Principios básicos de la producción de oxígeno en el laboratorio.
Existen tres métodos para producir oxígeno en el laboratorio: calentar clorato de potasio, calentar permanganato de potasio y usar peróxido de hidrógeno para producir oxígeno.
Principio y ecuación de reacción
¿La ecuación de reacción para calentar permanganato de potasio es 2KMnO? 4?=?k? 2?MnO? 4?+MnO? 2?+O? 2? Escriba, el ácido potásico de alta energía puede descomponerse cuando se calienta para producir permanganato de potasio, dióxido de manganeso y oxígeno.
¿La ecuación de reacción del peróxido de hidrógeno para producir oxígeno es 2H? 2?o? 2?→Mno22H? 2?O+O? 2?=, es decir, el peróxido de hidrógeno puede descomponerse en oxígeno y agua bajo la catálisis del dióxido de manganeso.
Métodos industriales de producción de oxígeno
Existen cuatro métodos para la producción industrial de oxígeno, a saber, separación líquido-aire, separación por membrana, producción de oxígeno por tamiz molecular (adsorción) y producción de oxígeno por electrólisis. El método para separar el aire líquido consiste en presurizarlo a bajas temperaturas, para que el aire se vuelva líquido y luego se evapore. El aire contiene aproximadamente un 21% de oxígeno, que es una materia prima generadora de oxígeno barata y fácilmente disponible.
Debido a que cualquier sustancia líquida tiene un cierto punto de ebullición, la gente utiliza esta característica de la sustancia para presurizarla a bajas temperaturas para convertir el aire en estado líquido y luego evaporarlo. Debido a que el punto de ebullición del nitrógeno es -196°C, que es menor que el punto de ebullición del oxígeno líquido (-183°C), el nitrógeno primero se evapora del aire líquido y el resto es principalmente oxígeno líquido. Para facilitar el almacenamiento, transporte y uso, el oxígeno suele presurizarse a 15.000 kPa y almacenarse en cilindros revestidos de azul.
En los últimos años, la tecnología de separación por membranas se ha desarrollado rápidamente. Utilizando esta tecnología, al permitir que el aire pase a través de una membrana con función enriquecedora de oxígeno bajo una determinada presión, se puede obtener aire enriquecido con mayor contenido de oxígeno. Al utilizar esta membrana para la separación en varias etapas, se puede obtener aire rico en oxígeno que contiene más del 90% de oxígeno.
La investigación sobre membranas ricas en oxígeno se ha utilizado ampliamente en campos como el tratamiento médico, la industria de la fermentación, la industria química y la combustión rica en oxígeno.