氧氣(O2)是地球大氣的重要組成部分,占空氣體積的約21%。作為一種無色、無味、無臭的氣體,氧氣對地球上的生命至關重要,參與絕大多數生物體的呼吸作用和能量的產生。
1、參與機體新陳代謝:氧氣通過呼吸系統進入肺部后,會通過肺部毛細血管參與機體的肺循環以及體循環,可以到達全身各個組織和器官,有利于細胞呼吸和新陳代謝。
2、提供能量:氧氣是維持機體各組織細胞的重要因素,通常參與細胞能量的產生,有利于維持機體和組織器官的正常生理功能。
3、維持肺部的正常生理功能:肺是人體的呼吸器官,通常具有運輸氧以及二氧化碳的作用,氧氣進入身體后可以緩解肺部疾病,有利于維持肺部功能正常。
4、維持神經的正常生理功能:氧氣還可以維持神經細胞的正常生理功能,有利于使身體始終保持清醒的狀態,還可以維持情緒穩定,避免出現神經損傷的情況。
5、維持心臟的正常生理功能:氧氣可以維持心臟的供血功能,有利于心臟收縮和舒張,如果缺氧,可能會導致心絞痛、急性心肌梗死等情況。
物理性質
無色無味氣體,熔點-218.8℃,沸點-183.1℃,相對密度1.14(-183℃,水=1),相對蒸氣密度1.43(空氣=1),飽和蒸氣壓506.62kPa(-164℃),臨界溫度-118.95℃,臨界壓力5.08MPa,辛醇/水分配系數:0.65。大氣中體積分數:20.95%(約21%)。氧氣為非極性分子,不易溶于水,20℃時,溶解度為30cm3氧氣/dm3水,氧氣在鹽水中的溶解度略小于純水中,但氧氣在許多有機溶劑(如乙醚、CCl?、丙酮、苯等)中的溶解度比在水中的溶解度高10倍左右。
在101kPa下,-183℃時,氧氣經凝聚變為液氧狀態,呈淡藍色,且具有流動性,當進一步冷卻至-219℃時,氧氣則凝聚形成淡藍色的雪花狀固體,但氧的液體和固體形態均具有明顯的順磁性。
化學性質
氧氣的化學性質比較活潑,具有助燃性,氧化性。除了稀有氣體、活性小的金屬元素如金、鉑、銀之外,大部分的元素都能與氧氣反應,這些反應稱為氧化反應,而經過反應產生的化合物(有兩種元素構成,且一種元素為氧元素)稱為氧化物。一般而言,非金屬氧化物的水溶液呈酸性,而堿金屬或堿土金屬氧化物則為堿性。
此外,幾乎所有的有機化合物,可在氧中劇烈燃燒生成二氧化碳與水。化學上曾將物質與氧氣發生的化學反應定義為氧化反應,氧化還原反應指發生電子轉移或偏移的反應。
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,這不但降低了鋼的含碳量,還有利于清除磷、硫、硅等雜質。而且氧化過程中產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,同時提高了鋼的質量。高爐煉鐵時,提高鼓風中的氧濃度可以降焦比,提高產量。在有色金屬冶煉中,采用富氧也可以縮短冶煉時間提高產量。
化學工業:在生產合成氨時,氧氣主要用于原料氣的氧化,以強化工藝過程,提高化肥產量。再例如,重油的高溫裂化,以及煤粉的氣化等。
國防工業:液氧是現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,可燃物質浸漬液氧后具有強烈的爆炸性,可制作液氧炸藥。
醫療保健:供給呼吸:用于缺氧、低氧或無氧環境,例如:潛水作業、登山運動、高空飛行、宇宙航行、醫療搶救等時。
其它方面:它本身作為助燃劑與乙炔、丙烷等可燃氣體配合使用,達到焊割金屬的作用,各行各業中,特別是機械企業里用途很廣,作為切割之用也很方便,是首選的一種切割方法。
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