氧元素同位素重含量最多的一种。

简要介绍

名称:氧-16

序数】8

【符号】O

【旧称】

【原子量】15.9994

晶体结构】简单立方晶胞

【声音在其中的传播速率】330m/s

【原子体积】14.0(立方厘米/摩尔)

【质子数】8

【中子数】8

【核外电子数】8

【相对原子质量】16

【元素在太阳中的含量】9000ppm

地壳中含量】474000(ppm)

化合价】通常显-2价

化学键能

(kJ /mol)   146 O-O   498 O=O   200 O-N   360 O-C   743 O=C电离能 (kJ/ mol)   M - M+ 1313.9   M+ - M2+ 3388.2   M2+ - M3+ 5300.3   M3+ - M4+ 7469.1   M4+ - M5+ 10989.3   M5+ - M6+ 13326.2   M6+ - M7+ 71333.3   M7+ - M8+ 84076.3

晶胞参数

a = 540.3 pm   b = 342.9 pm   c = 508.6 pm   α = 90°   β = 132.530°   γ = 90°

热导率: W/(m·K)   26.58

元素类型:非金属

主要起源

氧-16 是由英国化学家约瑟夫·普利斯特里与瑞典药剂师及化学家卡尔·舍勒于1774年分别发现。但是普利斯特里却支持燃素学说。

另有说法认为氧气首先由中国人马和首先发现。

1777年,法国化学家安托万-洛朗·德·拉瓦锡提出燃烧的氧化学说,指出物质只能在含氧的空气中进行燃烧,燃烧物重量的增加与空气中失去的氧相等,从而推翻了全部的燃素说,并正式确立质量守恒定律。从严格意义上讲,发现氧元素的为瑞典化学家舍勒,而确定氧元素化学性质的为法国化学家拉瓦锡。

主要用途

氧-16 被大量用于熔炼、精炼、焊接、切割和表面处理等冶金过程中;液体氧是一种制冷剂,也是高能燃料氧化剂。它和锯屑、煤粉的混合物叫液氧炸药,是一种比较好的爆炸材料,氧-16 与水蒸气相混,可用来代替空气吹入煤气气化炉内,能得到较高热值的煤气。液体氧也可作火箭推进剂;氧-16 气是许多生物过程的基本成分,因此氧也就成了担负空间任何任务是需要大量装载的必需品之一。医疗上用氧气疗法,医治肺炎、煤气中毒等缺氧症。石料和玻璃产品的开采、生产和创造均需要大量的氧。

检查方法

酸碱度

甲基红指示液与溴麝香草酚蓝指示液各0.3ml,加水400ml ,煮沸5 分钟,放冷,分取各100ml,置甲、乙、丙3 支比色管中,乙管中加盐酸滴定液( 0.01mol/L )0.20ml,丙管中加盐酸液(0.01mol/L)0.40ml;再在乙管中通本品2000ml (速度为每小时4000ml),乙管显出的颜色不得较丙管的红色或甲管的绿色更深。一氧化碳 取甲、乙2 支比色管,分别加微温的氨制硝酸银试液25ml,甲管中通本品1000ml(速度为每小时4000ml)后,与乙管比较,应同样澄清无色。

二氧化碳

取甲、乙2 支比色管,分别加5%氢氧化钡溶液100ml ,乙管中加0.04%碳酸氢钠溶液1.0ml ,甲管中通本品1000ml(速度为每小时4000ml)后,所显浑浊与乙管比较,不得更浓(0.01%)。

其他气态氧化物质

取新制的碘化钾淀粉溶液(取碘化钾0.5g,加淀粉指示液100ml 溶解,即得)100ml ,置比色管中,加醋酸1 滴,通本品2000ml(速度为每小时4000ml )后,溶液应无色。

主要影响

氧中毒”一般发生在长期吸氧的病人中。尽管适当吸氧能提高人体细胞新陈代谢能力、增强人体免疫力,但长期吸入高浓度氧气也会发生肺泡表面活性物质减少,引发肺泡内渗液,出现肺水肿,出现头昏、面色苍白、心跳加快等诸多问题。更为严重的是,氧中毒当时不容易被觉察,往往在2-3天后才会发生临床症状,此时再进行抢救往往容易贻误时间。一些家庭用氧者往往不注意吸入氧气的浓度和时间,认为氧浓度越高越好,吸氧的时间越长越好。这就增大了氧中毒的危险性。

肺型氧中毒

1、症状:类似支气管肺炎。其表现及通常的发展过程为:最初为类似上呼吸道感染引起的气管刺激症状,如胸骨后不适(刺激或烧灼感)伴轻度干咳,并缓慢加重;然后出现胸骨后疼痛,且疼痛逐渐沿支气管树向整个胸部蔓延,吸气时为甚;疼痛逐渐加剧,出现不可控制的咳嗽;休息时也伴有呼吸困难。在症状出现的早期阶段结束暴露,胸疼和咳嗽可在数小时内减轻。

2、体征:

肺部听诊,常没有明显的阳性体征;后期症状严重时,可以出现散在的湿罗音或支气管呼吸音。氧压越高,这些症状和体征的潜伏期越短。

3、实验室检查:

⑴ X线检查:可发现肺纹理增粗,或肺部片状阴影。

⑵ 肺活量测定:肺活量减少是肺型氧中毒最灵敏的指标。

惊厥型氧中毒

惊厥型氧中毒的表现,大体上可分为连续的四个阶段:

⑴ 潜伏期:潜伏期长短与吸入气中的氧压呈负相关,但并不呈线性。氧压增高,潜伏期缩短。

⑵ 前驱期:表现包括:① 面部肌肉抽搐,最常见,主要为面肌及口唇颤动;②植物神经症状:有出汗、流涎、恶心、呕吐、眩晕、心悸和面色苍白等;③感觉异常:可有视野缩小、幻视、幻听、幻嗅、口腔异味和肢端发麻等;④情绪异常:烦躁、忧虑或欣快等;⑤ 前驱期末期可出现极度疲劳和呼吸困难,少数情况下可能有虚脱发生。及时发现前驱症状并立即采取措施,脱离高压氧环境,对于预防氧惊厥的发生非常重要。需要注意的是,具体患者往往只出现一项或几项前驱期症状,有时甚至无明显前驱症状直接出现惊厥。

⑶ 惊厥期:前驱期后,很快出现惊厥。①癫痫大发作样全身强直或阵发性痉挛,每次持续2 min左右;②在人,发作前有时会发出一声短促的尖叫,神志丧失,有时伴有大小便失禁;③脑电图变化:出现于惊厥发生前,电压升高和频率加快,出现棘状波和梭状波(spindle-like waves)。

⑷ 昏迷期:如果在发生惊厥后仍处于高氧环境,即进入昏迷期。实验动物表现为昏迷不醒,偶尔局部有轻微抽搐,呼吸困难逐渐加重,再继续下去则呼吸微弱直至停止。人员在惊厥过后即使及时脱离高压氧环境,也有一段时间意识模糊或精神和行为障碍,一般在1~2h后即可恢复,少数可熟睡数小时。不留明显后遗症。

发病机理

目前仍未完全明了。主要有以下几个观点:

⑴ 高压氧对组织、器官的直接毒性作用。当我们找不更具体确切的损伤机理时,暂时考虑是氧的直接毒性作用。

⑵ 生物膜受损 在高压氧条件下,肺泡壁的分泌细胞(Ⅱ型细胞)内板层小体的膜受损,肺表面活性物质的合成、分泌及功能均下降,造成肺表面张力增加,导致肺不张

⑶ 有关酶受抑制 高压氧下许多酶的活性受抑制如谷氨酸脱羧酶和 Na+-K+-atp酶。

⑷ 氧自由基的作用 氧自由基是一类具有高度化学反应活性的含氧基团。正常时,机体内产生的氧自由基主要由体内的抗氧化系统清除。机体暴露于高压氧下,产生过多的氧自由基,且大大超过机体抗氧化系统清除的能力。氧自由基主要造成以下两方面的损伤:

1.生物膜脂质过氧化

2.破坏蛋白质的多肽链:酶都是蛋白质,其活性受影响。自由基学说能在分子水平上解释氧中毒的许多现象。

⑸ 神经-体液因素

⑹ 脑内的某些肽类物质的作用 如b内啡肽精氨酸加压素。

发病原因

简单地说,发病原因就是吸入了过多的氧,而高压氧暴露的压力和时程是引起氧中毒的两个主要因素。

1 潜水中呼吸高分压氧   ⑴ 使用氧气轻潜水装具潜水时,超过规定深度;

⑵ 使用空气通风式潜水装具潜水时,在水下停留时间过长;

⑶ 用氦氧装具进行较大深度潜水时,如果没有按规定配制相应氧浓度的混合气,或误将较浅处吸用的气体在深处使用。   2 加压舱内呼吸高压氧:超过规定的压力-时间限制。

影响因素

⑴ 个体差异与个体日差异:不同的个体对高浓度氧的敏感性差别很大。即使同一个体,其对氧的耐受力在不同状态下有很大波动。

⑵ CO2 :增加吸入气中CO2浓度促进氧惊厥

⑶ 劳动强度:劳动强度加大促使氧中毒的发生。

⑷ 温度:高温可降低机体对高压氧的耐受性。低温在一定程度上可增加耐受性,但若太低引起肌肉颤抖,消耗的能量增多,则耐受性也将降低。

⑸ 精神因素:情绪波动、精神紧张、睡眠不足等都能降低机体对高压氧的耐受性。

潜水时发生氧中毒的救治

⑴ 迅速离开高气压环境:出现前驱症状时立即上升出水,已惊厥时则应及时派潜水员下水救护,但要控制好上升速度(< 10 m/min),以防止肺气压伤。

⑵ 出水后救治:卸除装具,平卧休息,保持安静,注意保暖,继续观察,防突发惊厥

⑶ 抗惊厥治疗:对出现惊厥者用药,应选择对心肺功能影响较小的药物,可用4%水合氯醛50ml灌肠,2 h后皮下注射吗啡,可反复应用,每天不超过4次。也可肌肉或静脉注射0.2~0.3 g异戊巴比妥。因氧惊厥常伴有一定程度的肺脏损伤,禁用吸入性麻醉药。

加压舱内发生氧中毒的救治

⑴ 在通过面罩吸氧的舱内,迅速摘除面罩,呼吸舱内压缩空气,并按空气常规减压病

⑵ 在纯氧舱内,先用压缩空气进行通风,降低舱内氧分压,然后逐渐减压出舱。

⑶ 出现惊厥时,应注意以下几点:

① 防止跌倒摔伤或舌被咬破,必要时可适当使用止痉剂。

② 应注意患者呼吸状况,惊厥时容易发生喉头肌肉痉挛而屏气,此时不能减压,以防声门关闭造成肺气压伤。只有待节律性呼吸恢复,呼吸道通畅后,才可按规定减压。

③ 离开高压氧环境,仍有惊厥者,进行抗惊厥治疗。

对肺型氧中毒,轻者,回到正常环境后数小时即可恢复;重者,作肺部透视监测,数日可恢复。

两型氧中毒都有肺部损伤,应常规使用抗菌素治疗。

脑型氧中毒

最初出现额、眼、鼻、口唇及面颊肌肉的纤维性颤动,也可累及手的小肌肉;面色苍白、有异味感。继而可有恶心、呕吐、眩晕、汗、流涎、上腹部紧张;也可出现视力丧失、视野缩小、幻视、幻听;还会有心动过缓、心悸、气哽、指(趾)端发麻、情绪反常(忧虑、抑郁、烦躁或欣悦)。接着出现极度疲劳、嗜睡、呼吸困难等。少数情况还可能发生虚脱。

眼型氧中毒

主要表现为视网膜萎缩。早产婴儿在恒温箱内吸氧时间过长,视网膜有广泛的血管阻塞、成纤维组织浸润、晶体后纤维增生,可因而致盲。

参考资料