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工业上制取氧气的方法 分离液态空气法

2024-06-27 14:37:51文/李可欣

工业上制取氧气的方法一般采用分离液态空气法、膜分离技术、吸附法等制取氧气。电解制氧法。把水放入电解槽中,加入氢氧化钠或氢氧化钾以提高水的电解度,然后通入直流电,水就分解为氧气和氢气。吸附法制取氧气。利用氮分子大于氧分子的特性,使用特制的分子筛把空气中的氧离分出来。

工业上制取氧气的方法 分离液态空气法

工业上制取氧气的方法

电解制氧法。把水放入电解槽中,加入氢氧化钠或氢氧化钾以提高水的电解度,然后通入直流电,水就分解为氧气和氢气。每制取一立方米氧,同时获得两立方米氢。用电解法制取一立方米氧要耗电12~15千瓦小时,与上述两种方法的耗电量(0.55~0.60千瓦小时)相比,是很不经济的。所以,电解法不适用于大量制氧。

另外同时产生的氢气如果没有妥善的方法收集,在空气中聚集起来,如与氧气混合,容易发生极其剧烈的爆炸。所以,电解法也不适用家庭制氧的方法。

膜分离技术制取氧气的方法是利用膜分离技术,在一定压力下,让空气通过具有富集氧气功能的薄膜,可得到含氧量较高的富氧空气。利用这种膜进行多级分离,可以得到百分之九十以上氧气的富氧空气。

吸附法制取氧气。利用氮分子大于氧分子的特性,使用特制的分子筛把空气中的氧离分出来。首先,用压缩机迫使干燥的空气通过分子筛进入抽成真空的吸附器中,空气中的氮分子即被分子筛所吸附,氧气进入吸附器内,当吸附器内氧气达到一定量(压力达到一定程度)时,即可打开出氧阀门放出氧气。

经过一段时间,分子筛吸附的氮逐渐增多,吸附能力减弱,产出的氧气纯度下降,需要用真空泵抽出吸附在分子筛上面的氮,然后重复上述过程。这种制取氧的方法亦称吸附法.利用吸附法制氧的小型制氧机已经开发出来,便于家庭使用。

分离液态空气法

由于空气中大约含有21%的氧气,所以这是工业制取氧气的既廉价又易得的最好原料。

工业上制氧气采用的是分离液态空气法:在低温条件下加压,使空气转变为液态空气,然后蒸发。由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是液态氧。

因为任何液态物质都有一定的沸点,人们正是利用了物质的这一性质,在低温条件下加压,使空气转变为液态,然后蒸发。由于氮的沸点是-196℃,比液态氧(-183℃)低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要就是液态氧了。

化学方程式

加热高锰酸钾

高锰酸钾==加热==锰酸钾+二氧化锰+氧气

2KMnO4==△==K2MnO4+MnO2+O2↑

加热氯酸钾,二氧化锰作催化剂

氯酸钾==二氧化锰,加热==氯化钾+氧气

2KClO3==MnO2,△==2KCl+3O2↑

3.用二氧化锰作催化剂,分解过氧化氢

过氧化氢==二氧化锰==水+氧气

2H2O2==MnO2==2H2O+O2↑

为了便于贮存、运输和使用,通常把氧气加压到15000kPa,并贮存在漆成蓝色的钢瓶中。

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