氧氣制作的方法分為:實驗室制作法和工業制作法,其中的實驗室制作發包括:加熱高錳酸鉀制作發。工業制作法包括:分離液態空氣法、膜分離技術、分子篩制氧法(吸附法)、電解制氧法。具體的介紹如下:
1.實驗室制法,加熱高錳酸鉀制作法。高錳酸鉀熱分解的方程式存在爭議,因為其在不同溫度條件下的分解產物會有差異,如圖;
實驗先查氣密性,受熱均勻試管傾:“試管傾”的意思是說,安裝大試管時,應使試管略微傾斜,即要使試管口低於試管底,這樣可以防止加熱時藥品所含有的少量水分變成水蒸氣,到管口處冷凝成水滴而倒流,致使試管破裂。“受熱均勻”的意思是說加熱試管時必須使試管均勻受熱。
2.分離液態空氣法。在低溫條件下加壓,使空氣轉變為液態,然後蒸發,由於液態氮的沸點是‐196℃,比液態氧的沸點(‐183℃)低,因此氮氣首先從液態空氣中蒸發出來,剩下的主要是液態氧。
空氣中的主要成分是氧氣和氮氣。利用氧氣和氮氣的沸點不同,從空氣中制備氧氣稱空氣分離法。
3.膜分離技術得到迅速發展。利用這種技術,在壹定壓力下,讓空氣通過具有富集氧氣功能的薄膜,可得到含氧量較高的富氧空氣。利用這種膜進行多級分離,可以得到百分之九十以上氧氣的富氧空氣。
4.分子篩制氧法(吸附法)。利用氮分子大於氧分子的特性,使用特制的分子篩把空氣中的氧離分出來。首先,用壓縮機迫使幹燥的空氣通過分子篩進入抽成真空的吸附器中,空氣中的氮分子即被分子篩所吸附,氧氣進入吸附器內。
當吸附器內氧氣達到壹定量(壓力達到壹定程度)時,即可打開出氧閥門放出氧氣。經過壹段時間,分子篩吸附的氮逐漸增多,吸附能力減弱,產出的氧氣純度下降,需要用真空泵抽出吸附在分子篩上面的氮,然後重復上述過程。這種制取氧的方法亦稱吸附法.利用吸附法制氧的小型制氧機已經開發出來,便於家庭使用。
5.電解制氧法。把水放入電解槽中,加入氫氧化鈉或氫氧化鉀以提高水的電解度,然後通入直流電,水就分解為氧氣和氫氣。每制取壹立方米氧,同時獲得兩立方米氫。
用電解法制取壹立方米氧要耗電12~15千瓦小時,與上述兩種方法的耗電量(0.55~0.60千瓦小時)相比,是很不經濟的。所以,電解法不適用於大量制氧。另外同時產生的氫氣如果沒有妥善的方法收集,在空氣中聚集起來,如與氧氣混合,容易發生極其劇烈的爆炸。所以,電解法也不適用家庭制氧的方法。
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