氧氣每時(shí)每刻都在參與我們體內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng),氧氣就在我們身邊、氧氣就在我們體內(nèi),不過(guò),你真的了解氧氣嗎?
你知道么,*早發(fā)現(xiàn)氧氣的不是舍勒、不是普利斯特里、也不是拉瓦錫,而是唐代堪輿家馬和。馬和在他的著作《平龍認(rèn)》中提到:空氣中存在“陰陽(yáng)二氣”,用火硝、青石等物質(zhì)加熱后就能產(chǎn)生“陰氣”;水中也有“陰氣”,它和“陽(yáng)氣”緊密結(jié)合在一起,很難分解。馬和所說(shuō)的“陰氣”,就是氧氣。
通常,氧氣是無(wú)色、無(wú)味的氣體,在0℃、1.01×105 Pa時(shí)氧氣的密度為1.429 g/L,比空氣略大。氧氣不易溶于水,在通常狀況下,1 L 水中只能溶解約30 mL 氧氣。在1.01×105 Pa 時(shí),氧氣在-183 ℃液化為液體,在-218 ℃變?yōu)檠┗罟腆w。液氧和固態(tài)的氧氣由于吸收紅色光,所以是淡藍(lán)色的物質(zhì)。
氧氣的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,具有助燃性。蠟燭在空氣和氧氣中均能燃燒,但在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒更劇烈;木炭在空氣中燃燒產(chǎn)生紅熱現(xiàn)象,在氧氣中燃燒會(huì)發(fā)出白光;細(xì)鐵絲在空氣中加熱,只能發(fā)生紅熱現(xiàn)象,不能燃燒,在氧氣中會(huì)劇烈燃燒,火星四射;硫在空氣中燃燒,發(fā)出微弱的淡藍(lán)色火焰,在氧氣中燃燒得更旺,發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰。為什么在空氣中和氧氣中燃燒現(xiàn)象的不同呢?
因?yàn)橥ǔ.?dāng)其他條件相同時(shí),反應(yīng)物的濃度越大反應(yīng)速率越快,氧氣濃度越高,石蠟、碳、硫等物質(zhì)燃燒越劇烈。也正因如此,在焊接或切割金屬、金屬冶煉、火箭發(fā)射等,則需要使用含氧量更高的富氧空氣甚至純氧。另外,帶火星的木條在氧氣的體積濃度約為50%以上時(shí)會(huì)復(fù)燃,所以在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中通常用帶火星的木條來(lái)檢驗(yàn)氧氣。
氧氣可以供給呼吸,對(duì)人來(lái)說(shuō)短時(shí)間缺氧就會(huì)引發(fā)缺氧癥狀,嚴(yán)重缺氧時(shí),數(shù)分鐘內(nèi)就可能窒息死亡。因此,搶救病人、登山、潛水、宇宙航行等需要用到氧氣。但氧氣含量過(guò)高時(shí)也會(huì)發(fā)生氧中毒,人如果在在0.1MPa(1個(gè)大氣壓)的純氧環(huán)境中,只能存活24小時(shí)左右,就會(huì)發(fā)生肺炎,*終導(dǎo)致呼吸衰竭、窒息而死。此外,過(guò)量吸氧還會(huì)促進(jìn)生命衰老,引起智力下降,記憶力衰退,人變得癡呆,形成老年斑。
在工業(yè)上通常采用分離液態(tài)空氣法來(lái)制氧氣,即在低溫條件下加壓,使空氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài),然后蒸發(fā),由于液態(tài)氮的沸點(diǎn)是-196℃,比液態(tài)氧的沸點(diǎn)(-183℃)低,因此氮?dú)馐紫葟囊簯B(tài)空氣中蒸發(fā)出來(lái),剩下的主要是液態(tài)氧。除此之外,工業(yè)上還會(huì)采用膜分離技術(shù)、分子篩制氧法(吸附法)、電解法來(lái)制氧氣。