关于氧介绍

关于氧介绍,第1张

关于氧介绍

[拼音]:yang

[外文]:oxygen

一种化学元素,化学符号 O,原子序数 8,原子量15.999 4,属周期系ⅥA族。为典型的非金属。

发现

1774年英国J.普里斯特利用一块透镜把太阳光聚焦在氧化汞上,发现一种能强烈帮助燃烧的气体。同时期C.W.舍勒也进行类似的实验,发现了氧。A.-L.拉瓦锡研究了此种气体的性质,并正确地解释这种气体在燃烧过程中的作用,指出它与其他元素结合时,有形成酸的倾向,因此命名为oxygene,来源于希腊文oxysgenēs,原意为“酸形成者”。

存在

氧是地壳中最丰富的、分布最广的元素,它在地壳中的含量为48.6%(重量)。单质氧在大气中占23%,水中占88.8%,人体中占65%。

大气中的氧虽不断地用于动物的呼吸、燃烧及其他氧化过程,但由于植物的光合作用能把二氧化碳转变为氧气,就使大气中的氧的浓度几乎保持不变。

氧原子有三种稳定同位素, 即氧16、氧17、氧18,其中氧16的含量最高,为99.759%。

物理性质

在常温常压下,氧为无色、无臭和无味的气体;熔点-218.4°C,沸点-182.962°C,气体密度1.429克/升。

化学性质

氧的电子构型为1s22s22p4,氧化态为-2、-1、+2,氧原子的电负性仅次于氟。所有化学元素都能与氧直接或间接地化合,生成各类氧化物,最丰富的二元氧化物是水和二氧化硅。

除了惰性气体、卤素及一些不活泼的金属(如金、铂等)外,氧能与所有的金属和非金属直接作用,生成氧化物;在常温下,氧还可与化合物作用,如:

2NO+O2─→2NO2

4FeSO4+2H2SO4+O2─→2Fe2(SO4)3+2H2O

C6H12O6+6O2─→6CO2+6H2O

氧与葡萄糖的作用是构成生物的呼吸作用的主要反应。

氧与惰性气体氙能间接地生成氧化物:

6XeF4+12H2O─→2XeO3+4Xe+3O2+24HF

XeF6+3H2O─→XeO3+6HF

氧除了与金属形成正常的氧化物外,还与活泼金属形成过氧化物和超氧化物。氧分子还可失去一个电子,生成二氧基正离子O娚的化合物, 如O2PtF6;氧分子中每个氧原子含有一对孤对电子,可与络合物中的金属离子配位,如在血红素的二价铁的卟啉衍生物中,铁(Ⅱ)可逆地与氧分子结合,在生物体中起输氧的作用。

实验室制法

主要有:

(1)某些盐的热分解,如:

氯酸钾热分解时可以用二氧化锰作催化剂,以降低热分解温度,并避免发生以下反应:

4KClO3─→3KClO4+KCl

(2)重金属氧化物的热分解,汞、银、金、铂的氧化物加热就失去氧,如:

用氧化汞制氧是当年普里斯特利的方法,现在已没有实际意义。

(3)金属过氧化物与水和酸作用,如

由于过氧化钡是由氧化钡与空气中的氧加热而得到的,此法是从大气中提取氧的最早方法。此外,还可用过氧化钠与水作用以制取氧:

或用高锰酸钾溶液滴入酸化的过氧化氢中,也可得到氧:

(4)电解水,电解液中含有少量的酸或盐,其反应为:

电解时,阴极产生氢气,阳极产生氧气。

工业制法

大规模生产氧,采用液态空气分馏的方法,首先把空气压缩和冷冻使其液化,然后将液态空气分馏,先除去惰性气体,再把氮分馏出去,留下的即为氧。经多步分馏,可得到工业用的纯氧(99.5%),一般以压缩气体的形式装在钢瓶中贮存和运输。纯度高的氧也可用电解法生产。

应用

氧气不但是动物维持生命过程和燃烧过程中不可缺少的物质,而且在现代工业生产上也十分重要。主要用途有:

(1)冶金工业中用于熔炼、精炼、焊接、切割和表面处理等冶金过程;

(2)化学工业中用于烃类的部分氧化、水煤气生产和颜料制造;

(3)液氧在现代火箭的推进剂中用作氧化剂;

(4)在空间、潜水和医疗中,氧供动物呼吸用以维持生命;

(5)在环境保护方面用于废水的处理;

(6)用于玻璃的制造和吹制造型,以及采矿、采石、水泥等生产中。

参考书目
  1. E.A.V.Ebsworth, J.A.Connor and J.J.Turner,The Chemistry of Oxygen,Pergamon Texts in InorganicChemistry,Vol.16,Pergamon,Oxford,1973.

参考文章

  • 高级氧化法处理农药废水研究进展废水治理
  • 复合二氧化氯发生器在水处理中的应用废水治理
  • 臭氧联合氧化技术在污水处理方面的新进展废水治理
  • 柑桔臭氧保鲜技术果树园艺
  • 鱼池的生物补氧水产/渔业
  • 奥贝尔氧化沟在县级污水处理中的应用废水治理
  • 臭氧-生物活性炭微污染水处理技术废水治理
  • UASB+接触氧化法处理食品废水废水治理
  • 两级厌氧-生物接触氧化处理淀粉与酒精废水废水治理
  • Fenton氧化降解垃圾渗滤液中的COD废水治理

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