一種化學(xué)元素.化學(xué)符號O ,原子序數(shù)8 ,原子量15.9994,屬周期系ⅥA族.
氧的發(fā)現(xiàn) 1774年英國化學(xué)家J.普里斯特利用一個大凸透鏡將太陽光聚焦后加熱氧化汞,制得純氧,并發(fā)現(xiàn)它助燃和幫助呼吸,稱之為“脫燃素空氣”.瑞典C.W.舍勒用加熱氧化汞和其他含氧酸鹽制得氧氣雖然比普里斯特利還要早一年,但他的論文《關(guān)于空氣與火的化學(xué)論文》直到1777年才發(fā)表 ,但他們二人確屬各自獨立制得氧.1774年,普里斯特利訪問法國,把制氧方法告訴A.-L.拉瓦錫 ,后者于1775年重復(fù)這個實驗,把空氣中能夠幫助呼吸和助燃的氣體稱為oxygene,這個字來源于希臘文oxygenēs,含義是“酸的形成者”.因此,后世把這三位學(xué)者都確認(rèn)為氧氣的發(fā)現(xiàn)者.
氧的存在 氧有三種穩(wěn)定同位素,即氧16、氧17和氧18,其中氧 16 含量占 99.759 % .氧在地殼中的含量為 48.6%,居首位,氧在地球上分布極廣,大氣中的氧占21%,海洋和江河湖泊中到處都是氧的化合物水,氧在水中占88.8%.地球上還存在著許多含氧酸鹽,如土壤中所含的鋁硅酸鹽,還有硅酸鹽、氧化物、碳酸鹽的礦物.大氣中的氧不斷地用于動物的新陳代謝,人體中氧占65%,植物的光合作用能把二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)檠鯕?使氧得以不斷地循環(huán).雖然地球上到處是氧,但氧主要是從空氣中提取的,有取之不盡的資源.
物理化學(xué)性質(zhì) 氧 是 無 色 、無 臭 、無 味 的 氣 體 ,熔點-218.4℃ ,沸點-182.962℃ ,氣體密度1.429克/厘米3 ,液態(tài)氧是淡藍(lán)色的 .氧是化學(xué)性質(zhì)活潑的元素 ,除了惰性氣體,鹵素中的氯、溴、碘以及一些不活潑的金屬(如金 、鉑 )之外 ,絕大多 數(shù)非 金屬和金 屬 都能直接與 氧化合,但氧可以通過間接的方法與惰性氣體氙生成氧化物:
XeF6 + 3H2O=XeO3 + 6HF
同樣,氯的氧化物也可以通過間接的方法制得:
2Cl2+2HgO=HgO•HgCl2+Cl2O
在常溫下,氧還可以將其他化合物氧化:
2NO+O2=2NO2
氧可以將葡萄糖氧化,這一作用是構(gòu)成生物體呼吸作用的主要反應(yīng):
C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
氧的氧化態(tài)為 -2 、- 1、+ 2 . 氧的氧化性僅次于氟 ,因此,氧和氟發(fā)生反應(yīng)時,表現(xiàn)為+2價,形成氟化氧(F2O).氧與金屬元素形成的二元化合物有氧化物、過氧化物、超氧化物.氧分子可以失去一個電子,生成二氧基正離子(),形成O2PtF6等化合物.
氧氣的實驗室制法有:①氯酸鉀的熱分
②電解水:
③氧化物熱分
④以二氧化錳做催化劑,使過氧化氫分
⑤高錳酸鉀的熱分解
在宇宙飛船中 ,可利用宇航員 呼出的二氧化碳?xì)怏w與超氧化鉀作用,產(chǎn)生氧氣,供宇航員呼吸用.
生產(chǎn)和應(yīng)用 大規(guī)模生產(chǎn)氧氣的方法是分餾液態(tài)空氣 ,首先將空氣壓縮,待其膨氧脹后又冷凍為液態(tài)空氣,由于稀有氣體和氮氣的沸點都比氧氣低,經(jīng)過分餾,剩下的便是液氧,可貯存在高壓鋼瓶中.所有的氧化反應(yīng)和燃燒過程都需要氧,例如煉鋼時除硫、磷等雜質(zhì),氧和乙炔混合氣燃燒時溫度高達(dá)3500℃,用于鋼鐵的焊接和切割.玻璃制造、水泥生產(chǎn)、礦物焙燒、烴類加工都需要氧.液氧還用作火箭燃料,它比其他燃料更便宜.在低氧或缺氧的環(huán)境中工作的人,如潛水員、宇航員,氧更是維持生命所不可缺少的.但氧的活性狀態(tài)如 、OH以及H2O2等對生物的組織有嚴(yán)重的損壞作用,紫外線對皮膚和眼的損害多與此種作用有關(guān).是空氣的組分之一,無色、無嗅、無味.氧氣密度比空氣大,在標(biāo)準(zhǔn)狀況(0℃和大氣壓強101325帕)下密度為1.429克/升,能溶于水,但溶解度很小,1L水中約溶30mL氧氣.在壓強為101kPa時,氧氣在約-180攝氏度時變?yōu)榈{(lán)色液體,在約-218攝氏度時變成雪花狀的淡藍(lán)色固體.
1.氧氣能與很多元素直接化合,生成氧化物.
2.氧氣是燃燒和動植物呼吸所必需的氣體,富氧空氣用于醫(yī)療和高空飛行,純氧用于煉鋼和切割、焊接金屬,液氧用做火箭發(fā)動機的氧化劑.
3.生產(chǎn)上應(yīng)用的氧氣由液態(tài)空氣分餾而得.實驗室借含氧鹽類(氯酸鉀、高錳酸鉀等)受熱分解來制取氧氣.
4.一個氧分子是由兩個氧原子組成的 原子半徑0.074納米
編輯本段二、氧氣的性質(zhì)
1.物理性質(zhì):
①色,味,態(tài):無色無味氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
②熔點:-218.4℃(變?yōu)榈{(lán)色雪花狀的固體) 沸點:-182.9℃(變?yōu)榈{(lán)色液體)
③密度:1.429克/升(氣),1.419克/厘米3(液),1.426克/厘米3(固)
④水溶性:不易溶于水,標(biāo)準(zhǔn)情況下,1L水中可以溶解約30mL的氧氣
⑤貯存:天藍(lán)色鋼瓶
2.化學(xué)性質(zhì):
總體來說,氧氣的化學(xué)性質(zhì)比較活潑.
(1)、氧氣跟金屬反應(yīng):
一氧化二鎂;2Mg+O2→2MgO,劇烈燃燒發(fā)出耀眼的強光,放出大量熱,生成白色固體.
四氧化三鐵;3Fe+2O2→Fe3O4,紅熱的鐵絲劇烈燃燒,火星四射,放出大量熱,生成黑色固體.
一氧化二銅;2Cu+O2→2CuO,加熱后亮紅色的銅絲表面生成一層黑色物質(zhì).
二氧化硫; S+O2→SO2,點燃后發(fā)出藍(lán)紫色的火焰,放出熱量,有刺激性氣味產(chǎn)生.
(2)、氧氣跟非金屬反應(yīng):
(炭+氧氣→二氧化碳)C+O2→CO2,劇烈燃燒,發(fā)出白光,放出熱量,生成使石灰水變渾濁的氣體.
S+O2→SO2,發(fā)生明亮的藍(lán)紫色火焰,放出熱量,生成有刺激性氣味的氣體.
4P+5O2→2P2O5,劇烈燃燒,發(fā)出明亮光輝,放出熱量,生成白煙.
(3)、氧氣跟一些有機物反應(yīng),如甲烷、乙炔、酒精、石蠟等能在氧氣中燃燒生成水和二氧化碳.
CH4+2O2→2CO2+2H2O
2C2H2+5O2→4CO2+2H2O
編輯本段三、氧氣的某些用途和負(fù)作用
一.氧是心臟的“動力源”
氧是人體進(jìn)行新陳代謝的關(guān)鍵物質(zhì),是人體生命活動的第一需要.呼吸的氧轉(zhuǎn)化為人體內(nèi)可利用的氧,稱為血氧.血液攜帶血氧向全身輸入能源,血氧的輸送量與心臟、大腦的工作狀態(tài)密切相關(guān).心臟泵血能力越強,血氧的含量就越高;心臟冠狀動脈的輸血能力越強,血氧輸送到心腦及全身的濃度就越高,人體重要器官的運行狀態(tài)就越好.
二.氧氣噴泉
隨著人們對新鮮氧氣的需求愿望與日俱增,在美國洛杉磯等大城市,一種氧氣噴泉吧隨之設(shè)立.在氧氣噴泉吧里,人們手持透明氧氣罐,其上插上了精巧的外接吸收裝置,輕輕一吸,罐內(nèi)的純氧即噴涌而出.帶著檸檬或其他香味的氧氣可連續(xù)輸送20分鐘.除此之外,美國其他與氧有關(guān)的產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),如各種含氧水、含氧汽水、含氧膠丸等.新興的氧氣消費,已形成一股新潮流.
三.增加吸氧量可減少術(shù)后感染及止吐
今年1月,美國的《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》發(fā)表一項新的研究成果.奧地利、美國及澳大利亞的麻醉醫(yī)師報告,只要在手術(shù)中和手術(shù)后給病人增加吸氧量,病人術(shù)后感染危險將降低一半.因為增氧可以提高免疫系統(tǒng)的免疫能力,可為患者的“免疫大軍”提供更多“彈藥”,殺死傷口部位的細(xì)菌.
這項研究是在奧地利維也納和德國漢堡醫(yī)院的500名患者身上進(jìn)行的.其過程是:在整個手術(shù)期間和術(shù)后兩個小時,為第一組250名患者實施含30%氧的麻醉,另一組250名患者在同一時間內(nèi)接受含80%氧的麻醉.結(jié)果第一組手術(shù)后有28人感染,而第二組手術(shù)后只有13人感染.
麻醉病人在術(shù)后發(fā)生惡心或嘔吐頗為常見,病人感到非常難受.進(jìn)行此項研究的麻醉師說,增加吸氧比目前所使用的所有止吐藥效果更為明顯,且無危險和價格低廉.氧氣防止嘔吐的機制可能是防止腸道局部缺血,從而阻止催吐因子的釋放.但完全用氧而不用一氧化氮是不可取的,因為這有可能使病人在手術(shù)中覺醒.
四.高壓氧制服突發(fā)性耳聾
據(jù)友誼醫(yī)院高壓氧科主任介紹,高壓氧不僅能改善內(nèi)耳聽覺器官的缺氧狀態(tài),而且還能改善內(nèi)耳血液循環(huán)即組織代謝,促進(jìn)聽覺功能的恢復(fù).一旦患了突發(fā)性耳聾,應(yīng)立即去醫(yī)院高壓氧科,因為高壓氧對突發(fā)性耳聾的療效常取決于最初的治療時間,一般在發(fā)病后三天之內(nèi)(最遲不應(yīng)超過一周)治療效果最佳.
五.高壓氧治療牙周病效果好
牙周病指的是牙齦、牙周膜和牙槽骨的炎癥、變形、萎縮,最后導(dǎo)致牙齒松動、脫落的一種慢性進(jìn)行性疾病.患了牙周病會有牙齦充血、紅腫、出血,牙齦溝加深,形成了牙周炎,牙周袋溢膿,有口臭,牙齒松動,并常伴有牙齦退縮.
牙周病的常規(guī)治療效果并不理想.近年來,醫(yī)務(wù)工作者用高壓氧治療牙周病,取得了良好的療效.高壓氧治療牙周病可提高牙周病局部組織的氧含量和氧的彌散距離,促進(jìn)側(cè)枝循環(huán)的重建,改善局部循環(huán).血管收縮效應(yīng)可緩解局部腫脹.另外,高壓氧還能有效地抑制細(xì)菌,尤其是厭氧菌的生長繁殖,改善牙周組織的供血、供氧,促進(jìn)新陳代謝,以利于局部組織的修復(fù),達(dá)到抗炎、消腫、止血和除臭的目的.
六、中老年需要補氧
缺氧一般分為兩種:一種是體外缺氧,一種是體內(nèi)缺氧:
體外缺氧:主要是因為外部原因造成的缺氧.人處在一個缺少氧氣的環(huán)境里,如陰天氣壓低,高原地區(qū),環(huán)境污染地區(qū)以及寫字樓、商場、地下室等都容易造成體外缺氧.
體內(nèi)缺氧:是指人體自身的原因,導(dǎo)致吸入氧氣的不足,與一些老年病、工作節(jié)奏快等原因有關(guān).如呼吸系統(tǒng)疾?。夤苎住⑾?、肺氣腫、肺心病、肺部感染等);血液循環(huán)不好(各種心臟疾病,腦供血不足、腦梗、脈管炎、靜脈曲張等).長期處于體內(nèi)缺氧狀態(tài),人體各個組織供氧不足,加速了身體的衰竭,甚至引發(fā)中風(fēng)等意外,直接威脅到生命的安全.
中老年缺氧的癥狀表現(xiàn)
1) 輕度缺氧:常常打哈欠,手腳冰涼,在大商場、地下設(shè)施內(nèi)感到胸悶氣短,心慌、喘氣急促.
2) 中度缺氧:爬樓梯兩層以上胸悶氣短、喘氣急促;口臭、胃酸過多、便秘、皮膚干燥、睡眠不足、多夢易醒,注意力不集中,臉色蒼白,心情緊張后頭屑增多,出虛汗、視力下降,血壓、血脂、血糖偏高,抵抗力減弱,易患感冒.
七.過度吸氧的負(fù)作用
早在19世紀(jì)中葉,英國科學(xué)家保爾·伯特首先發(fā)現(xiàn),如果讓動物呼吸純氧會引起中毒,人類也同樣.人如果在大于0.05 MPa(半個大氣壓)的純氧環(huán)境中,對所有的細(xì)胞都有毒害作用,吸入時間過長,就可能發(fā)生“氧中毒”.肺部毛細(xì)管屏障被破壞,導(dǎo)致肺水腫、肺淤血和出血,嚴(yán)重影響呼吸功能,進(jìn)而使各脹器缺氧而發(fā)生損害.在0.1 MPa(1個大氣壓)的純氧環(huán)境中,人只能存活24小時,就會發(fā)生肺炎,最終導(dǎo)致呼吸衰竭、窒息而死.人在0.2 MPa(2個大氣壓)高壓純氧環(huán)境中,最多可停留1.5小時 ~ 2小時,超過了會引起腦中毒,生命節(jié)奏紊亂,精神錯亂,記憶喪失.如加入0.3 MPa(3個大氣壓)甚至更高的氧,人會在數(shù)分鐘內(nèi)發(fā)生腦細(xì)胞變性壞死,抽搐昏迷,導(dǎo)致死亡.
此外,過量吸氧還會促進(jìn)生命衰老.進(jìn)入人體的氧與細(xì)胞中的氧化酶發(fā)生反應(yīng),可生成過氧化氫,進(jìn)而變成脂褐素.這種脂褐素是加速細(xì)胞衰老的有害物質(zhì),它堆積在心肌,使心肌細(xì)胞老化,心功能減退;堆積在血管壁上,造成血管老化和硬化;堆積在肝臟,削弱肝功能;堆積在大腦,引起智力下降,記憶力衰退,人變得癡呆;堆積在皮膚上,形成老年斑.
編輯本段四 氧氣的制造
一般實驗室制造氧氣使用的方法是:加熱高錳酸鉀,化學(xué)式為:2KMnO4===(加熱)K2MnO4+MnO2+O2↑
另一個方法是:用催化劑MnO2并加熱氯酸鉀,化學(xué)式為:2KClO3===(△,MnO2) 2KCl+3O2
還有一個是:雙氧水(過氧化氫)在催化劑MnO2(或紅磚粉末,土豆,水泥等)中,生成O2和H2O,化學(xué)式為: 2H2O2===(MnO2) 2H2O+O2↑
工業(yè)制造氧氣方法:分離液態(tài)空氣.
中老年缺氧的癥狀表現(xiàn)
1) 輕度缺氧:常常打哈欠,手腳冰涼,在大商場、地下設(shè)施內(nèi)感到胸悶氣短,心慌、喘氣急促.
2) 中度缺氧:爬樓梯兩層以上胸悶氣短、喘氣急促;口臭、胃酸過多、便秘、皮膚干燥、睡眠不足、多夢易醒,注意力不集中,臉色蒼白,心情緊張后頭屑增多,出虛汗、視力下降,血壓、血脂、血糖偏高,抵抗力減弱,易患感冒.
編輯本段五 氧氣的發(fā)現(xiàn)
世界上最早發(fā)現(xiàn)氧氣的是我國唐朝的煉丹家馬和.馬和認(rèn)真地觀察各種可燃物,如木炭、硫磺等在空氣中燃燒的情況后,提出的結(jié)論是:空氣成分復(fù)雜,主要由陽氣(氮氣)和陰氣(氧氣)組成,其中陽氣比陰氣多得多,陰氣可以與可燃物化合把它從空氣中除去,而陽氣仍可安然無恙地留在空氣中.馬和進(jìn)一步指出,陰氣存在于青石(氧化物)、火硝(硝酸鹽)等物質(zhì)中.如用火來加熱它們,朋氣就會放出來,他還認(rèn)為水中也有大量陰氣,不過常難把它取出來.馬和的發(fā)現(xiàn)比歐洲早1000年.
馬和把畢生研究的成果記錄在一本名叫《平龍認(rèn)》的書中,該書68頁,出版日期是唐至德元年(756年)3月9日,一直流傳到清代,后被德國侵略者乘亂搶走.
氧氣的性質(zhì),作用,用途是什么
氧氣的性質(zhì),作用,用途是什么
化學(xué)人氣:786 ℃時間:2020-06-02 03:07:59
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