化学揭秘(7)氧气是咋发现的?

众所周知,没有氧气人是无法生存的。可你知道是谁发现了氧气吗?

1733 年,约瑟夫· 普利斯特里出生于英国黎芝城附近的飞尔特黑德镇,他是一个牧师,但他非常喜欢化学,他著有《几种气体的实验和观察》,在这本书里,他向科学界首次详细叙述了氧气的各种性质。

约瑟夫· 普利斯特里当时把氧气称为“ 脱燃烧素” ,他的试验非常有趣,其中一段写道:“ 我把老鼠放在‘ 脱燃烧素’ 的空气里,发现它们过得非常舒服…… 我自己试验时,是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得到的感觉,和平时吸入普通空气一样;但自从吸过这种气体以后,身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成时髦的奢侈品呢?不过现在只有我和两只老鼠,才有享受呼吸这种气体的权利啊!”

约瑟夫· 普利斯特里在制取出氧气之前,他就制得了氨、二氧化硫、二氧化氮等,和同时代的其他化学家相比,他采用了许多新的实验技术,所以被称之为“ 气体化学之父” 。

真相是这样的

还记得化学老师讲的实验室里制造氧气的方法吗?加热高锰酸钾,化学式为:

2KMnO4=加热 =K2MnO4+MnO2+O2↑

二氧化锰做催化剂,使过氧化氢分解,用催化剂MnO 2并加热氯酸钾,化学式为:

2KClO3=△MnO2=2KCl+3O2↑

用过氧化氢稀溶液加二氧化锰的方法:双氧水(过氧化氢)在催化剂MnO 2中,生成O 2和H 2O ,化学式为:

2H2O2=MnO2=2H2O+O2↑

氧气与人类的生活息息相关。氧是心脏的动力源,它是人体进行新陈代谢的关键物质,是生命活动的第一需要。人体呼吸进的氧转化为人体内可利用的氧,称为血氧,血液携带血氧向全身输入能量。

在工艺冶炼中,在炼钢过程中吹以高纯度氧气,氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反应,降低了钢的含碳量,有利于清除磷、硫、硅等杂质。氧化过程中产生的热量足以维持炼钢过程所需的温度,所以,吹氧不但缩短了冶炼时间,同时提高了钢的质量。

在化学工业中,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。

在国防工业中,液氧是现代火箭最好的助燃剂,超音速飞机也需要液氧作氧化剂,可燃物质浸渍液氧后具有强烈的爆炸性,可制作液氧炸药。

总之,氧气的发现为人类的进步做出了巨大的贡献。无论是潜水作业,还是登山运动,抑或是医疗抢救,氧气的供给都是非常重要的,那是不是吸入的氧气越多越好呢?

早在19 世纪中叶,英国科学家保尔· 伯特首先发现,让动物吸入纯氧会引起中毒,人类亦如此。人在大于0.05MPa 的纯氧环境中,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” 。肺部毛细管屏障被破坏,导致肺水肿、肺瘀血和出血,严重影响呼吸功能,进而使各器官缺氧而发生损害。

在0.1MPa 的纯氧环境中,人只要停留24 小时,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 ~2 小时,超过了会引起脑中毒,精神错乱,记忆丧失。

在0.3MPa 甚至更高的纯氧环境中,人会在数分钟内发生脑细胞变性坏死。

由此看来,人并不是吸入越多的氧气就越好。

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