空气中氧气含量如何测定？空气中氧气含量 _资源

空气体中的氧含量(空如何测量气体中的氧含量？)在缺乏测量工具和方法的18世纪，拉瓦锡善于充分利用天平对空气体的成分进行详细的定量研究，从而建立了燃烧氧气的理论。

文章插图
拉瓦锡
拉瓦锡如何定量测量空气体中的氧含量？1773年，31岁的拉瓦锡在《物理化学简介》中指出，钟罩内的汞(Hg)表面燃烧白磷(P4)，燃烧后汞面上升，说明部分空气体被消耗，剩余的空气体无法使白磷燃烧；一盎司白磷可以得到约2.3盎司的五氧化二磷(P2O5，当时化学分子式不详)白色粉末，其加入的重量几乎等于空气体质量消耗的五分之一体积。
那么，拉瓦锡为什么要用水银来定量研究空气体的成分呢？
当时受燃素说影响，空气体的成分至今还是个谜。1775年，法国化学家贝彦在《物理学杂志》上描述了“红色沉淀物”(HgO)的热分解实验:在不加入任何含有燃素的物质的情况下，将氧化汞加热生成金属汞，质量减少了五分之一，同时释放出大量气体。但是他没有收集气体做进一步研究。

文章插图
用于研究拉瓦锡空风险网络气体成分的装置
受此启发，1777年，拉瓦锡在一个大的曲颈蒸馏罐中加热水银。干馏炉与钟罩(E)中汞表面的空气体相通。连续加热12天后，容器内气体体积减少近五分之一，部分银白色水银变成红色氧化汞粉末。他还研究了剩余的五分之四体积的气体，发现这部分剩余气体既不能供应呼吸，也不能支持燃烧。
拉瓦锡收集红色粉末，重复北岩的实验。他收集释放的气体，并将其与上面剩余的气体混合，再次形成通常的空气体。因此，他攻击了错误的燃素理论，建立了燃烧氧气的理论。

文章插图
汞与氧的加热反应和氧化汞加热分解的化学方程式
教科书中空气体含氧量的测定实验用汞测量空气体中的氧含量有以下缺点:1)汞蒸气有毒；2)时间长，需要连续加热12天；3)高能耗；由于白磷可以自燃，具有危险性，所以教科书中广泛使用红磷(P)代替白磷来测量含氧量。

文章插图
教科书中常用的空气体含氧量测量装置
在使用该装置的实验中，以下因素可能导致实验结果的误差(人民教育出版社九年级化学教材解读，2.3修订版):
1.氧气体积分数小于五分之一的可能原因:1)装置漏气；2)红磷量不足；3)在设备冷却至室温前，打开弹簧夹；4)氧气浓度低时，红磷不能继续燃烧；5)导管未预先注满水。燃烧和冷却后，一部分水留在导管中，进入瓶子的水较少。
2.氧气体积分数大于五分之一的可能原因:1)点燃红磷前，将其插入集气瓶的速度过慢，导致部分空气体因受热膨胀逸出；2)点燃红磷前未夹住弹簧夹，导致瓶内气体沿导管逸出；3)样品中含有能与空气体中其他气体发生反应的物质。
设备的优化这个设备可以优化吗？可以从以下几个方面入手:
1.点燃红磷前，气瓶插入太慢，导致部分受热空气体膨胀逸出:为了避免这种操作，可以用白磷代替，但容易自燃，毒性大(红磷无毒)；