由空气分离装置产出的氧气,经过压缩机的压缩,最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年研制出第一台深冷空分制氧机以来,这种制氧方法一直得到最广泛的应用。2、膜分离技术 [3] 膜分离技术得到迅速发展。利用这种技术,在一定压力下,让空气通过具有富集氧气功能的薄膜,可得到含氧量较高的富氧空气。利用这种膜进行多级分离,可以得到百分之九十以上氧气的富氧空气。3、分子筛制氧法(吸附法) [3] 利用氮分子大于氧分子的特性,使用特制的分子筛把空气中的氧分离出来。首先,用压缩机迫使干燥的空气通过分子筛进入抽成真空的吸附器中,空气中的氮分子即被分子筛所吸附,氧气进入吸附器内,当吸附器内氧气达到一定量(压力达到一定程度)时,即可打开出氧阀门放出氧气。经过一段时间,分子筛吸附的氮逐渐增多,吸附能力减弱,产出的氧气纯度下降,需要用真空泵抽出吸附在分子筛上面的氮,然后重复上述过程。这种制取氧的方法亦称吸附法.利用吸附法制氧的小型制氧机已经开发出来,便于家庭使用。4、电解制氧法 [3] 把水放入电解槽中,加入氢氧化钠或氢氧化钾以提高水的电解度,然后通入直流电,水就分解为氧气和氢气。每制取一立方米氧气,同时获得两立方米氢气。用电解法制取一立方米氧气要耗电12~15千瓦时,与上述两种方法的耗电量(0.55~0.60千瓦时)相比,是很不经济的。所以,电解法不适用于大量制氧。另外同时产生的氢气如果没有妥善的方法收集,在空气中聚集起来,如与氧气混合,容易发生极其剧烈的爆炸。所以,电解法也不适用于家庭制氧。有氧气生成的化学反应电解硫酸铜溶液2CuSO4+2H2O=通电=2Cu↓+2H2SO4+O2↑电解水2H2O=通电=2H2↑+O2↑光合作用总反应式6CO2+6H2O—光,叶绿素→C6H12O6+6O2↑电解硝酸银溶液4AgNO3+2H2O =通电=4Ag↓+4HNO3+O2↑氟气与水的反应2F2+2H2O=O2+4HF电解熔融氧化铝2Al2O3=通电=4Al+3O2↑氧化铜高温分解4CuO=高温=2Cu2O+O2↑加热氧化汞2HgO=△=2Hg+O2↑过氧化氢分解2H2O2=2H2O+O2↑硝酸的见光分解4HNO3(浓) =光照= 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O次氯酸见光分解2HClO=光照=2HCl+O2↑臭氧的分解2O3=3O2过氧化氢和氯气的反应H2O2+Cl2=2HCl+O2↑(此处首先生成的首先是单线态氧,然后再聚合成键成氧气) 存在形式 单质 氧气氧气,空气主要组分之一,比空气重,标准状况(0℃,101325帕)下密度为1.429克/升。无色、无味。在水中溶解度很小,273k时溶解度为49.1mol/L。压强为101kPa时,氧气在约-183摄氏度时变为淡蓝色液体,在约-218摄氏度时变成雪花状的淡蓝色固体。氧分子具有顺磁性。 [2] 臭氧在常温下,它是一种有鱼腥臭味的蓝色气体。臭氧主要存在于距地球表面20~35公里的平流层顶部的臭氧层中。在常温常压下,稳定性极差,在常温下可自行分解为氧气。臭氧具有强烈的刺激性,吸入过量对人体健康有一定危害。熔点21K,沸点160.6K,溶解度较大,273k时为494mol/L。具有反磁性。 [2] 化合物 氧化物之前提到的几乎所有元素都能与氧气反应,得到的化合物中只有氧元素和另一种元素的二元化合物是氧化物,如水,CO2。氧化物有多种多样,主要分为:酸性氧化物,碱性氧化物,两性氧化物,不成盐氧化物和假氧化物。另外还有一些只含有氧元素的基团也能形成氧化物,分为:过氧化物,超氧化物,臭氧化物等。 [2] 含氧化合物含氧化合物泛指一切含有氧元素的化合物,比氧化物范围大,对于组成物质的元素种类无要求。 [2] 特殊 四聚氧(O4)这种氧分子可以稳定存在,预计构型为正四面体或者矩形,从两种构型中性分子O4,正一价分子O4+和负一价分子O₄-的基态电子结构,并根据能量最低原则确定了各自的结构参数,从而得到了O4分子2种结构的基态总能量、一价电离能及电子亲合势能。与氧原子、普通氧分子O₂和臭氧分子O₃的计算结果比较,显示O₄分子可以以正方形结构或正四面体结构形式存在,其中正方形结构更有可能是O4分子的真实空间结构。 [2] 红氧(O8)随着室温下氧气的压强超过10GPa,它将出人意料地相变为另一个同素异形体。它的体积骤减,颜色也从蓝变成深红。这种ε相发现于1979年,但当时它的结构并不清楚。基于它的红外线吸收光谱,1999年,研究人员推断此相态是O4分子的晶体。但在2006年,X射线晶体学表明这个被称作ε氧或红氧的稳定相态实为O8。此结构在理论上不曾被预测:由四个O2分子组成的菱形的O8原子簇。 [2] 氧中毒 氧虽对身体有益,但并非越多越好,氧气含量过高时也会发生氧中毒, [5] 氧中毒主要分以下三种类型: 肺型氧中毒 类似支气管肺炎。其表现及通常的发展过程为:最初为类似上呼吸道感染引起的气管刺激症状,如胸骨后不适(刺激或烧灼感)伴轻度干咳,并缓慢加重;然后出现胸骨后疼痛,且疼痛逐渐沿支气管树向整个胸部蔓延,吸气时为甚;疼痛逐渐加剧,出现不可控制的咳嗽;休息时也伴有呼吸困难。在症状出现的早期阶段结束暴露,胸疼和咳嗽可在数小时内减轻。 脑型氧中毒 最初出现额、眼、鼻、口唇及面颊肌肉的纤维性颤动,也可累及手的小肌肉;面色苍白、有异味感。继而可有恶心、呕吐、眩晕、汗、流涎、上腹部紧张;也可出现视力丧失、视野缩小、幻视、幻听;还会有心动过缓、心悸、气哽、指(趾)端发麻、情绪反常(忧虑、抑郁、烦躁或欣悦)。接着出现极度疲劳、嗜睡、呼吸困难等。少数情况还可能发生虚脱。 眼型氧中毒 主要表现为视网膜萎缩。 早产婴儿在恒温箱内吸氧时间过长,视网膜有广泛的血管阻塞、成纤维组织浸润、晶体后纤维增生,可因而致盲。 [6]