氧气的性质、用途、处置及安全注意事项

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：（二）化学性质氧气的化学性质比较活泼。例如用于潜水作业、登山运动、高空飞行、宇宙航行、医疗抢救及治病等。空气中氧含量低于18%工作时，使人喘息，呼吸困难；氧浓度在15%时心跳加快，耳鸣、目眩，感觉及判断力减弱，肌肉功能被破坏，失去劳动能力；氧浓度小于12%时，人会窒息死亡；当氧浓度超过23%时，禁止一切动火作业；当氧浓度超过40%时，有可能发生氧中毒。

（一）物理性质

在标准状况下，氧气的密度是1.429g/L，比空气的密度（1.293g/L）略大。它不易溶于水，无色、无味；在室温下，1L水中只能溶解约30mL的氧气。在101kPa压强即1个大气压下，氧气在-183℃时变为浅蓝色液体；在-218.4℃时会变成淡蓝色雪花状的固体。氧气的CAS编码为7782-44-7。

（二）化学性质

氧气的化学性质比较活泼。除了惰性气体、部分惰性金属元素如金、铂、银、钯之外，大部分的元素都能与氧发生氧化反应，生成氧化物。此外，几乎所有的有机化合物，可在氧中剧烈燃烧生成二氧化碳与水。

1）氧气与金属反应生成金属氧化物。

2）氧气与非金属反应生成非金属氧化物。

3）氧气能与一些有机物反应，例如甲烷、乙炔、酒精、石蜡等能在氧气中燃烧生成水和二氧化碳。烃类的燃烧通常发出明亮的蓝色火焰，放出大量的热，此性质被用来切割和焊接金属。

（三）氧气的部分用途

（1）用于金属冶炼在炼钢过程中向钢水中吹入高纯度氧，氧和碳及磷、硫、硅等杂质起氧化反应，可以降低钢的含碳量，并清除磷、硫、硅等杂质。同时氧化过程中产生巨大的热量以保持炼钢过程所需的温度，炼钢吹氧工艺大大提高了钢的质量。高炉炼铁时，提高鼓风中的氧浓度可以降焦比，吹入富氧也可以缩短冶炼时间提高产量。

（2）用于化学工业在生产合成氨时，氧气主要用于原料气的氧化，例如，重油的高温裂化，以及煤粉的气化等，以强化工艺过程，提高化肥产量。

（3）用做高效助燃剂是火箭燃料最好的助燃剂；可燃物质浸渍液氧后具有强烈的爆炸性，可直接制作炸药。

（4）用于医疗方面供给缺氧、低氧或无氧环境，用于呼吸。例如用于潜水作业、登山运动、高空飞行、宇宙航行、医疗抢救及治病等。

（四）过度吸氧的副作用——氧中毒

人如果在大于0.05MPa的纯氧环境中，氧对所有的细胞都有毒害作用，吸入时间过长，就可能发生“氧中毒”，导致肺部毛细管屏障被破坏、肺水肿、肺淤血和出血，严重影响呼吸功能，进而使各脏器缺氧而发生损害。在0.1MPa的纯氧环境中，人只能存活24h，就会发生肺炎，最终导致呼吸衰竭、窒息而死；人在0.2MPa高压纯氧环境中，最多可停留1.5～2h，超过了会引起脑中毒、生命节奏紊乱、精神错乱、记忆丧失；如果加入0.3MPa甚至更高的氧，人会在数分钟内发生脑细胞变性坏死，抽搐昏迷，导致死亡。

（五）氧气的制造

（1）深冷法分离空气制氧首先将空气压缩，待其膨胀后又冷冻为液态空气，由于稀有气体和氮气的沸点都比氧气低，经过分馏，剩下的便是液态氧，可储存在高压钢瓶中或用压缩机压缩后用管道送往用户。

（2）分子筛变压吸附分离空气制氧利用分子筛对氮的吸附亲和能力大于对氧的吸附亲和能力以分离氧、氮；也可以利用氧在碳分子筛微孔系统中的扩散速度大于氮的扩散速度，使空气在远离平衡的条件下分离氧、氮。

（六）包装、储存和运输

1）包装方式：氧气瓶组/钢瓶。

2）运输方式：气态储运、液态储运。

（七）安全注意事项

危险特性：助燃，是易燃物、可燃物燃烧爆炸的基本要素之一，与乙炔、氢、甲烷等易燃气体能够形成爆炸性混合物。储运：阴凉通风，远离火种、热源、阳光，与易燃气体、金属粉末分开，轻装、轻卸。空气中氧含有20%～21%，当氧气含量低于18%或高于23%时，会对人体造成威胁和危害。空气中氧含量低于18%工作时，使人喘息，呼吸困难；氧浓度在15%时心跳加快，耳鸣、目眩，感觉及判断力减弱，肌肉功能被破坏，失去劳动能力；氧浓度小于12%时，人会窒息死亡；当氧浓度超过23%时，禁止一切动火作业；当氧浓度超过40%时，有可能发生氧中毒。

氧气的性质、用途、处置及安全注意事项

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