氮气沸点_工业如何大量制取氧气

氧气的化学性质比氮气活泼很多,生物利用氧气作为呼吸气体时效率更高,也更容易实现。

在地球大气中,氮气的体积含量为78%,氧气为21%,其他气体只占1%,地球上的生物基本都选择了氧气作为呼吸气体,而不是氮气,比如植物在白天可以进行光合作用,同时植物会消耗氧气进行呼吸作用,只有少数的厌氧菌不需要氧气生存。

其中的原因,与氧气和氮气的化学性质有关,我们先来看两者的基本性质:

氧气(O2):无色无味,熔点-218.4℃,沸点-182℃,微溶于水,化学性质活泼,能与绝大部分元素发生氧化反应,几乎能与所有的有机化合物反应。

氮气(N2):无色无味,熔点-210℃,沸点-195.8℃,难溶于水,化学性质非常稳定,常温常压下只能与极少数活泼物质反应,比如与活泼金属锂生成氮化锂(Li3N)。

氮气分子拥有三个化学键,并且键能很大,而氧气分子只有两个化学键,键能相对小,所以氮气分子比氧气分子稳定很多。

生物的呼吸作用,本质上就是利用了气体的化学反应,如果使用氮气作为呼吸气体,那么对储能物质的要求非常高;相反使用氧气作为呼吸气体时,能够利用的储能物质更多,也更容易实现呼吸作用,这样能大大提高生物体的化学能量利用率。

如果从地球生物进化历程来看,地球生物起源于海洋,氧气在水中的溶解度更高,氮气在水中的溶解度非常差,即便还有二氧化碳、氨气等可供生物选择,但是氧气在各方面的化学性质是最容易利用的,所以人类祖先还在海洋中时,就把氧气作为了呼吸气体。

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