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工業上制取氧氣的方法 分離液態空氣法

2024-06-27 14:37:51文/李可欣

工業上制取氧氣的方法一般采用分離液態空氣法、膜分離技術、吸附法等制取氧氣。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,然后通入直流電,水就分解為氧氣和氫氣。吸附法制取氧氣。利用氮分子大于氧分子的特性,使用特制的分子篩把空氣中的氧離分出來。

工業上制取氧氣的方法 分離液態空氣法

工業上制取氧氣的方法

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,然后通入直流電,水就分解為氧氣和氫氣。每制取一立方米氧,同時獲得兩立方米氫。用電解法制取一立方米氧要耗電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,電解法不適用于大量制氧。

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。

膜分離技術制取氧氣的方法是利用膜分離技術,在一定壓力下,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。

吸附法制取氧氣。利用氮分子大于氧分子的特性,使用特制的分子篩把空氣中的氧離分出來。首先,用壓縮機迫使干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一定量(壓力達到一定程度)時,即可打開出氧閥門放出氧氣。

經過一段時間,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,然后重復上述過程。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,便于家庭使用。

分離液態空氣法

由于空氣中大約含有21%的氧氣,所以這是工業制取氧氣的既廉價又易得的最好原料。

工業上制氧氣采用的是分離液態空氣法:在低溫條件下加壓,使空氣轉變為液態空氣,然后蒸發。由于液態氮的沸點比液態氧的沸點低,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。

因為任何液態物質都有一定的沸點,人們正是利用了物質的這一性質,在低溫條件下加壓,使空氣轉變為液態,然后蒸發。由于氮的沸點是-196℃,比液態氧(-183℃)低,因此氮氣首先從液態空氣中蒸發出來,剩下的主要就是液態氧了。

化學方程式

加熱高錳酸鉀

高錳酸鉀==加熱==錳酸鉀+二氧化錳+氧氣

2KMnO4==△==K2MnO4+MnO2+O2↑

加熱氯酸鉀,二氧化錳作催化劑

氯酸鉀==二氧化錳,加熱==氯化鉀+氧氣

2KClO3==MnO2,△==2KCl+3O2↑

3.用二氧化錳作催化劑,分解過氧化氫

過氧化氫==二氧化錳==水+氧氣

2H2O2==MnO2==2H2O+O2↑

為了便于貯存、運輸和使用,通常把氧氣加壓到15000kPa,并貯存在漆成藍色的鋼瓶中。

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