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普利斯特里對氧氣的研究

普利斯特里從布萊克煅燒石灰石對CO?的發(fā)現(xiàn)受到啟發(fā)，利用凸透鏡聚集太陽光使一些物質(zhì)燃燒或分解放出氣體并進(jìn)行研究。1774年8月1日，普利斯特里終于成功地制得了氧氣，成為化學(xué)史上有重大意義的事件。

他的實驗非常簡單，把yhg放在一個充滿sy的玻璃瓶里，然后，把玻璃瓶倒放在sy槽中，玻璃瓶完全被sy充滿，空氣全被排除掉，yhg浮在上面。然后，他用凸透鏡聚集太陽光，照射到yhg上，使yhg受熱。

經(jīng)過長期加熱，溫度逐漸升高，yhg受熱分解成汞，并放出氧氣。于是，氧氣聚集起來排走玻璃瓶中的汞，使汞面降低。氣體空間體積不斷增加，直到氣體體積為yhg體積的三四倍為止。其反應(yīng)方程式為：

氧氣制作。

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拉瓦錫對氧氣的發(fā)現(xiàn)是在普里斯特里啟發(fā)下完成的。1774年，拉瓦錫用汞灰（HgO）的合成與分解實驗制得氧氣，并對它進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)它能與很多非金屬單質(zhì)合成多種酸，故命名為“酸氣”（希臘文Oxygene）。

拉瓦錫通過氧氣的實驗，提出了燃燒的氧化學(xué)說，發(fā)動了化學(xué)史上有名的化學(xué)革命，使過去以燃素說形式倒立著的化學(xué)正立過來。因此，雖然不是他首先發(fā)現(xiàn)氧氣，但恩格斯還是稱他為“真正發(fā)現(xiàn)氧氣的人”，而舍勒和普利斯特里是“當(dāng)真理碰到鼻尖上的時候還是沒有得到真理”。

1802年，德國東方學(xué)者克拉普羅特偶然讀到一本64頁的漢文手抄本，書名是《平龍認(rèn)》，作者是馬和，著作年代是唐代至德元年（公元756年）?？死樟_特讀完此書以后，驚奇地發(fā)現(xiàn)，這本講述如何在大地上尋找“龍脈”的著作，竟揭示了深刻的科學(xué)道理：空氣和水里都有氧氣存在。

1807年，克拉普羅特在彼得堡俄國科學(xué)院學(xué)術(shù)討論會上宣讀了一篇論文，題目是《第八世紀(jì)中國人的化學(xué)知識》，其中提到，空氣中存在“陰陽二氣”，用火硝、青石等物質(zhì)加熱后就能產(chǎn)生“陰氣”；水中也有“陰氣”，它和“陽氣”緊密結(jié)合在一起，很難分解?？死樟_特指出，馬和所說的“陰氣”，就是氧氣。證明中國早在唐朝就知道氧氣的存在并且能夠分解它，比歐洲人發(fā)現(xiàn)氧氣足足早了1000多年?？死樟_特這篇論文使在場的科學(xué)家都感到驚奇不已。

分子結(jié)構(gòu)

O?分子內(nèi)的化學(xué)鍵通常是共價鍵。

從實驗上來說，順磁共振光譜證明O有順磁性，還證明O有兩個未成對的電子。說明原來的以雙鍵結(jié)合的氧分子結(jié)構(gòu)式不符合實際。

氧氣的結(jié)構(gòu)如右圖所示，基態(tài)O?分子中并不存在雙鍵，氧分子里形成了兩個三電子鍵。

氧的分子軌道電子排布式是氧氣的結(jié)構(gòu)，在π軌道中有不成對的單電子，所以O(shè)?分子是所有雙原子氣體分子中的一種具有偶數(shù)電子同時又顯示順磁性的物質(zhì)。

兩個氧原子進(jìn)行sp軌道雜化，一個單電子填充進(jìn)sp雜化軌道，成σ鍵，另一個單電子填充進(jìn)p軌道，成π鍵。氧氣是奇電子分子，具有順磁性。

單線態(tài)氧和三線態(tài)氧

普通氧氣含有兩個未配對的電子，等同于一個雙游離基。兩個未配對電子的自旋狀態(tài)相同，自旋量子數(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，氧氣分子的兩個未配對電子發(fā)生配對，自旋量子數(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)。

工業(yè)制法

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?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?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(jī)的壓縮，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(yùn)、不用倉庫儲存的空氣，所以從1903年研制出深冷空分制氧機(jī)以來，這種制氧方法一直得到較為廣泛的應(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。

操作處置與儲存

操作注意事項：密閉操作。密閉操作，提供良好的自然通風(fēng)條件。操作人員經(jīng)過專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。遠(yuǎn)離火種、熱源，工作場所嚴(yán)禁吸煙。遠(yuǎn)離易燃、可燃物。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。避免與活性金屬粉末接觸。搬運(yùn)時輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。

儲存注意事項：儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。應(yīng)與易（可）燃物、活性金屬粉末等分開存放，切忌混儲。儲區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。

個體防護(hù)

工程控制：密閉操作。提供良好的自然通風(fēng)條件。

身體防護(hù)：穿一般作業(yè)工作服。

手防護(hù)：戴一般作業(yè)防護(hù)手套。

其他防護(hù)：避免高濃度吸入。

白銀凱華氣體有限公司通過全體同仁不懈的努力，生產(chǎn)出質(zhì)優(yōu)價美的蘭州氧氣，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，致力成為白銀市可靠的氣體供應(yīng)商。為客戶原料的質(zhì)量穩(wěn)定和持續(xù)供應(yīng)，我們供應(yīng)的蘭州氧氣采用陸運(yùn)作為主要運(yùn)輸方式，下單產(chǎn)品雙方協(xié)商的時間內(nèi)發(fā)貨，可靠、正規(guī)、的物流配送體系，安全有效地將貨物及時交付。