氧氣的性質(zhì)、用途和常用的制備方法
一、氧氣的性質(zhì)
??? 氧氣是一種無色無味的氣體,比空氣略重。氧在水中的溶解度不大,0℃時(shí)100mL水中能溶解50mL的氧,20℃時(shí)只能溶解3mL。氧氣在-183℃時(shí)在一定的壓力下能凝聚成藍(lán)色液體。許多元素都能與氧發(fā)生反應(yīng)。
??? 氫氣和氧氣的混合物具有爆炸性。氫氧混合物的爆炸極限是隨壓力、溫度和水蒸汽含量而變化,在大氣壓力下其體積含量的爆烽、液態(tài)氧是一種制冷劑,也是一種氧化劑,它和鋸木屑,煤粉的混合物,是一種比較安全的爆炸材料。氣態(tài)氧常以150大氣壓貯存在鋼瓶中,以備運(yùn)輸和使用。氧氣在工業(yè)、科研以及醫(yī)療等幾方面都是一種很重要的材料。氧在水中溶解度是4.89毫升/100毫升水(℃),這是水中能夠有生命存在的重要基礎(chǔ)。氧占空氣體積的21%左右。
二、氧的用途
??? 氧是動(dòng)物呼吸和可燃物燃燒所必需的氣體。氧較初主要用于醫(yī)療上的氧氣療法,輸氧搶救病人,以及機(jī)械工業(yè)上金屬焊接和切割。以后隨著新技術(shù)、新工藝的不斷涌現(xiàn),逐步應(yīng)用于冶金、石油化工、環(huán)保等部門。在冶金工業(yè)中,氧氣被廣泛用于氧吹轉(zhuǎn)爐、電爐和高爐的強(qiáng)化冶煉;鋼坯表面火焰處理等。在石油化工工業(yè)中,氧氣用來裂解重油,生產(chǎn)烯烴氣或用來氣化重油、煤粉,制備合成氨原料氣。在環(huán)保方面,氧可用于空氣凈化、城市污水和廢水處理等。
三、化學(xué)性質(zhì)
??? 工業(yè)上制取氧氣的方法有以下幾種:低溫分餾得到的較純的氧氣;水的電解來制取氧氣;變壓吸附制取氧等。這種制取氧氣的原理是:經(jīng)空壓機(jī)壓縮冷干后的空氣進(jìn)入PSA氧氮分離系統(tǒng),經(jīng)分子篩的吸附作用將氧氣、氮?dú)夥蛛x開來。
??? 在實(shí)驗(yàn)室中制取氧氣的另一種方法是利用氯酸鉀的熱分解來制備。其反應(yīng)式是:
MnO21
2KCLO2+△---→2KCL+3O2
氧分子在低溫下能生成水合晶體:O2?H2O和O2?2H2O
氧的固態(tài)密度1.27克/毫升;
氧的氣態(tài)密度1.429克/毫升;
氧的原子體積1.26毫升/摩爾;
熔點(diǎn)為-218.99℃;
沸點(diǎn)為-183.0℃;
臨界溫度119℃;
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??? 氧是一種化學(xué)性質(zhì)活潑的元素。它幾乎能與其它所有的元素直接或間接地化合。一種元素同氧化合所開形成的產(chǎn)物叫做氧化物。氧之所以叫做氧化劑是因?yàn)樗c元素反應(yīng)時(shí),得到了電子,氧化數(shù)由0降到-2,氧的本身被還原。
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