心曠神怡氧氣機(jī)

吳琳 李建 王文佳

供血不足會(huì)引發(fā)機(jī)體缺氧，令人有一種“憋”的感覺。氧療利用補(bǔ)給的氧氣改善人體的生理、生化內(nèi)環(huán)境，促進(jìn)代謝的良性循環(huán)，能達(dá)到促進(jìn)康復(fù)、預(yù)防病變和增進(jìn)健康的目的。今天我們一起動(dòng)手制作簡(jiǎn)易氧氣機(jī)，體驗(yàn)心曠神怡的感覺。

一、制作材料與工具

容積約為1000 mL的大號(hào)塑料瓶1個(gè)、容積約為500 mL的小號(hào)塑料瓶1個(gè)、透明膠帶、輸液管、熱熔膠槍、制氧劑、電鉆、剪刀、馬克筆，如圖1所示。

二、制作步驟

（一）制作排氣孔

1.用馬克筆在大號(hào)塑料瓶上方距瓶口2 cm處、小號(hào)塑料瓶上方距瓶口2 cm處和小號(hào)塑料瓶下方距底部2 cm處各畫一個(gè)直徑約為5 mm的小圓圈，如圖2所示。

2.用電鉆分別在大號(hào)塑料瓶、小號(hào)塑料瓶標(biāo)記的圓圈處鉆出直徑約為5 mm的小孔（使用電鉆時(shí)注意安全），如圖3所示。

（二）連接導(dǎo)氧管與吸氧管

1.用剪刀截取一段長(zhǎng)約20 cm的輸液管作為導(dǎo)氧管。將導(dǎo)氧管的兩端分別插入大號(hào)塑料瓶上方的孔和小號(hào)塑料瓶底部的孔中，并用熱熔膠固定和密封，如圖4所示。

2.用剪刀截取另一段長(zhǎng)度約為50 cm的輸液管作為吸氧管。將吸氧管的一端插入小號(hào)塑料瓶上方的孔中，用熱熔膠固定和密封，如圖5所示。

3.用透明膠帶將大號(hào)塑料瓶和小號(hào)塑料瓶粘在一起，如圖6所示。

（三）制取氧氣

1.往大號(hào)塑料瓶中倒入800 mL左右的純凈水，往小號(hào)塑料瓶中倒入400 mL左右的純凈水，如圖7所示。

2.將制氧劑倒入大號(hào)塑料瓶中，蓋緊瓶蓋，可以看到水面有氣泡產(chǎn)生，這些氣泡便是氧氣啦，如圖8、圖9所示。簡(jiǎn)易氧氣機(jī)就制作完成了。

三、原理分析

簡(jiǎn)易氧氣機(jī)的工作原理是利用化學(xué)反應(yīng)制取氧氣。實(shí)驗(yàn)中使用的制氧劑是過(guò)碳酸鈉（2Na2CO3·3H2O2）和黑色的二氧化錳（MnO2）粉末。水中的過(guò)碳酸鈉在二氧化錳的催化作用下發(fā)生分解反應(yīng)，生成碳酸鈉（Na2CO3）、氧氣（O2）和水，同時(shí)釋放熱量。化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

過(guò)碳酸鈉制氧需要在水溶液體系中進(jìn)行，產(chǎn)氧量和產(chǎn)氧速率均隨加水量的增加而增大，所以利用過(guò)碳酸鈉制氧時(shí)，可以加入過(guò)量的純凈水使反應(yīng)更快、更充分地進(jìn)行。

干燥的氧氣會(huì)刺激呼吸道黏膜，令人產(chǎn)生不舒服的感覺，甚至?xí)斐珊粑罁p傷，而吸入濕潤(rùn)的氧氣可以濕潤(rùn)肺泡，增加肺泡的活性，有利于氣體交換，因此制得的氧氣需要濕化。將氣體產(chǎn)生裝置（大號(hào)塑料瓶）中的氧氣通入洗氣裝置（小號(hào)塑料瓶）中，即可濕潤(rùn)氧氣，同時(shí)我們可以通過(guò)觀察氣泡的速率及時(shí)調(diào)節(jié)氧氣流量。

簡(jiǎn)易制氧機(jī)制取的氧氣濃度可達(dá)到90%，每添加一次制氧劑（1.4 g過(guò)碳酸鈉和0.2 g二氧化錳）可吸氧15分鐘，方便需要急救的人及時(shí)補(bǔ)充一段時(shí)間的氧氣。

科技知識(shí)窗

氧氣的發(fā)現(xiàn)

英國(guó)化學(xué)家約瑟夫·普里斯特利利用凸透鏡聚集太陽(yáng)光使一些物質(zhì)燃燒或分解出氣體并進(jìn)行研究，于1774年8月1日首次發(fā)現(xiàn)氧氣。法國(guó)著名化學(xué)家拉瓦錫受普里斯特利的啟發(fā)，通過(guò)汞灰（HgO）的合成與分解實(shí)驗(yàn)制得氧氣，并對(duì)它進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)它能與很多非金屬單質(zhì)合成多種酸，故命名為“酸氣”。通過(guò)氧氣的實(shí)驗(yàn)，拉瓦錫提出了燃燒的氧化學(xué)說(shuō)，推翻了燃素說(shuō)，發(fā)動(dòng)了化學(xué)史上著名的化學(xué)革命，使過(guò)去以燃素說(shuō)形式倒立著的化學(xué)正立過(guò)來(lái)，被恩格斯稱為“真正發(fā)現(xiàn)氧氣的人”。