氧氣是怎么形成的

時間：2017-08-30 14:39:02 顯鈐829由分享

氧氣是怎么形成的

　　人們的生活需要氧氣，不過對于氧氣你了解多少，尤其是對于氧氣的形成原因。接下來就跟著學(xué)習(xí)啦小編一起去看看氧氣是怎么形成的吧。

　　氧氣的形成

　　地球的大氣層形成初期是不含氧氣的。原始大氣是還原性的，充滿了甲烷、氨等氣體。

　　大氣層氧氣的出現(xiàn)源于兩種作用，一個是非生物參與的水的光解，一個是生物參與的光合作用。

　　生物的光合作用對大氣層的影響巨大。它造成了大氣層由還原氛圍向氧化氛圍的轉(zhuǎn)變。使得水光解產(chǎn)生的氫氣能重新被氧化為水回到地球而不至于擴(kuò)散到外層空間去，從而防止了地球上的水的流失。同時光合作用也加速了大氣層氧氣的積累，深刻地改變了地球上物種的代謝方式和體型。大氣層含氧量在石炭紀(jì)的時候一度上升到了35%。氧氣含量的增加造成了依賴于滲透方式輸氧的昆蟲在體型上的巨型化。在石炭紀(jì)曾出現(xiàn)過翼展2英尺半的巨蜻蜓。

　　2016年1月5日，從中國科技大學(xué)獲悉，該?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)在無生命跡象的地球早期，存在少量氧氣，且這些氧氣不可能是通過現(xiàn)在所熟知的光合作用而來。

　　中國科大田善喜教授研究組發(fā)現(xiàn)這一“氧氣起源”，揭示了早期地球上氧氣產(chǎn)生的全新機制，表明氧氣非光合作用而來。

　　氧氣的用途

　　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(yīng)，這不但降低了鋼的含碳量，還有利于清除磷、硫、硅等雜質(zhì)。而且氧化過程中產(chǎn)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(zhì)量。高爐煉鐵時，提高鼓風(fēng)中的氧濃度可以降焦比，提高產(chǎn)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(chǎn)量。

　　化學(xué)工業(yè)：在生產(chǎn)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(chǎn)量。再例如，重油的高溫裂化，以及煤粉的氣化等。

　　國防工業(yè)：液氧是現(xiàn)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(zhì)浸漬液氧后具有強烈的爆炸性，可制作液氧炸藥。

　　醫(yī)療保健：供給呼吸：用于缺氧、低氧或無氧環(huán)境，例如：潛水作業(yè)、登山運動、高空飛行、宇宙航行、醫(yī)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?xì)怏w配合使用，達(dá)到焊割金屬的作用，各行各業(yè)中，特別是機械企業(yè)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。

　　氧氣的制取

　　1、分離液態(tài)空氣法

　　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)氮的沸點是‐196℃，比液態(tài)氧的沸點(‐183℃)低，因此氮氣首先從液態(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氣。利用氧氣和氮氣的沸點不同，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、二氧化碳、乙炔、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，將氧氣和氮氣分離開來，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，還可以提取出氬、氖、氦、氪、氙等在空氣中含量極少的稀有惰性氣體。由空氣分離裝置產(chǎn)出的氧氣，經(jīng)過壓縮機的壓縮，最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、不用倉庫儲存的空氣，所以從1903年研制出第一臺深冷空分制氧機以來，這種制氧方法一直得到最廣泛的應(yīng)用。

　　2、膜分離技術(shù)

　　膜分離技術(shù)得到迅速發(fā)展。利用這種技術(shù)，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(jìn)行多級分離，可以得到百分之九十以上氧氣的富氧空氣。

　　3、分子篩制氧法(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(jìn)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(jìn)入吸附器內(nèi)，當(dāng)吸附器內(nèi)氧氣達(dá)到一定量(壓力達(dá)到一定程度)時，即可打開出氧閥門放出氧氣。經(jīng)過一段時間，分子篩吸附的氮逐漸增多，吸附能力減弱，產(chǎn)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(fù)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(jīng)開發(fā)出來，便于家庭使用。

　　4、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(jīng)濟(jì)的。所以，電解法不適用于大量制氧。另外同時產(chǎn)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(fā)生極其劇烈的爆炸。所以，電解法也不適用家庭制氧的方法。