氧氣是我們生活生存必須要具備的一個(gè)物質(zhì),我們看不到,摸不到它,但是我們是完完全全的依賴它,如果人們?nèi)鄙倭搜鯕猓敲春蠊豢霸O(shè)想,我們也許會(huì)面臨著死亡,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,我們也學(xué)習(xí)了很多種制取氧氣的方法,用過氧化氫制取氧氣就是常見的一種。
一、過氧化氫簡介
過氧化氫化學(xué)式為H?O?,俗稱雙氧水。外觀為無色透明液體,是一種強(qiáng)氧化劑,其水溶液適用于醫(yī)用傷口消毒及環(huán)境消毒和食品消毒。在一般情況下會(huì)分解成水和氧氣,但分解速度極其慢,加快其反應(yīng)速度的辦法是加入催化劑——二氧化錳或用短波射線照射。
水溶液為無色透明液體,溶于水、醇、乙醚,不溶于苯、石油醚。
純過氧化氫是淡藍(lán)色的粘稠液體,熔點(diǎn)-0.43 °C,沸點(diǎn)150.2 °C,純的過氧化氫其分子構(gòu)型會(huì)改變,所以熔沸點(diǎn)也會(huì)發(fā)生變化。凝固點(diǎn)時(shí)固體密度為1.71g/,密度隨溫度升高而減小。它的締合程度比H?O大,所以它的介電常數(shù)和沸點(diǎn)比水高。純過氧化氫比較穩(wěn)定,加熱到153 °C便猛烈的分解為水和氧氣,值得注意的是,過氧化氫中不存在分子間氫鍵。
過氧化氫對有機(jī)物有很強(qiáng)的氧化作用,一般作為氧化劑使用。
在10%試樣液10ml中,加稀硫酸試液(TS-241)5ml和高錳酸鉀試液(TS-193)1ml。
應(yīng)有氣泡發(fā)生,且高錳酸鉀的呈色消失。對石蕊呈酸性。遇有機(jī)物易爆。
過氧化氫是一種極弱的酸:H2O2 =(可逆)=H++HO2-(Ka=2.4×10-12)。因此金屬的過氧化物可以看做是它的鹽。
二、氧氣的基本簡介
氧氣(英文Oxygen gas或Dioxygen,分子式O?)是氧元素最常見的單質(zhì)形態(tài),在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是無色無味無臭的氣體。熔點(diǎn)-218.4℃,沸點(diǎn)-183℃。不易溶于水,1L水中溶解約30mL氧氣。在空氣中氧氣約占21% 。液氧為天藍(lán)色。固氧為藍(lán)色晶體。常溫下不很活潑,與許多物質(zhì)都不易作用。但在高溫下則很活潑,能與多種元素直接化合,這與氧原子的電負(fù)性僅次于氟有關(guān)。[1-2] 氧在自然界中分布最廣,占地殼質(zhì)量的48.6%,是豐度最高的元素。在烴類的氧化、廢水的處理、火箭推進(jìn)劑以及航空、航天和潛水中供動(dòng)物及人進(jìn)行呼吸等方面均需要用氧。動(dòng)物呼吸、燃燒和一切氧化過程(包括有機(jī)物的腐敗)都消耗氧氣。但空氣中的氧能通過植物的光合作用不斷地得到補(bǔ)充。在金屬的切割和焊接中。是用純度93.5%~99.2%的氧氣與可燃?xì)猓ㄈ缫胰玻┗旌希a(chǎn)生極高溫度的火焰,從而使金屬熔融。冶金過程離不開氧氣。為了強(qiáng)化硝酸和硫酸的生產(chǎn)過程也需要氧。不用空氣而用氧與水蒸氣的混合物吹人煤氣氣化爐中,能得到高熱值的煤氣。醫(yī)療用氣極為重要。
三、過氧化氫制取氧氣的方程式以及制取氧氣的方法。
將過氧化氫催化分解,可制得純凈的氧氣
將濃度為30%的H2O2裝入容量瓶1中,磨口套頭2的上部裝有小玻璃球,可以阻擋小液滴。催化劑為掛在絞車3上的鍍鉑的鎳片,改變鎳片浸入H2O2溶液中的圖用H2O2制備氧氣的裝置1—容量瓶;2—磨口套頭;3—絞車;4—過壓保險(xiǎn)閥;5—鍍鉑銅絲網(wǎng);6—螺管洗滌瓶;7—流速計(jì)深度可控制分解速度。鍍鉑鎳片應(yīng)預(yù)先在氫氣流中煅燒到表面為亮灰色。4為裝汞的過壓保險(xiǎn)閥,5中填充有鍍鉑的銅絲網(wǎng),可以使挾帶過來的痕量H2O2分解。6為裝有濃硫酸的螺管洗滌瓶,7為流速計(jì)。反應(yīng)也可在啟普發(fā)生器中進(jìn)行,將二氧化錳加黏合劑制成團(tuán),放入啟普發(fā)生器的中部球中,并墊上石棉纖維,反應(yīng)的H2O2溶液濃度為3%。
2H2O2 == 2H2O + O2↑ 反應(yīng)物中無氣體,生成物中有氣體,所以要加箭頭
其他制法
電解水產(chǎn)生氫氣的同時(shí)也生成氧氣,所以電解水制氧氣的裝置與電解水制氫氣的裝置完全一樣,氧氣的干燥方法與氫氣的干燥方法也一樣。電解裝置最好以鉑為電極,以20%的硫酸溶液為電解液。氧氣中混入的痕量氫可使其通過熾熱的鉑石棉燒掉。
通過上述小編為你總結(jié)的這些材料,大家可以了解到,過氧化氫的性質(zhì)和氧氣的性質(zhì),以及怎么能夠通過過氧化氫制得氧氣的,大家要好好研究這部分的內(nèi)容,近幾年的空氣質(zhì)量都不是很好,空氣問題比較常見,這類問題很可能會(huì)考到。