把水放入電解槽中,,加入堿或白色固體以提高水的電解度,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,,通州工業(yè)氧氣,同時(shí)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(shí),,與上述兩種方法的耗電量0.55~0.60千瓦小時(shí)相比,是很不經(jīng)濟(jì)的,。所以,,工業(yè)氧氣多少錢一瓶,,電解法不適用于大量制氧。另外同時(shí)產(chǎn)生的氫氣如果沒有妥善的方法收集,,在空氣中-起來,,如與氧氣混合,容易發(fā)生極其劇烈的炸裂,。所以,,電解法也不適用家庭制氧的方法。
單線態(tài)氧和三線態(tài)氧
普通氧氣含有兩個(gè)未配對(duì)的電子,,等同于一個(gè)雙游離基,。兩個(gè)未配對(duì)電子的自旋狀態(tài)相同,自旋量的子數(shù)之和s=1,,2s+1=3,,因而基態(tài)的氧分子自旋多重性為3,稱為三線態(tài)氧,。
在受激發(fā)下,,工業(yè)氧氣廠家,氧氣分子的兩個(gè)未配對(duì)電子發(fā)生配對(duì),,自旋量的子數(shù)的代數(shù)和s=0,,2s+1=1,稱為單線態(tài)氧,。
空氣中的氧氣絕大多數(shù)為三線態(tài)氧,。紫外線的照射及一些有機(jī)分子對(duì)氧氣的能量傳遞是形成單線態(tài)氧的主要原因。單線態(tài)氧的氧化能力高于三線態(tài)氧,。
單線態(tài)氧的分子類似烯烴分子,,因而可以和雙烯發(fā)生狄爾斯-阿爾德反應(yīng)。
分離液態(tài)空氣法
空氣液化裝置示意圖 在低溫條件下加壓,,使空氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài),,然后蒸發(fā),由于液態(tài)氮的沸點(diǎn)是‐196℃,,比液態(tài)氧的沸點(diǎn)‐183℃低,,因此氮?dú)馐紫葟囊簯B(tài)空氣中蒸發(fā)出來,剩下的主要是液態(tài)氧,。
空氣中的主要成分是氧氣和氮?dú)�,。利用氧氣和氮�(dú)獾姆悬c(diǎn)不同,從空氣中制備氧氣稱空氣分離法,。首先把空氣預(yù)冷,、凈化去除空氣中的少量水分、-,、風(fēng)煤,、碳?xì)浠衔锏葰怏w和灰塵等雜質(zhì),、然后進(jìn)行壓縮、冷卻,,使之成為液態(tài)空氣,。然后,利用氧和氮的沸點(diǎn)的不同,,在精餾塔中把液態(tài)空氣多次蒸發(fā)和冷凝,,將氧氣和氮?dú)夥蛛x開來,得到純氧可以達(dá)到99.6%的純度和純氮可以達(dá)到99.9%的純度,。如果增加一些附加裝置,,還可以提取出化學(xué)原色等在空氣中含量較少的稀有惰性氣體。由空氣分離裝置產(chǎn)出的氧氣,,經(jīng)過壓縮機(jī)的壓縮,,然后將壓縮氧氣裝入高壓鋼瓶貯存,或通過管道直接輸送到工廠,、車間使用,。使用這種方法生產(chǎn)氧氣,雖然需要大型的成套設(shè)備和嚴(yán)格的安全操作技術(shù),,但是產(chǎn)量高,,每小時(shí)可以產(chǎn)出數(shù)千,、萬立方米的氧氣,,而且所耗用的原料僅僅是不用買、不用運(yùn),、不用倉庫儲(chǔ)存的空氣,,所以從1903年研制出一臺(tái)深冷空分制氧機(jī)以來,這種制氧方法一直得到很廣泛的應(yīng)用,。
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