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氧在宇宙中的总质量在所有元素中位列第三,仅居氢和氦之下

氧在宇宙中的总质量在所有元素中位列第三,仅居氢和氦之下 中科富海
2023-07-04
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氧气的变化


氧气是空气的组分之一,无色、无臭、无味。氧气比空气重,在标准状况(0℃和大气压强101325帕)下密度为1.429克/升,能溶于水,但溶解度很小。在压强为101kPa时,氧气在约-180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。


氧的发现


氧元素是由英国化学家约瑟夫·普利斯特里与瑞典药剂师及化学家舍勒于1774年分别发现。但是普利斯特里却支持燃素学说。另有说法认为氧气首先由中国人马和首先发现。


1777年,法国化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说,指出物质只能在含氧的空气中进行燃烧,燃烧物重量的增加与空气中失去的氧相等,从而推翻了全部的燃素说,并正式确立质量守恒定律。从严格意义上讲,发现氧元素的为瑞典化学家舍勒,而确定氧元素化学性质的为法国化学家拉瓦锡。


在1608年,Cornelius Drebbel证明了加热硝石(硝酸钾,KNO₃)能释放气体。这就是氧气,然而并没有对它进行鉴定。


因发现氧而获得的荣誉由3位化学家分享:一个英国人,一个瑞典人,还有一个法国人。约瑟夫·普里斯特利是第一位发布氧元素声明的人,在1774年由聚焦阳光到氧化汞(HgO),然后收集释放出的气体实现。他注意到蜡烛在这里燃烧的更明亮了,而且能使呼吸变得更简单。普里斯特利不知道的是,卡尔·威尔海姆·舍勒(Carl Wilhelm Scheele)在1771年6月就制取了氧。他写下了他的发现说明,但直到1777年才发布。拉瓦锡也声称发现了氧,并且他提议这种新的气体叫做oxy-gène,意思是形成酸的,因为他认为这种元素是所有酸性物质的基础。


氧气在各领域中的应用

1、钢铁行业(Steel Making)
高炉、转炉和电弧炉的强化冶炼等。在炼钢过程中吹以高纯度氧气,氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反应,这不但降低了钢的含碳量,还有利于清除磷、硫、硅等杂质。而且氧化过程中产生的热量足以维持炼钢过程所需的温度,因此,吹氧不但缩短了冶炼时间,同时提高了钢的质量。高炉炼铁时,提高鼓风中的氧浓度可以降焦比,提高产量。在有色金属冶炼中,采用富氧也可以缩短冶炼时间提高产量。


2、石油化工(Petroleum)
石油提取和精制,增加油、气井产量和脱硫等。


3、化学工业(Chemical)
改变产品分子结构,提高乙烯、丙稀、氯化物工艺的生产能力等。在生产合成氨时,氧气主要用于原料气的氧化,例如,重油的高温裂化,以及煤粉的气化等,以强化工艺过程,提高化肥产量。


4、医疗保健(Health Care)
急救、麻醉(特种混合气)和氧气呼吸等。供给呼吸:用于缺氧、低氧或无氧环境,例如:潜水作业、登山运动、高空飞行、宇宙航行、医疗抢救等时。


5、金属生产和加工(Metal Production and Fabrication )
提高炉温强化金属冶炼,金属焊接和切割等。它本身作为助燃剂与乙炔、丙烷等可燃气体配合使用,达到焊割金属的作用,各行各业中,特别是机械企业里用途很广,作为切割之用也很方便,是首选的一种切割方法。


6、造纸工业(Pulp and Paper )
纸浆生产、漂白、化学品回收等。


7、玻璃制造业(Glass manufacture)
提高炉温强化金属冶炼,金属焊接和切割等。

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