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    氧气《气体应用大全》

    2014-3-7 0:15:12

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    O2
    1.别名·英文名
    Oxygen.
    2.用途
    化工和治金中的强氧化剂、制造水煤气和天然气、低温氧化石油气、焊接及切割金属、火箭发动机、输氧呼吸装置、空气净化、液态氧炸药、制冷剂、染料、半导体制造用等离子蚀刻、氧化、扩散、化学气相淀积、标准气、校正气、零点气、在线仪表标准气、医疗气、光导纤维的制备。
    3.制法
    (1)空分。
    (2)水电解。
    4.理化性质
    分子量: 32.0
    熔点(101.325kPa): -218.8
    沸点(101.325kPa): -183.0
    液体密度(90.18K,101.325kPa):1141kg/m3
    气体密度(0101.325kPa): 1.4289kg/m3
    相对密度(气体,25101.325kPa,空气=1):1.105
    比容(21.1101.325kPa):0.7554m3/kg
    气液容积比(15100kPa):854L/L
    临界温度: -118.6
    临界压力: 5043kPa
    临界密度: 436kg/m3
    温度
    K
    压缩系数
    100kPa
    1000kPa
    10000kPa
    50000kPa
    300
    500
    0.9994
    0.9998
    0.9941
    0.9979
    0.9542
    0.9870
    1.1572
    1.1722
    熔化热(-218.7990.152kPa): 13.91kJ/kg
    气化热(-182.97101.325kPa): 212.98kJ/Kg
    比热容(300K,100kPa): CP=920.26J/(kg·K)
    比热比(气体,25101.325kPa): CP/Cv=1.414
    蒸气压(-200): 10·7kPa
    (-160): 640kPa
    (-120): 4700kPa
    粘度(300K,100kPa):0.02072mPa·s
    表面张力(70): 18.3mN/m
    导热系数(300K,100kPa):0.02625w/(m·K)
    折射率(气体,0101.325kPa): 1.000266
    (气体,25101.325kPa): 1.0002712
    毒性级别(液氧): 3
    易燃性级别(液氧):0
    易爆性级别(液氧):0
    氧在常温常压下为无色无臭无味的气体,液化后成蓝色。氧本身不燃烧,但能助燃。氧的化学性质活泼,能与多种元素化合发出光和热,也即燃烧。当氧与易氧化物质反应产生的热蓄积到一定程度时就会自燃。当空气中氧的浓度增加时火焰的温度和火焰长度增加,可燃物的着火温度下降。氧与氢的混合气具有爆炸性(见氢项)。液氧和有机物及其它易燃物质共存时,特别是在高压下,也具有爆炸的危险性。
    氧与一些物质的危险反应如下表所示。
    反应物
    状况
    反应结果
    附注
    丙酮
    苯二氯胺
    松节油
    活性碳+氧化铁
    活性碳+磷
    乙醚
    氢、甲烷、乙炔、硫、金属粉末
    木炭末(含铁及锌)
    碳化钙
    锌箔
    在空气中
    在空气中
    在空气中
    在空气中
    在空气中
    生成过氧化物
    点火摩擦
    在空气中
    加热
    加热
    爆炸
    爆炸
    爆炸
    爆炸
    爆炸
    爆炸
    爆炸
    爆炸
    爆炸
    爆炸
    氧化铁为触媒
    磷吸收氧放出热量
    碳化钙和水分起爆炸反应
    活性炭
    木炭粉末
    乙醚
    在空气中
    在空气中
    在空气中
    爆炸
    爆炸
    爆炸
    在室温
    在室温
    在室温
    乙醛、酒精及有机物
    铁粉
    铁锈
    接触
    摩擦
    摩擦
    燃烧及爆炸
    燃烧
    燃烧
    氧溶于水、酒精等,其溶解度为:
    在水中(25101.325kPa): 2.831ml/100ml
    在甲醇中(25101.325kPa): 24.76ml/100ml
    在乙醇中(25101.325kPa): 24.17ml/100ml
    在丙酮中(25101.325kPa): 27.94ml/100ml
    5.毒性
    氧是空气的主要成分之一,占正常空气体积的21.0%,是一切动植物内的组成成分。氧参与有机体内的各种代谢过程,是生命活动必不可缺的元素之一。但是,正常人体只需要一定浓度的氧,氧的浓度过高或过低都对人有害。氧的分压过低会导致缺氧症,氧的分压过高会引起“氧中毒”。
    在常压下,氧的浓度超过40%时,就有发生氧中毒的可能性。人的氧中毒主要有两种类型:①肺型——主要发生在氧分压为1~2个大气压,相当于吸入氧浓度40%~60%左右。开始时,胸骨后稍有不适感,伴轻咳,进而感胸闷、胸骨后烧灼感和呼吸困难、咳嗽加剧。严重时可发生肺水肿、窒息。②神经型--主要发生于氧分压在3个大气压以上时,相当于吸人氧浓度80%以上。开始多出现口唇或面部肌肉抽动、面色苍白、眩晕、心动过速、虚脱,继而出现全身强直性癫痫样抽搐、昏迷、呼吸衰竭而死亡。
    正常成年人在安静状态下,每分钟约耗氧250ml,即每天需氧量约360升,但体内贮存的氧仅1.5升左右,即使贮存氧全部被利用也只够组织消耗4~5分钟。因此,机体必须不断地自外界吸入氧气,才能维持正常生命活动。
    如果氧的供给不足或由于体内氧的代谢过程发生障碍,无法获得足够的氧或正常利用氧,以致产生机体的一系烈变化,甚至危及生命,这就称为“缺氧”。不同程度缺氧的主要表现如下表所示.
    氧浓度(常压时)%
    氧分压(×0.1333224kPa)
    主要表现
    14~16
    100~120
    呼吸加深加快、脉率增速、脉搏加强、血压升高、肢体肌肉协调动作稍差
    10~14
    70~100
    疲乏无力、精神不集中、反应迟钝、思维紊乱
    6~10
    45~70
    头晕、头痛、恶心、呕吐、意识朦胧、紫绀
    6以下
    45以下
    心音低钝、脉搏微弱、血压下降、潮式呼吸或呼吸停顿、抽搐、瞳孔扩大、继而心跳呼吸停止、死亡
    *:1mmHg=0.133224kPa
    液态氧能刺激皮肤和组织,引起冷烧伤。从液态氧蒸发的氧气易被衣服吸收,而且遇到任何一种火源均可引起急剧地燃烧。
    氧中毒治疗应及时,加强通风,改吸空气,安静休息,保持呼吸道通畅,给予镇静、抗惊厥药物,防止肺部继发感染。动物实验证明大剂量维生素C对氧中毒有一定疗效,可以采用。预防在于合理使用氧,使用高压时,应严格控制次数和时间。
    缺氧的救治,关键在于除去造成缺氧的原因和防治脑水肿。一般应立即撤离现场,吸入氧气,宜用正压给氧,有条件时,可采用高压氧治疗。心跳呼吸停止时,要进行人工呼吸,心脏按摩,尽快地使患者复苏。
    当皮肤接触液氧时,应立即用水冲洗,伤重者应就医诊治。
    6.安全防护
    液氧要用杜瓦瓶或槽车贮运。存放时必须与可燃物隔绝,避免受热。液氧槽车最好放在室外。氧无腐蚀性,可以用一般通用金属,但是,铝合金应尽量避免使用。有水分时,对金属有腐蚀作用,所以,对装置都应事先除水分。适用的材料有不锈钢、铜、铜合金、镍、镍合金、玻璃等材料。要避免使用碳钢和低合金钢。对液氧可使用聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯聚合体和氟橡胶,避免使用聚乙烯、聚丙烯等可燃性材料。
    如果发生火灾,又来不及转移时,对槽车要浇水冷却,以防受热爆炸以及爆炸后流出的液氧急剧助长火势。但是浇水时,一定要避免将水直射在安全阀上,避免其冷冻结冰而失灵。
    当溢漏的液氧引起木材、纸张等燃烧时,如有可能,首先切断气流,制止溢漏,然后用足量水去扑灭。当液氧与液体燃料相遇而起火时,要按下列办法救火。当溢漏的液氧流到大量燃料上起火时,首先要切断液氧源,然后用适当的灭火剂灭火。当液体燃料流到大量液氧上起火时,首先要切断液体燃料源,然后进行灭火。当液体燃料和液氧已经混合而尚未起火时,要立即切断所有火源,迅速脱离危险区,任其液氧自行蒸发。如果是水溶性燃料,则可用水稀释,以压火势。但是此法对非水溶性燃料不适用,必须等液氧全部蒸发后才可用适当的灭火剂灭火。