氧气

氧气(O),非金属化学元素16组(通过或氧组)的元素周期表。氧气是一种无色、无臭、无味气体必要的生物,被动物,把它转换成碳二氧化碳;反过来,植物利用二氧化碳的碳和氧回到大气中。氧形式化合物通过与几乎任何其他元素反应,以及反应取代元素相互组合;在许多情况下,这些过程都伴随着进化的光和热,在这种情况下被称为燃烧。其最重要的复合是水。

历史

氧气是由瑞典化学家发现了约1772,卡尔·威廉舍勒通过加热,获得它硝酸钾、汞氧化和许多其他物质。英国化学家,约瑟夫普利斯特里、独立于1774年发现了氧气氧化汞的热分解和发表他的发现,前三年舍勒出版。在1775 - 80年,法国化学家Antoine-Laurent Lavoisie以惊人的洞察力,r,解释氧气在呼吸的作用燃烧,丢弃燃素理论,它被接受了到时间;他指出其趋势形成酸结合有很多不同的物质,因此命名为元素氧气(oxygene从希腊单词“酸前。”

事件和属性

质量的46%,氧是最丰富的元素地球的地壳。大气中氧的比例按体积和重量的21%海水是89%。在岩石,加上金属和非金属矿物酸性氧化物的形式(如硫、碳、铝和磷)或基本(如钙,镁和铁)和saltlike化合物可能被视为形成的酸性和碱性氧化物,硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、铝酸盐类和磷酸盐。丰富,这些固体化合物不是有用的氧气来源,因为它分离的元素紧密的组合金属原子太贵了。

低于183−°C(−297°F),氧气是一个淡蓝色的液体;它变成固体−218°C (361°F−)。纯氧是1.1倍重空气。

在呼吸,动物和一些细菌把大气中的氧气回到二氧化碳,而通过光合作用,绿色植物同化二氧化碳在阳光的存在和发展自由氧。几乎所有的自由大气中氧气是由于光合作用。氧气的体积大约3部分溶于100地区的淡水在20°C (68°F),在海水略少。溶解氧是至关重要的鱼类和其他海洋生物的呼吸作用。

天然氧三种稳定同位素的混合物:oxygen-16 (99.759%)、oxygen-17(0.037%),和氧18 (0.204%)。准备几个人为放射性同位素是已知的。寿命最长,oxygen-15第二半衰期(124 -),已被用于研究哺乳动物的呼吸。

同素异形

氧有两种同素异形的形式,双原子(O₂)和三原子(O₃、臭氧)。双原子的属性表单显示6个电子债券原子和两个电子仍未配对,会计的顺磁性的氧气。三个原子臭氧分子沿着一条直线不撒谎。

可能产生臭氧的氧气根据方程:

写的过程,是吸热(必须提供能量,让它继续);转换臭氧回双原子氧是由过渡金属及其氧化物的存在。纯氧部分转化为臭氧,无声放电;反应也带来的吸收紫外线的波长约为250纳米(纳米、纳米等于10⁻⁹米);这个过程发生在高层大气中去除辐射会危害地球表面上的生命。臭氧是明显的刺鼻气味封闭区域引发的电气设备,如发电机的房间。臭氧是浅蓝色;它的密度是空气的1.658倍,它有一个吗沸点−112°C (170°F−)大气压力。

臭氧是一种强氧化剂,可以的转换二氧化硫三氧化硫,硫化物硫酸盐,碘化碘(提供一个分析方法估计),和许多有机化合物醛等含氧衍生物和酸。转换的臭氧碳氢化合物从汽车废气这些酸和醛有助于刺激的本质烟雾。商业、臭氧被用作化学试剂,消毒剂,污水处理,水净化纺织品,漂白。

制备方法

生产方法选择取决于氧元素的数量。实验室程序包括以下:

1。某些盐的热分解,等钾氯酸盐或硝酸钾:

氯酸钾的分解是通过过渡金属氧化物的催化;锰二氧化碳(MnO,软锰矿₂)是经常使用的。所需的温度效应减少氧气的进化从400°C到250°C催化剂。

2。热分解的重金属氧化物:

舍勒和普利斯特里使用氧气氧化汞(II)的准备。

3所示。热分解金属过氧化物或氢过氧化氢:

早期的商业程序隔离大气中的氧气或制造过氧化氢依赖的形成钡过氧化从氧化物如方程所示。

4所示。电解水含有小比例的盐或酸,使传导电流:

商业生产和使用

所需的吨位数量时,氧是由分数蒸馏液态空气。主要组件的空气,氧气沸点最高,因此降低了挥发性比氮和氩。过程利用压缩气体时,允许扩展,它冷却。主要操作包括以下步骤:(1)空气过滤去除颗粒;(2)在碱吸收水分和二氧化碳;(3)空气压缩和压缩被普通冷却过程的热;(4)压缩和冷却空气通过进入线圈包含在室;(5)的一部分压缩空气(约为200个大气压的压力)是允许扩大室,冷却线圈;(6)扩大气体返回到压缩机与多个后续扩展和压缩步骤导致压缩空气的液化最后−196°C的温度;(7)允许液态空气温暖先提取稀有气体,氮,使液态氧。多个分离会产生一个产品纯足够(99.5%)对于大多数工业用途。

的钢工业纯氧最大的消费者在“吹”高碳钢材,挥发二氧化碳和其他非金属杂质在一个更快速、更容易控制的过程比如果空气。污水由氧的治疗更有效治疗的液体比其他化学过程废水。焚烧废物使用纯氧在封闭系统已成为重要的。所谓的液态氧火箭氧化剂液氧燃料;的