怎么生成氧气

氧气是人类所必需的物质。如果没有氧气，人们就无法生存。而在空气中含有大量的氧气，人类得以自由的呼吸。然而，在有些时候，人们需要制造氧气以供给呼吸，这就需要制氧技术。那么，什么时候需要氧气呢，比如说，航天员就需要氧气，因为在太空中可没有氧气；再比如说，潜水员也需要携带氧气瓶，因为在水下也没有氧气。还有，很多呼吸功能不足的病人，也需要氧气，一旦缺氧，人就会休克，因为大脑对氧气的依赖比身体的其他任何部位都敏感。

　　我们知道，自然界中的植物是制造氧气的“大户”，它们通过光合作用利用太阳能制造氧气，为大自然的生态平衡作出了最大的贡献。那么，除了植物的光合作用，我们来探讨一下用化学方法保存氧和生成氧的方式。现在人们常用的办法是生氧粉，也就是各种过氧化物的混合物。其中最活泼的成分是超氧化钾。超氧化钾中的含氧量很高，氧仿佛是被装进了罐头一样。

　　在一个密闭的环境中，人们会吸入氧气，呼出二氧化碳，那么，再生氧气的关键就是，把二氧化碳再转化为氧气。用生氧粉再生氧气的原理，就是过氧化钾与二氧化碳气体会发生化学反应，反应的结果是生成比二氧化碳更多的氧气。因此，在封闭系统中再生出的空气，其含氧量将高于原来所用的空气。由于空气中总会含有一定的水分，因此，还会同时发生别的反应，结果会使空气变干燥，而且空气的温度还会稍稍升高，因为化学反应会释放一定的能量。我们需将空气加以冷却和润湿，就可以继续提供给人们呼吸。

　　生氧粉的成分包含有超氧化钾和过氧化钠，两者的配比可以改变。生氧粉被应用在各种呼吸设备中，而这类设备在本世纪中叶已用于拯救人们的生命。在高山条件下，使用2．25公斤重的这种设备，可以供应足够一人呼吸45分钟的氧气。瑞士登山运动员于1952年尝试征服珠穆朗玛峰时，首先使用了这种设备。

　　在呼吸设备中，超氧化钾呈颗粒状，它以不同的稠密度敷成许多薄层，这样，可增加其表面，使得化学反应尽可能地充分进行。但是，超氧化钾的粉尘具有一定的危险性。当它落到呼吸道上时，会生成碱性物，对人体黏膜有强烈的刺激作用。将超氧化钾制成颗粒状并润湿再生的空气，可使粉尘的数量减少，因为超氧化钾的粉尘能和水发生反应。

　　生氧粉成分中所含的过氧化钠同一升二氧化碳作用时，只能析出半升氧气。所以，近来常用纯超氧化钾或者它同超氧化钠的混合物。超氧化物和过氧化物还会同空气中的稀少气体(如二氧化硫和氨气等)产生作用。利用这些性质，它可以用作工业口罩的填充剂。

　　超氧化钾具有许多优点：设备的体积小、重量轻、价格低廉，补充装入时操作比较简单，它还能除掉空气中的细菌和难闻的气味(如硫化氢等)。当然，它也是有缺点的，超氧化钾开始和水发生反应时速度过快，颗粒容易粘在一起，从而形成阻碍进一步产生反应的表层硬皮。不过，这种阻碍是可以避免的，只需将超氧化钾的颗粒铺放成薄层就行了。

　　美国曾经公布过宇宙飞船中空气再生系统的资料。为了保证一名宇航员在12小时过程中的生命活动，在美国的宇宙飞船中，超氧化钾的消耗量为850克。为了改变密封舱内的局部压力，只需调节供入再生装置的水分就行了。

　　在宇航员进入宇宙空间时所穿的密闭飞行衣中，也要使用空气恢复系统。这种系统的器械重约11公斤，它不仅可以保证宇航员在两小时内获得所需的氧气，还可调节密闭飞行衣内的温度。

　　超氧化物可用于各种封闭空间，如矿井、水下、宇宙飞船等。在这些场所，氧气再生装置所起的作用，是保证封闭系统中空气的含氧量不断得到恢复，以保障人们工作。超氧化钾的制氧性能有很多用场。例如，为了在水下进行切割金属的作业，同样也要用它来制取氧。此外，在野战医院中，它可以用来向病人输氧等。

　　对超氧化钾进行处置时，要事先使它同空气中的水分和二氧化碳隔开，因为水会使超氧化物分解。现在，人们仍然在不断开发新的制氧方法。科学家已经研制出了含氧量丰富的化合物和合金。据报道，从100克这种物质中可以析出31升氧气，这个效率可真不一般。

　　[责任编辑]李金