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氧氣在空氣中的含量是多少 氧氣的作用

2024-09-24 16:10:59文/勾子木

氧氣(O2)是地球大氣的重要組成部分,占空氣體積的約21%。作為一種無色、無味、無臭的氣體,氧氣對地球上的生命至關重要,參與絕大多數生物體的呼吸作用和能量的產生。在化學上,氧是周期表中的第八個元素,化學性質較為活潑,能與多種元素形成化合物。

氧氣在空氣中的含量是多少 氧氣的作用

氧氣在空氣中的含量是多少

氧氣(O2)是地球大氣的重要組成部分,占空氣體積的約21%。氧氣在標準條件下為氣態,但在低溫或高壓下可以液化。液態氧(LOX)呈淡藍色,沸點約為-183℃,是火箭燃料的重要組成部分,氧氣的凝固點約為-218℃,固態氧為藍色晶體。

氧氣是一種強氧化劑,能夠在反應中接受電子。這一特性使其在許多化學反應中發揮關鍵作用,包括燃燒反應、腐蝕過程和細胞呼吸等。氧氣與其他物質的反應通常放出大量能量,這是生物體產生ATP(細胞的能量貨幣)的基礎。在生物學上,氧氣是細胞呼吸過程中的關鍵消耗品,通過呼吸作用被生物體吸入,用于氧化有機物,釋放能量、二氧化碳和水。這一過程是多細胞生物生存的基礎,使它們能夠維持復雜的生命活動。

工業上,氧氣被廣泛用于鋼鐵制造、化學品生產、醫療、火箭推進以及水處理等領域。在醫療領域,純氧或高濃度氧氣被用于治療呼吸障礙、高原病和某些類型的中毒。鋼鐵生產中,氧氣被用于提高爐溫,加速鐵礦石的還原過程。此外,氧氣在潛水、高空飛行和太空探索中也是不可或缺的,用于提供呼吸氣體。

氧氣的作用

冶煉工藝:在煉鋼過程中吹以高純度氧氣,氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反應,這不但降低了鋼的含碳量,還有利于清除磷、硫、硅等雜質。而且氧化過程中產生的熱量足以維持煉鋼過程所需的溫度,因此,吹氧不但縮短了冶煉時間,同時提高了鋼的質量。高爐煉鐵時,提高鼓風中的氧濃度可以降焦比,提高產量。在有色金屬冶煉中,采用富氧也可以縮短冶煉時間提高產量。

化學工業:在生產合成氨時,氧氣主要用于原料氣的氧化,以強化工藝過程,提高化肥產量。再例如,重油的高溫裂化,以及煤粉的氣化等。

國防工業:液氧是現代火箭最好的助燃劑,在超音速飛機中也需要液氧作氧化劑,可燃物質浸漬液氧后具有強烈的爆炸性,可制作液氧炸藥。

醫療保健:供給呼吸:用于缺氧、低氧或無氧環境,例如:潛水作業、登山運動、高空飛行、宇宙航行、醫療搶救等時。

其它方面:它本身作為助燃劑與乙炔、丙烷等可燃氣體配合使用,達到焊割金屬的作用,各行各業中,特別是機械企業里用途很廣,作為切割之用也很方便,是首選的一種切割方法。

氧氣的性質

無色無味氣體,熔點-218.8℃,沸點-183.1℃,相對密度1.14(-183℃,水=1),相對蒸氣密度1.43(空氣=1),飽和蒸氣壓506.62kPa(-164℃),臨界溫度-118.95℃,臨界壓力5.08MPa,辛醇/水分配系數:0.65。大氣中體積分數:20.95%(約21%)。

氧氣為非極性分子,不易溶于水,20℃時,溶解度為30cm3氧氣/dm3水,氧氣在鹽水中的溶解度略小于純水中,但氧氣在許多有機溶劑(如乙醚、CCl?、丙酮、苯等)中的溶解度比在水中的溶解度高10倍左右。在101kPa下,-183℃時,氧氣經凝聚變為液氧狀態,呈淡藍色,且具有流動性,當進一步冷卻至-219℃時,氧氣則凝聚形成淡藍色的雪花狀固體,但氧的液體和固體形態均具有明顯的順磁性。

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