經(jīng)營(yíng):氫氣檢測(cè)儀,氧氣檢測(cè)儀
氧是一種化學(xué)元素,其原子序數(shù)為8,由符號(hào)“O”表示。在元素周期表中,氧是氧族元素的一員,它也是一個(gè)高反應(yīng)性的第2周期非金屬元素,很容易與幾乎所有其它元素形成化合物(主要為氧化物)。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,兩個(gè)氧原子結(jié)合形成氧氣,是一種無(wú)色無(wú)嗅無(wú)味的雙原子氣體,化學(xué)式為O2。如果按質(zhì)量計(jì)算,氧在宇宙中的含量?jī)H次于氫和氦,在地殼中,氧則是含量zui豐富的元素。氧不僅占了水質(zhì)量的88%,也占了空氣體積的20.9%。
構(gòu)成有機(jī)體的所有主要化合物都含有氧,包括蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂肪。構(gòu)成動(dòng)物殼、牙齒及骨骼的主要無(wú)機(jī)化合物也含有氧。由藍(lán)藻、藻類和植物經(jīng)過(guò)光合作用所產(chǎn)生的氧氣化學(xué)式為O2,幾乎所有復(fù)雜生物的細(xì)胞呼吸作用都需要用到氧氣。對(duì)于厭氧性生物來(lái)說(shuō),氧氣是有毒的。這類生物曾經(jīng)是早期地球上的主要生物,直到2.5億年前O2開(kāi)始在大氣層中逐漸積累。氧氣的另一個(gè)同素異形體是臭氧。在高海拔形成的臭氧層能夠隔離來(lái)自太陽(yáng)的紫外線輻射。但是接近地表的臭氧則是一種污染,這些臭氧主要存在與光化學(xué)煙霧中。
氧氣是由約瑟夫·普利斯特里和卡爾·威廉·舍勒獨(dú)立發(fā)現(xiàn)的。雖然卡爾比約瑟夫早發(fā)現(xiàn)一年,但由于約瑟夫首先發(fā)表論文,所以很多人仍然認(rèn)為是約瑟夫首先發(fā)現(xiàn)的。氧氣的英文名是“Oxygen”,由拉瓦錫定名與1777年,拉瓦錫利用氧氣所進(jìn)行的試驗(yàn)在燃燒和腐蝕的方面打敗了當(dāng)時(shí)流行的燃素說(shuō)。在工業(yè)上,氧氣是通過(guò)分餾液態(tài)空氣制備的,同時(shí)使用分子篩除去二氧化碳和氮?dú)?。也可以通過(guò)電解水等其他方式制備氧氣。氧氣的運(yùn)用包括鋼鐵的冶煉、塑料和紡織品的制造以及作為火箭推進(jìn)劑與進(jìn)行氧氣療法,也用來(lái)在飛機(jī)、潛艇、太空船和潛水中維持生命。
氧的單質(zhì)形態(tài)有氧氣(O2)和臭氧(O3)。氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是無(wú)色無(wú)味無(wú)臭,能幫助燃燒的雙原子的氣體。液氧呈淡藍(lán)色,具有順磁性。氧能跟氫化合成水。臭氧在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是一種有特殊臭味的藍(lán)色氣體。
1.【物理性質(zhì)】
在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氧氣的密度是1.429g∕l,比空氣的密度(1.293g∕l)略大。它不易溶于水,無(wú)色無(wú)味,在室溫下,1L水中只能溶解于約30mL氧氣。在壓強(qiáng)為101kPa時(shí),氧氣在-183℃時(shí)變?yōu)樗{(lán)色液體,在-218℃時(shí)會(huì)變成淡藍(lán)色雪花狀的固體?!?/p>
2.【化學(xué)性質(zhì)】
氧氣的化學(xué)性質(zhì)比較活潑。除了惰性氣體、活性小的金屬元素如金、鉑、銀、鈀之外,大部分的元素都能與氧起反應(yīng),這些反應(yīng)稱為氧化反應(yīng),而反應(yīng)產(chǎn)生的化合物稱為氧化物。一般而言,非金屬氧化物的水溶液呈酸性,而堿金屬或堿土金屬氧化物則為堿性。此外,幾乎所有的有機(jī)化合物,可在氧中劇烈燃生成二氧化碳與水。
氧原子的結(jié)構(gòu)
?。?)、氧氣跟金屬反應(yīng):
與鉀的反應(yīng):
4K+O2=2K2O,鉀的表面變暗
2K+O2=K2O2;K+O2=KO2(超氧化鉀),(條件:點(diǎn)燃或加熱,兩個(gè)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行)
與鈉的反應(yīng):
4Na+O2=2Na2O,鈉的表面變暗
2Na+O2=Na2O2(條件:點(diǎn)燃或加熱),產(chǎn)生黃色火焰,放出大量的熱,生成淡黃色粉末。
與鎂的反應(yīng);2Mg+O2=2MgO(條件:點(diǎn)燃),劇烈燃燒發(fā)出耀眼的強(qiáng)光,放出大量熱,生成白色固體。
與鋁的反應(yīng);4Al+3O2=2Al2O3(條件:點(diǎn)燃),發(fā)出明亮的光,放出熱量,生成白色固體。
與鐵的反應(yīng);
4Fe+3O2+2xH2O=2Fe2O3·xH2O,(鐵銹的形成)
3Fe+2O2=Fe3O4(條件:點(diǎn)燃),紅熱的鐵絲劇烈燃燒,火星四射,放出大量熱,生成黑色固體。
與鋅的反應(yīng):2Zn+O2=2ZnO(條件:點(diǎn)燃),
與銅的反應(yīng);2Cu+O2=2CuO(條件:加熱),加熱后亮紅色的銅絲表面生成一層黑色物質(zhì)。
?。?)、氧氣跟非金屬反應(yīng):
與氫氣的反應(yīng):2H2+O2=2H2O(條件:點(diǎn)燃),產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰,放出大量的熱,并有水生成。
與碳的反應(yīng):CO2(carbon dioxide)
(碳+氧氣→二氧化碳)C+O2=CO2(條件:點(diǎn)燃),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。
氧氣不*時(shí)則產(chǎn)生一氧化碳:2C+O2=2CO(條件:點(diǎn)燃)。
與硫的反應(yīng):S+O2=SO2(條件:點(diǎn)燃),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,該氣體也能使成清石灰水變渾濁,且能使酸性高錳酸鉀溶液或品紅溶液褪色。
與紅磷的反應(yīng):4P+5O2=2P2O5(條件:點(diǎn)燃),劇烈燃燒,發(fā)光放熱,生成白煙。(P4O10為五氧化二磷的分子式,此處寫(xiě)P2O5亦可)
與白磷的反應(yīng):P4+5O2=2P2O5,白磷在空氣中自燃,發(fā)光發(fā)熱,生成白煙。
與氮?dú)獾姆磻?yīng):N2+O2=2NO(條件:放電)
與氧氣的反應(yīng):3O2=2O3(條件:放電)
(3)、氧氣跟一些有機(jī)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。
氣態(tài)烴類的燃燒通常發(fā)出明亮的藍(lán)色火焰,放出大量的熱,生成水和能使澄清石灰水變渾濁的氣體。
甲烷:CH4+2O2=CO2+2H2O(條件:點(diǎn)燃)
乙烯:C2H4+3O2=2CO2+2H2O(條件:點(diǎn)燃)
乙炔:2C2H2+5O2=4CO2+2H2O(條件:點(diǎn)燃)
苯:2C6H6+15O2=12CO2+6H2O(條件:點(diǎn)燃)
甲醇:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O(條件:點(diǎn)燃)
乙醇:CH3CH2OH+3O2=2CO2+3H2O(條件:點(diǎn)燃)
碳?xì)溲趸衔锱c氧氣發(fā)生燃燒的通式:4CxHyOz+(4x+y-2z)O2=4xCO2+2yH2O(條件:點(diǎn)燃)(通式完成后應(yīng)注意化簡(jiǎn)!下同)
烴的燃燒通式:4CxHy+(4x+y)O2=4xCO2+2yH2O(條件:點(diǎn)燃)
乙醇被氧氣氧化:2CH3CH2OH+O2=2CH3CHO+2H2O(條件:Cu,加熱)
此反應(yīng)包含兩個(gè)步驟:(1)2Cu+O2=2CuO(加熱)(2)CH3CH2OH+CuO=CH3CHO+Cu+H2O(加熱)
氯仿與氧氣的反應(yīng):2CHCl3+O2=2COCl2(光氣)+2HCl
?。?)、氧氣與其它化合物的反應(yīng):
硫化氫的燃燒:(*)2H2S+3O2=2H2O+2SO2;(不*)2H2S+O2=2H2O+2S(條件:點(diǎn)燃)
煅燒黃鐵礦:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2(條件:高溫)
二氧化硫的催化氧化:2SO2+O2=2SO3(條件:V2O5,加熱)
空氣中硫酸酸雨的形成:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4
氨氣在純氧中的燃燒:4NH3+3O2(純)=2N2+6H2O (條件:點(diǎn)燃)
氨氣的催化氧化:4NH3+5O2=4NO+6H2O (條件:Pt,加熱)
一氧化氮與氧氣的反應(yīng):2NO+O2=2NO2