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氧的非金属性和电负性仅次于氟,除了氦、氖、氩、氪,所有元素都
储存氧气的氧气袋
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能与氧起反应。一般而言,绝大多数非金属氧化物的水溶液呈酸性,而碱金属或碱土金属氧化物则为碱性。此外,大多数有机化合物,可在氧气中燃烧生成二氧化碳与水蒸气,如酒精,甲烷。部分有机物不可燃,但也能和氧气等氧化剂发生氧化反应。
构成有机体的所有主要化合物都含有氧,包括蛋白质、碳水化合物和脂肪。构成动物壳、牙齿及骨骼的主要无机化合物也含有氧。由蓝藻、藻类和植物经过光合作用所产生的氧气化学式为O2,几乎所有复杂生物的呼吸作用都需要用到氧气。动物中,除了极少数之外,皆无法脱离氧气生存。但是对于厌氧性生物比如破来说,氧气是有毒的。这类厌氧型生物曾经是早期地球上的主要生物,直到25亿年前氧气开始在大气层中逐渐积累。氧元素的另一个同素异形体是臭氧。在高海拔形成的臭氧层能够隔离来自太阳的紫外线。但是接近地表的臭氧则是一种污染,这些臭氧主要存在于光化学烟雾中。
分离液态空气法
在低温条件下加压,使空气转变为液态,然后蒸发,由于液态氮的沸点是‐196℃,比液态氧的沸点(‐183℃)低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是液态氧。
空气中的主要成分是氧气和氮气。利用氧气和氮气的沸点不同,从空气中制备氧气称空气分离法。首先把空气预冷、净化(去除空气中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等气体和灰尘等杂质)、然后进行压缩、冷却,使之成为液态空气。然后,利用氧和氮的沸点的不同,在精馏塔中把液态空气多次蒸发和冷凝,将氧气和氮气分离开来,得到纯氧(可以达到99.6%的纯度)和纯氮(可以达到99.9%的纯度)。如果增加一些附加装置,还可以提取出氩、氖、氦、氪、氙等在空气中含量极少的稀有惰性气体。由空气分离装置产出的氧气,经过压缩机的压缩,后将压缩氧气装入高压钢瓶贮存,或通过管道直接输送到工厂、车间使用。使用这种方法生产氧气,虽然需要大型的成套设备和严格的安全操作技术,但是产量高,每小时可以产出数千、万立方米的氧气,而且所耗用的原料仅仅是不用买、不用运、不用仓库储存的空气,所以从1903年研制深冷空分制氧机以来,这种制氧方法一直得到广泛的应用。
氧元素占整个地壳质量的48.6%,是地壳中含量多的元素,它在地壳中基本上是以氧化合物的形式存在的。每一千克的海水中溶解有2.8毫克的氧气,而海水中的氧元素差不多达到了89%。就整个地球而言,氧的质量分数为15.2%。无论是人、动物还是植物,他们的都有类似的组成,其中氧元素占到65%的质量。 [3] 在空气中,氧的体积占20.9%。
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