氧气含有两个未配对的电子,等同于一个双游离基。两个未配对电子的自旋状态相同,自旋量子数之和S=1,2S+1=3,因而基态的氧分子自旋多重性为3,称为三线态氧。

在受激发下,氧气分子的两个未配对电子发生配对,自旋量子数的代数和S=0,2S+1=1,称为单线态氧。

空气中的氧气绝大多数为三线态氧。紫外线的照射及一些有机分子对氧气的能量传递是形成单线态氧的主要原因。单线态氧的氧化能力高于三线态氧。

单线态氧的分子类似烯烃分子,因而可以和双烯发生狄尔斯-阿尔德反应。

氧气实验室制法

1.加

加热氯酸钾或高锰酸钾制取氧气

热高锰酸钾:

高锰酸钾热分解的方程式存在争议,因为其在不同温度条件下的分解产物会有差异

中学阶段反应方程式

大学教材中反应方程式

2.二氧化锰与氯酸钾共热: (制得的氧气中含有少量Cl2、O3和微量ClO2;部分教材已经删掉该制取方法;该反应实际上是放热反应,而不是吸热反应,发生上述1mol反应,放热108kJ)。

3.过氧化氢溶液催化分解(催化剂主要为二氧化锰,三氧化二铁、氧化铜也可):

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