氧

氧，元素名来源于希腊文，原意为“酸形成者”。元素符号O，于元素周期表第二周期ⅥA族。1774年英国科学家普里斯特利用透镜把太阳光聚焦在氧化汞上，发现一种能强烈帮助燃烧的气体。拉瓦锡研究了此种气体，并正确解释了这种气体在燃烧中的作用。氧是地壳中最丰富、分布最广的元素，也是构成生物界与非生物界最重要的元素，在地壳的含量为48.6%。单质氧在大气中占23%。

中文名：氧

外文名：oxygenium

元素符号：O

相对原子质量：16.00

常见氧化态：-2，-1，0

用途：气焊，医疗用氧

熔点：-218.79°C

水溶性：难溶于水

外观：无色无味气体

1、简介

构成有机体的所有主要化合物都含有氧，包括蛋白质、碳水化合物和脂肪。构成动物壳、牙齿及骨骼的主要无机化合物也含有氧。由蓝藻、藻类和植物经过光合作用所产生的氧气化学式为O2，几乎所有复杂生物的细胞呼吸作用都需要用到氧气。动物中，除了极少数之外，皆无法终身脱离氧气生存。对于厌氧性生物来说，氧气是有毒的。这类生物曾经是早期地球上的主要生物，直到25亿年前O2开始在大气层中逐渐积累。氧元素的另一个同素异形体是臭氧。在高海拔形成的臭氧层能够隔离来自太阳的紫外线辐射。但是接近地表的臭氧则是一种污染，这些臭氧主要存在于光化学烟雾中。

氧气

2、名称

氧气是由约瑟夫·普利斯特里和卡尔·威廉·舍勒独立发现的。虽然卡尔比约瑟夫早发现一年，但由于约瑟夫首先发表论文，所以很多人仍然认为是约瑟夫首先发现的。氧气的英文名是“Oxygen”，由拉瓦锡定名于1777年，拉瓦烯利用氧气所进行的试验在燃烧和腐蚀的方面打败了当时流行的燃素说。在工业上，氧气是通过分馏液态空气制备的，同时使用分子筛除去二氧化碳和氮气。也可以通过电解水等其他方式制备氧气。氧气的运用包括钢铁的冶炼、塑料和纺织品的制造以及作为火箭推进剂与进行氧气疗法，也用来在飞机、潜艇、太空船和潜水中维持生命。

氧气

氧旧译作氱（Oxygen）希腊文的意思是“酸素”，该名称是由法国化学家拉瓦锡所起，原因是拉瓦锡错误地认为，所有的酸都含有这种新气体。现在日文里氧气的名称仍然是“酸素”。而台语受到*日治时期的影响，也以“酸素”之日语发音称呼氧气。氧气的中文名称是清朝徐寿命名的。他认为人的生存离不开氧气，所以就命名为“养气”即“养气之质”，后来为了统一就用“氧”代替了“养”字，便叫这“氧气”。

3、性质

氧气通常条件下是呈无色、无臭和无味的气体，密度1.429克/升，1.419克/立方厘米（液），1.426克/立方厘米（固），熔点-218.4℃，沸点-182.962℃，在-182.962℃时液化成淡蓝色液体，在-218.4℃时凝固成雪状淡蓝色。在元素周期表中属于ⅥA族元素固体在化合价一般为0和-2。电离能为13.618电子伏特。除惰性气体外的所有化学元素都能同氧形成化合物。大多数元素在含氧的气氛中加热时可生成氧化物。有许多元素可形成一种以上的氧化物。氧分子在低温下可形成水合晶体O2.H2O和O2.H2O2，后者较不稳定。氧气在空气中的溶解度是：4.89毫升/100毫升水（0℃），是水中生命体的基础。氧在地壳中丰度占第一位。干燥空气中含有20.946%体积的氧；水有88.81%重量的氧组成。除了O16外，还有O17和O18同位素。

物理性质

在通常状况下，氧气是无色、无味的气体，不易溶于水，在标准状况下，氧气的密度是1.429g/L，密度稍大于空气，在压强为101kPa时，氧气在约-183℃时变为淡蓝色液体，在约-218℃时变成雪花状的淡蓝色固体。

化学性质

氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在常温下一般不与其他物质发生燃烧，在点燃或加热条件下能与许多物质发生反应，放出热量。物质在空气中燃烧，实际上是与其中的氧气反应，空气中氧气含量相对较少，因此在空气中燃烧不如在氧气中剧烈。氧气的浓度越大，燃烧越剧烈。

4、用途

氧气的性质决定了氧气的用途，氧气的重要用途是供给呼吸和支持燃烧，氧气还可以用于气焊、气割、作液氧炸药、火箭推动剂等。

5、制取方法

实验室制法

1．加热高锰酸钾：

氧气制取

2．二氧化锰与氯酸钾共热：

（制得的氧气中含有少量Cl2、O3和微量ClO2；部分教材已经删掉；该反应实际上是放热反应，而不是吸热反应，发生上述1mol反应，放热108kJ）。

3．过氧化氢溶液催化分解（催化剂主要为二氧化锰，三氧化二铁、氧化铜也可）：

工业制法

1、分离液态空气法

在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发，由于液态氮的沸点是‐196℃，比液态氧的沸点（‐183℃）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。

空气中的主要成分是氧气和氮气。利用氧气和氮气的沸点不同，从空气中制备氧气称空气分离法。首先把空气预冷、净化（去除空气中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等气体和灰尘等杂质）、然后进行压缩、冷却，使之成为液态空气。然后，利用氧和氮的沸点的不同，在精馏塔中把液态空气多次蒸发和冷凝，将氧气和氮气分离开来，得到纯氧（可以达到99.6%的纯度）和纯氮（可以达到99.9%的纯度）。如果增加一些附加装置，还可以提取出氩、氖、氦、氪、氙等在空气中含量极少的稀有惰性气体。由空气分离装置产出的氧气，经过压缩机的压缩，最后将压缩氧气装入高压钢瓶贮存，或通过管道直接输送到工厂、车间使用。使用这种方法生产氧气，虽然需要大型的成套设备和严格的安全操作技术，但是产量高，每小时可以产出数千、万立方米的氧气，而且所耗用的原料仅仅是不用买、不用运、不用仓库储存的空气，所以从1903年研制出第一台深冷空分制氧机以来，这种制氧方法一直得到最广泛的应用。

2、膜分离技术

膜分离技术得到迅速发展。利用这种技术，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。

3、分子筛制氧法（吸附法）

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。

4、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。

6、发现过程

氧元素最先由瑞典药剂师及化学家舍勒于1774年发现，英国化学家约瑟夫·普利斯特里也在其之后发现，但由于普利斯特里坚持燃素说的理论，他未能成为化学革命的先驱者。

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。

7、分布概况

氧元素占整个地壳质量的48.6%，它在地壳中基本上是以氧化物的形式存在的。每一千克的海水中溶解有2.8毫克的氧气，而海水中的氧元素差不多达到了88%。就整个地球而言，氧的质量分数为15.2%。无论是人、动物还是植物，他们的生物细胞都有类似的组成，其中氧元素占到了65%的质量。而在地球大气层中，氧的含量占第二多，有20.946%。

8、主要危险

高浓度的氧气能促进火迅速燃烧。氧化剂，如过氧化物、氯酸盐、硝酸盐、高氯酸盐和重铬酸盐被火接近时亦可能促进燃烧甚至引发爆炸，长时间吸入高浓度的氧气会引起氧中毒。

氧中毒主要分以下三种类型：

肺型氧中毒

类似支气管肺炎。其表现及通常的发展过程为：最初为类似上呼吸道感染引起的气管刺激症状，如胸骨后不适（刺激或烧灼感）伴轻度干咳，并缓慢加重；然后出现胸骨后疼痛，且疼痛逐渐沿支气管树向整个胸部蔓延，吸气时为甚；疼痛逐渐加剧，出现不可控制的咳嗽；休息时也伴有呼吸困难。在症状出现的早期阶段结束暴露，胸疼和咳嗽可在数小时内减轻。

脑型氧中毒

最初出现额、眼、鼻、口唇及面颊肌肉的纤维性颤动，也可累及手的小肌肉；面色苍白、有异味感。继而可有恶心、呕吐、眩晕、汗、流涎、上腹部紧张；也可出现视力丧失、视野缩小、幻视、幻听；还会有心动过缓、心悸、气哽、指(趾)端发麻、情绪反常(忧虑、抑郁、烦躁或欣悦)。接着出现极度疲劳、嗜睡、呼吸困难等。少数情况还可能发生虚脱。

眼型氧中毒

主要表现为视网膜萎缩。早产婴儿在恒温箱内吸氧时间过长，视网膜有广泛的血管阻塞、成纤维组织浸润、晶体后纤维增生，可因而致盲。

9、氧化反应

物质跟氧发生的化学反应属于氧化反应。例如，碳、石蜡、铁与氧气发生的反应都属于氧化反应。