制取氧气的6种方法(制取氧气简单方法)

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氧气是一种与生命活动密不可分的气体。我们都知道空气中的氧气是由绿色植物和藻类光合作用产生的,空气中氧气的比例约为21%。那么如果在一些特定的情况下需要高浓度的氧气该怎么办呢?下面介绍几种制备氧气的一般方法:文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/101873.html

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工业氧气生产文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/101873.html

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1.空气冷冻分离法文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/101873.html

空气中的主要成分是氧气和氮气。利用氧和氮的不同沸点从空气中制备氧称为空气分离。先将空气预冷、净化(除去空气中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等气体和灰尘等杂质),然后压缩、冷却,成为液态空气。然后利用氧和氮的沸点差异,液态空气在精馏塔中蒸发冷凝数次,分离出氧和氮,得到纯氧(纯度99.6%)和纯氮(纯度99.9%)。如果增加一些附加设备,稀有惰性气体,如氩、氖、氦、氪、氙等。空气中含量很少的,也可以提取。空分装置产生的氧气由压缩机压缩,最后压缩后的氧气装入高压钢瓶储存,或直接通过管道输送到工厂和车间使用。用这种方法制氧,需要大型成套设备和严格的安全操作技术,但产量高,每小时可制氧数千立方米。而且消耗的原材料只是不需要购买、运输、储存在仓库里的空气。因此,自1903年研制出第一台低温空气分离制氧机以来,这种制氧方法得到了广泛的应用。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/101873.html

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2、分子筛氧气法(吸附法)文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/101873.html

利用氮分子比氧分子大的特点,用特殊的分子筛分离空气中的氧。首先,压缩机迫使干燥空气通过分子筛进入真空吸附器,使空气中的氮气分子被分子筛吸附,氧气进入吸附器。当吸附器中的氧气达到一定量(压力达到一定水平)时,可以打开氧气出口阀释放氧气。一段时间后,分子筛吸附的氮气逐渐增多,吸附能力减弱,产生的氧气纯度降低。需要用真空泵将吸附在分子筛上的氮气抽出,然后重复上述过程。这种制造氧气的方法也叫吸附法。采用吸附法的小型制氧机已经开发出来并广泛应用于家用制氧机中。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/101873.html

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3.电解制氧方法文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/101873.html

将水放入电解槽中,加入氢氧化钠或氢氧化钾提高水的电解程度,然后施加直流电,使水分解成氧气和氢气。每生产一立方米氧气,同时获得两立方米氢气。电解生产一立方米氧气需要12-15千瓦时,与上述两种方法的电耗(0.55-0.60千瓦时)相比是不经济的。因此,电解法不适合大量生产氧气。同时,产生的氢气如果收集不当,会聚集在空气中,如果与氧气混合,很容易发生剧烈爆炸。所以电解不适合家庭制氧。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/101873.html

二、化学制氧文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/101873.html

而工业和医用氧气都是从自制的制氧厂购买的。工厂制氧的原料是空气,所以价格很便宜。但是氧气的储存、运输和使用(高压氧气瓶和液氧专用罐)都不方便。因此,在远离制氧厂的偏远山区运输困难。此外,一些特殊环境,如病人家中、高空飞行、水下潜艇、潜水作业、矿山救援等。非常不方便搬运巨大笨重的钢瓶。小钢瓶储氧量小,使用时间短,于是出现了化学制氧法。在这些化合物中,无机过氧化物的氧含量最高,容易释放。目前过氧化氢多用于化学制氧。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/101873.html

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对无机过氧化合物的科学研究始于18世纪。798年,德国自然科学家亚历山大·洪堡在高温下氧化氧化钡,制成过氧化钡。1810年,法国化学家约瑟夫-路易·盖·吕萨克和路易-雅克·德纳合作制备过氧化钠和过氧化钾。1818年,纳德用酸处理过氧化钡,然后通过蒸馏发现了过氧化氢。在过去的200年里,化学家们不断研究发现了大量的无机过氧化合物。这些过氧化物在受热、遇水或其他化学试剂时,很容易析出氧气。常用的过氧化物如下:文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/101873.html

1.液态过氧化物(液氧发生器)-过氧化氢文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/101873.html

过氧化氢,化学名称为过氧化氢(H2O2),是一种无色透明的液体,有淡淡的特殊臭氧气味。它是一种非常不稳定的物质,在热、碱、杂质等很多情况下会加速其分解。温度每升高5℃,它的分解率就会增加1.5倍。即使是浓度为35%的稀释过氧化氢,在pH值升高的情况下(例如储存在含碱玻璃瓶中)超过6小时也会迅速分解。双氧水中混有少量杂质(如铁、铜、黄铜、青铜、铅、银、铬、锰等金属粉末或其盐)。即使在室温下,也会引起剧烈分解,产生氧气。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/101873.html

过氧化氢是过氧化物中最基本的物质,也是世界各国科学家已知的最早的化学制氧机。过氧化氢具有制氧率高(30%稀释液中有效氧含量为14.1%)和成本低的优点。但双氧水是一种强腐蚀剂,稍有不慎就会造成人身伤害,很多情况下还会引起爆炸或燃烧。在使用、储存和运输中,它是一种危险产品。比如在常压下,过氧化氢的蒸气浓度达到40%以上时,温度过高,即有爆炸的危险。过氧化氢与有机物混合后,能生成灵敏、强烈的高效炸药。当与有机物质如过氧化氢、酒精、甘油等混合时。,它会形成非常危险的爆炸性混合物。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/101873.html

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过氧化氢是一种强氧化剂,对有机物,尤其是纺织品和纸张有腐蚀性,与大多数可燃物接触会自行燃烧。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/101873.html

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  • 本文由 发表于 2023年3月14日 17:16:22
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