实验室制取氧气的原理
2020-05-26 15:16:56文/张敏实验室制取氧气主要有加热氯酸钾、加热高锰酸钾,双氧水制氧气这三种方法。加热氯酸钾的反应方程式为2KClO3Mno2加热2KCl+3O2↑,表明氯酸钾能够在加热条件下以二氧化锰为催化剂,生成氯化钾和氧气。
原理及反应方程式
加热高锰酸钾的反应方程式为2KMnO4=∆K2MnO4+MnO2+O2↑,高能酸钾能够加热分解,生成锰酸钾,二氧化锰和氧气。
双氧水制氧气的反应方程式为2H2O2→Mno22H2O+O2↑,即双氧水在二氧化锰的催化下能后分解成氧气和水。
工业制氧气的方法
工业制氧气的方法有四种,分别是分离液态空气法、膜分离技术、分子筛制氧法(吸附法)和电解制氧法。其中分离液态空气法是在低温条件下加压,使空气转变为液态,然后蒸发。空气中约含21%的氧气,这是制取氧气的廉价、易得的原料。
因为任何液态物质都有一定的沸点,人们正是利用了物质的这一性质,在低温条件下加压,使空气转变为液态,然后蒸发。由于氮的沸点是-196℃,比液态氧(-183℃)低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要就是液态氧了。为了便于贮存、运输和使用,通常把氧气加压到15000kPa,并贮存在漆成蓝色的钢瓶中。
近年来,膜分离技术得到迅速发展。利用这种技术,在一定压力下,让空气通过具有富集氧气功能的薄膜,可得到含氧量较高的富氧空气。利用这种膜进行多级分离,可以得到含90%以上氧气的富氧空气。
富氧膜的研究在医疗、发酵工业、化学工业、富氧燃烧等方面得到重要应用。
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