氧氣是怎麼形成的

　　人們的生活需要氧氣，不過對於氧氣你瞭解多少，尤其是對於氧氣的形成原因。接下來就跟著小編一起去看看吧。

　　氧氣的形成

　　地球的大氣層形成初期是不含氧氣的。原始大氣是還原性的，充滿了甲烷、氨等氣體。

　　大氣層氧氣的出現源於兩種作用，一個是非生物參與的水的光解，一個是生物參與的光合作用。

　　生物的光合作用對大氣層的影響巨大。它造成了大氣層由還原氛圍向氧化氛圍的轉變。使得水光解產生的氫氣能重新被氧化為水回到地球而不至於擴散到外層空間去，從而防止了地球上的水的流失。同時光合作用也加速了大氣層氧氣的積累，深刻地改變了地球上物種的代謝方式和體型。大氣層含氧量在石炭紀的時候一度上升到了35%。氧氣含量的增加造成了依賴於滲透方式輸氧的昆蟲在體型上的巨型化。在石炭紀曾出現過翼展2英尺半的巨蜻蜓。

　　2016年1月5日，從中國科技大學獲悉，該校科研人員發現在無生命跡象的地球早期，存在少量氧氣，且這些氧氣不可能是通過現在所熟知的光合作用而來。

　　中國科大田善喜教授研究組發現這一“氧氣起源”，揭示了早期地球上氧氣產生的全新機制，表明氧氣非光合作用而來。

　　氧氣的用途

　　冶煉工藝：在鍊鋼過程中吹以高純度氧氣，氧便和碳及 磷、硫、矽等起氧化反應，這不但降低了鋼的含碳量，還有利於清除磷、硫、矽等雜質。而且氧化過程中產生的熱量足以維持鍊鋼過程所需的溫度，因此，吹氧不但縮短了冶煉時間，同時提高了鋼的質量。高爐鍊鐵時，提高鼓風中的氧濃度可以降焦比，提高產量。在有色金屬冶煉中，採用 富氧也可以縮短冶煉時間提高產量。

　　化學工業：在生產合成氨時，氧氣主要用於原料氣的氧化，以強化工藝過程，提高 化肥產量。再例如，重油的高溫裂化，以及煤粉的氣化等。

　　國防工業：液氧是現代火箭最好的助燃劑，在超音速飛機中也需要液氧作氧化劑，可燃物質浸漬液氧後具有強烈的爆炸性，可製作液氧***。

　　醫療保健：供給呼吸：用於缺氧、低氧或無氧環境，例如： 潛水作業、登山運動、高空飛行、宇宙航行、醫療搶救等時。

　　其它方面：它本身作為助燃劑與乙炔、丙烷等可燃氣體配合使用，達到焊割金屬的作用，各行各業中，特別是機械企業裡用途很廣，作為切割之用也很方便，是首選的一種切割方法。

　　氧氣的製取

　　1、分離液態空氣法

　　在低溫條件下加壓，使空氣轉變為液態，然後蒸發，由於液態氮的沸點是‐196℃，比液態氧的沸點***‐183℃***低，因此氮氣首先從液態空氣中蒸發出來，剩下的主要是液態氧。

　　空氣中的主要成分是氧氣和氮氣。利用氧氣和氮氣的沸點不同，從空氣中製備氧氣稱空氣分離法。首先把空氣預冷、淨化***去除空氣中的少量水分、二氧化碳、 乙炔、 碳氫化合物等氣體和灰塵等雜質***、然後進行壓縮、冷卻，使之成為液態空氣。然後，利用氧和氮的沸點的不同，在精餾塔中把液態空氣多次蒸發和冷凝，將氧氣和氮氣分離開來，得到純氧***可以達到99.6%的純度***和純氮***可以達到99.9%的純度***。如果增加一些附加裝置，還可以提取出氬、氖、氦、氪、氙等在空氣中含量極少的稀有惰性氣體。由空氣分離裝置產出的氧氣，經過壓縮機的壓縮，最後將壓縮氧氣裝入高壓鋼瓶貯存，或通過管道直接輸送到工廠、車間使用。使用這種方法生產氧氣，雖然需要大型的成套裝置和嚴格的安全操作技術，但是產量高，每小時可以產出數千、萬立方米的氧氣，而且所耗用的原料僅僅是不用買、不用運、不用倉庫儲存的空氣，所以從1903年研製出第一臺深冷空分製氧機以來，這種製氧方法一直得到最廣泛的應用。

　　2、膜分離技術

　　膜分離技術得到迅速發展。利用這種技術，在一定壓力下，讓空氣通過具有富集氧氣功能的薄膜，可得到含氧量較高的富氧空氣。利用這種膜進行多級分離，可以得到百分之九十以上氧氣的富氧空氣。

　　3、分子篩製氧法***吸附法***

　　利用氮分子大於氧分子的特性，使用特製的分子篩把空氣中的氧離分出來。首先，用壓縮機迫使乾燥的空氣通過分子篩進入抽成真空的吸附器中，空氣中的氮分子即被分子篩所吸附，氧氣進入吸附器內，當吸附器內氧氣達到一定量***壓力達到一定程度***時，即可打開出氧閥門放出氧氣。經過一段時間，分子篩吸附的氮逐漸增多，吸附能力減弱，產出的氧氣純度下降，需要用真空泵抽出吸附在分子篩上面的氮，然後重複上述過程。這種製取氧的方法亦稱吸附法.利用吸附法制氧的小型製氧機已經開發出來，便於家庭使用。

　　4、電解制氧法

　　把水放入電解槽中，加入氫氧化鈉或氫氧化鉀以提高水的電解度，然後通入直流電，水就分解為氧氣和氫氣。每製取一立方米氧，同時獲得兩立方米氫。用電解法制取一立方米氧要耗電12～15千瓦小時，與上述兩種方法的耗電量***0.55～0.60千瓦小時***相比，是很不經濟的。所以，電解法不適用於大量製氧。另外同時產生的氫氣如果沒有妥善的方法收集，在空氣中聚集起來，如與氧氣混合，容易發生極其劇烈的爆炸。所以，電解法也不適用家庭製氧的方法。

　　氧氣的出現

　　地球的大氣層形成初期是不含氧氣的。原始大氣是還原性的，充滿了甲烷、氨等氣體。

　　氧氣分子的分子軌道能級圖

　　大氣層氧氣的出現源於兩種作用，一個是非生物參與的水的光解，一個是生物參與的光合作用。

　　生物的光合作用對大氣層的影響巨大。它造成了大氣層由還原氛圍向氧化氛圍的轉變。使得水光解產生的氫氣能重新被氧化為水回到地球而不至於擴散到外層空間去，從而防止了地球上的水的流失。同時光合作用也加速了大氣層氧氣的積累，深刻地改變了地球上物種的代謝方式和體型。大氣層含氧量在石炭紀的時候一度上升到了35%。氧氣含量的增加造成了依賴於滲透方式輸氧的昆蟲在體型上的巨型化。在石炭紀曾出現過翼展2英尺半的巨蜻蜓。

　　2016年1月5日，從中國科技大學獲悉，該校科研人員發現在無生命跡象的地球早期，存在少量氧氣，且這些氧氣不可能是通過現在所熟知的光合作用而來。

　　中國科大田善喜教授研究組發現這一“氧氣起源”，揭示了早期地球上氧氣產生的全新機制，表明氧氣非光合作用而來。