工业制氧有两种方法:
①分离液态空气法:(物理变化没有反应方程式)
在低温条件下加压,使空气转变为液态,然后蒸发,由于液态氮的沸点是‐196℃,比液态氧的沸点(‐183℃)低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是液态氧。
②膜分离技术(物理变化,没有反应方程式)
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,可以得到百分之九十以上氧气的富氧空气。
③分子筛制氧法(吸附法)(物理变化)
利用氮分子大于氧分子的特性,使用特制的分子筛把空气中的氧离分出来。
首先,用压缩机迫使干燥的空气通过分子筛进入抽成真空的吸附器中,空气中的氮分子即被分子筛所吸附,氧气进入吸附器内,当吸附器内氧气达到一定量(压力达到一定程度)时,即可打开出氧阀门放出氧气。
经过一段时间,分子筛吸附的氮逐渐增多,吸附能力减弱,产出的氧气纯度下降,需要用真空泵抽出吸附在分子筛上面的氮,然后重复上述过程。
这种制取氧的方法亦称吸附法,利用吸附法制氧的小型制氧机已经开发出来,便于家庭使用。
④电解水制氧法(化学变化)
电解水化学方程式:
2H2O===2H2↑+O2↑(通电)。
把水放入电解槽中,加入氢氧化钠或氢氧化钾以提高水的电解度,然后通入直流电,水就分解为氧气和氢气。
每制取一立方米氧,同时获得两立方米氢。
用电解法制取一立方米氧要耗电12~15千瓦小时,与上述两种方法的耗电量(0.55~0.60千瓦小时)相比,是很不经济的。
工业制氧法:
第一是物理法,主要是液态空气分离法制取氧气。
第二是化学法。
化学法制氧有电解水法,在水中加入氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)以增加水的电离度,电化学反应方程式:
2H2O(电流)=2H2↑(氢气)十O2↑(氧气)。
该方法耗能较大,但有副产品氢气。
空气中含有氧气,采用物理方法分离出氧气。
将空气压缩变成液态,利用液态空气中氧气、氮气的沸点不同,将液态空气升温,先挥发出来的就是氧气。