【工业气体的基本知识】

一、 工业气体的化学性质 

1、氧气 

物理性质

氧气是空气的组分之一,无色、无臭、无味。氧气比空气重,在标准状况(0℃和大气压强101325帕)下密度为1.429克/升,能溶于水,但溶解度很小。在压强为101kPa时,氧气在约-180摄氏度时变为淡蓝色液体,在约-218摄氏度时变成雪花状的淡蓝色固体。

化学性质     

氧气的化学性质比较活泼。除了稀有气体、活性小的金属元素如金、铂、银之外,大部分的元素都能与氧起反应,这些反应称为氧化反应,而经过反应产生的化合物(有两种元素构成,且一种元素为氧元素)称为氧化物。一般而言,非金属氧化物的水溶液呈酸性,而碱金属或碱土金属氧化物则为碱性。此外,几乎所有的有机化合物,可在氧中剧烈燃生成二氧化碳与水。化学上曾将物质与氧气发生的化学反应定义为氧化反应(combination reaction)。

2、乙炔 

物理性质

纯乙炔为无色无味的易燃、有毒气体。而电石制的乙炔因混有硫化氢H2S、磷化氢PH3、砷化氢,而带有特殊的臭味。熔点(118.656kPa)-84℃,沸点-80.8℃,相对密度0.6208(-82/4℃),折射率1.00051,折光率1.0005(0℃),闪点(开杯)-17.78℃,自燃点305℃。在空气中爆炸极限2.3%-72.3%(vol)。在液态和固态下或在气态和一定压力下有猛烈爆炸的危险,受热、震动、电火花等因素都可以引发爆炸,因此不能在加压液化后贮存或运输。微溶于水,易溶于乙醇、苯、丙酮等有机溶剂。在15℃和1.5MPa时,乙炔在丙酮中的溶解度为237g/L,溶液是稳定的。因此,工业上是在装满石棉等多孔物质的钢瓶中,使多孔物质吸收丙酮后将乙炔压入,以便贮存和运输。为了与其它气体区别,乙炔钢瓶的颜色一般为白色,橡胶气管一般为黑色,乙炔管道的螺纹一般为左旋螺纹

(螺母上有径向的间断沟)。 

化学性质  

乙炔(acetylene)最简单的炔烃,又称电石气。分子式CH≡CH,化学式C2H2。乙炔分子量 26.4 ,气体比重 0.91( Kg/m3), 火焰温度3150 ℃, 热值12800 (千卡/m3) 在氧气中燃烧速度 7.5 ,纯乙炔在空气中燃烧2100度左右,在氧气中燃烧可达3600度。化学性质很活泼,能起加成、氧化、聚合及金属取代等反应。

3、氮气 

物理性质  

氮在常况下是一种无色无味无臭的气体,且通常无毒。氮气占大气总量的78.12%(体积分数),在标准情况下的气体密度是1.25g/L,氮气在水中溶解度很小,在常温常压下,1体积水中大约只溶解0.02体积的氮气。氮气是难液化的气体。氮气在极低温下会液化成无色液体,进一步降低温度时,更会形成白色晶状固体。在生产中,通常采用黑色钢瓶盛放氮气。

化学性质 

对成键有贡献的是三对电子,即形成两个π键和一个σ键。 对成键没有贡献,成键与反键能量近似抵消,它们相当于孤电子对。由于N2分子中存在叁键N≡N,所以N2分子具有很大的稳定性,将它分解为原子需要吸收941.69kJ/mol的能量。N2分子是已知的双原子分子中最稳定的,氮气的相对分子质量是28。而且氮气通常不易燃烧且不支持燃烧。化学式为N2。 



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