氧-16

氧-16

氧元素同位素重含量最多的一種。

元素信息

基本信息

氧-16氧-16

名稱:氧-16

【序數】8

【符號】O

【舊稱】氱

【原子量】15.9994

【晶體結構】簡單立方晶胞

【聲音在其中的傳播速率】330m/s

【原子體積】14.0(立方厘米/摩爾)

【質子數】8

【中子數】8

【核外電子數】8

【相對原子質量】16

元素在太陽中的含量】9000ppm

【地殼中含量】474000(ppm)

化合價】通常顯-2價 

化學鍵能

(kJ/mol)146O-O498O=O200O-N360O-C743O=C電離能(kJ/mol)M-M+1313.9M+-M2+3388.2M2+-M3+5300.3M3+-M4+7469.1M4+-M5+10989.3M5+-M6+13326.2M6+-M7+71333.3M7+-M8+84076.3

晶胞參數

a=540.3pmb=342.9pmc=508.6pmα=90°β=132.530°γ=90°

熱導率:W/(m·K)26.58

元素類型:非金屬

起源

氧-16是由英國化學家約瑟夫·普利斯特里與瑞典藥劑師及化學家舍勒於1774年分別發現。但是普利斯特里卻支持燃素學說。

另有說法認為氧氣首先由中國人馬和首先發現。

1777年,法國化學家拉瓦錫提出燃燒的氧化學說,指出物質只能在含氧的空氣中進行燃燒,燃燒物重量的增加與空氣中失去的氧相等,從而推翻了全部的燃素說,並正式確立質量守恆定律。從嚴格意義上講,發現氧元素的為瑞典化學家舍勒,而確定氧元素化學性質的為法國化學家拉瓦錫。

用途

氧-16被大量用於熔煉、精煉、焊接、切割和表面處理等冶金過程中;液體氧是一種製冷劑,也是高能燃料氧化劑。它和鋸屑、煤粉的混合物叫液氧炸藥,是一種比較好的爆炸材料,氧-16與水蒸氣相混,可用來代替空氣吹入煤氣氣化爐內,能得到較高熱值的煤氣。液體氧也可作火箭推進劑;氧-16氣是許多生物過程的基本成分,因此氧也就成了擔負空間任何任務是需要大量裝載的必需品之一。醫療上用氧氣療法,醫治肺炎、煤氣中毒等缺氧症。石料和玻璃產品的開採、生產和創造均需要大量的氧。

檢查

酸鹼度

取甲基紅指示液與溴麝香草酚藍指示液各0.3ml,加水400ml,煮沸5分鐘,放冷,分取各100ml,置甲、乙、丙3支比色管中,乙管中加鹽酸滴定液(0.01mol/L)0.20ml,丙管中加鹽酸液(0.01mol/L)0.40ml;再在乙管中通本品2000ml(速度為每小時4000ml),乙管顯出的顏色不得較丙管的紅色或甲管的綠色更深。一氧化碳取甲、乙2支比色管,分別加微溫的氨制硝酸銀試液25ml,甲管中通本品1000ml(速度為每小時4000ml)後,與乙管比較,應同樣澄清無色。

二氧化碳

取甲、乙2支比色管,分別加5%氫氧化鋇溶液100ml,乙管中加0.04%碳酸氫鈉溶液1.0ml,甲管中通本品1000ml(速度為每小時4000ml)後,所顯渾濁與乙管比較,不得更濃(0.01%)。

其他氣態氧化物質

取新制的碘化鉀澱粉溶液(取碘化鉀0.5g,加澱粉指示液100ml溶解,即得)100ml,置比色管中,加醋酸1滴,通本品2000ml(速度為每小時4000ml)後,溶液應無色。

影響

“氧中毒”一般發生在長期吸氧的病人中。儘管適當吸氧能提高人體細胞新陳代謝能力、增強人體免疫力,但長期吸入高濃度氧氣也會發生肺泡表面活性物質減少,引發肺泡內滲液,出現肺水腫,出現頭昏、面色蒼白、心跳加快等諸多問題。更為嚴重的是,氧中毒當時不容易被覺察,往往在2-3天后才會發生臨床症狀,此時再進行搶救往往容易貽誤時間。一些家庭用氧者往往不注意吸入氧氣的濃度和時間,認為氧濃度越高越好,吸氧的時間越長越好。這就增大了氧中毒的危險性。

肺型氧中毒

1、症狀:類似支氣管肺炎。其表現及通常的發展過程為:最初為類似上呼吸道感染引起的氣管刺激症狀,如胸骨後不適(刺激或燒灼感)伴輕度乾咳,並緩慢加重;然後出現胸骨後疼痛,且疼痛逐漸沿支氣管樹向整個胸部蔓延,吸氣時為甚;疼痛逐漸加劇,出現不可控制的咳嗽;休息時也伴有呼吸困難。在症狀出現的早期階段結束暴露,胸疼和咳嗽可在數小時內減輕。

2、體徵:

肺部聽診,常沒有明顯的陽性體徵;後期症狀嚴重時,可以出現散在的濕羅音或支氣管呼吸音。氧壓越高,這些症狀和體徵的潛伏期越短。

3、實驗室檢查:

⑴X線檢查:可發現肺紋理增粗,或肺部片狀陰影。

⑵肺活量測定:肺活量減少是肺型氧中毒最靈敏的指標。

驚厥型氧中毒

驚厥型氧中毒的表現,大體上可分為連續的四個階段:

⑴潛伏期:潛伏期長短與吸入氣中的氧壓呈負相關,但並不呈線性。氧壓增高,潛伏期縮短。

⑵前驅期:表現包括:①面部肌肉抽搐,最常見,主要為面肌及口唇顫動;②植物神經症狀:有出汗、流涎、噁心、嘔吐、眩暈、心悸和面色蒼白等;③感覺異常:可有視野縮小、幻視、幻聽、幻嗅、口腔異味和肢端發麻等;④情緒異常:煩躁、憂慮或欣快等;⑤前驅期末期可出現極度疲勞和呼吸困難,少數情況下可能有虛脫髮生。及時發現前驅症狀並立即採取措施,脫離高壓氧環境,對於預防氧驚厥的發生非常重要。需要注意的是,具體患者往往只出現一項或幾項前驅期症狀,有時甚至無明顯前驅症狀直接出現驚厥。

⑶驚厥期:前驅期後,很快出現驚厥。①癲癇大發作樣全身強直或陣發性痙攣,每次持續2min左右;②在人,發作前有時會發出一聲短促的尖叫,神志喪失,有時伴有大小便失禁;③腦電圖變化:出現於驚厥發生前,電壓升高和頻率加快,出現棘狀波和梭狀波(spindle-likewaves)。

⑷昏迷期:如果在發生驚厥後仍處於高氧環境,即進入昏迷期。實驗動物表現為昏迷不醒,偶爾局部有輕微抽搐,呼吸困難逐漸加重,再繼續下去則呼吸微弱直至停止。人員在驚厥過後即使及時脫離高壓氧環境,也有一段時間意識模糊或精神和行為障礙,一般在1~2h後即可恢復,少數可熟睡數小時。不留明顯後遺症。

發病機理

目前仍未完全明了。主要有以下幾個觀點:

⑴高壓氧對組織、器官的直接毒性作用。當我們找不更具體確切的損傷機理時,暫時考慮是氧的直接毒性作用。

⑵生物膜受損 在高壓氧條件下,肺泡壁的分泌細胞(Ⅱ型細胞)內板層小體的膜受損,肺表面活性物質的合成、分泌及功能均下降,造成肺表面張力增加,導致肺不張。

⑶有關酶受抑制 高壓氧下許多酶的活性受抑制如谷氨酸脫羧酶和Na+-K+-ATP酶。

⑷氧自由基的作用 氧自由基是一類具有高度化學反應活性的含氧基團。正常時,機體內產生的氧自由基主要由體內的抗氧化系統清除。機體暴露於高壓氧下,產生過多的氧自由基,且大大超過機體抗氧化系統清除的能力。氧自由基主要造成以下兩方面的損傷:

1.生物膜脂質過氧化;

2.破壞蛋白質的多肽鏈:酶都是蛋白質,其活性受影響。自由基學說能在分子水平上解釋氧中毒的許多現象。

⑸神經-體液因素 

⑹腦內的某些肽類物質的作用如b內啡肽和精氨酸加壓素

發病原因

簡單地說,發病原因就是吸入了過多的氧,而高壓氧暴露的壓力和時程是引起氧中毒的兩個主要因素。

1潛水中呼吸高分壓氧⑴使用氧氣輕潛水裝具潛水時,超過規定深度;

⑵使用空氣通風式潛水裝具潛水時,在水下停留時間過長;

⑶用氦氧裝具進行較大深度潛水時,如果沒有按規定配製相應氧濃度的混合氣,或誤將較淺處吸用的氣體在深處使用。2加壓艙內呼吸高壓氧:超過規定的壓力-時間限制。

影響因素

⑴個體差異與個體日差異:不同的個體對高濃度氧的敏感性差別很大。即使同一個體,其對氧的耐受力在不同狀態下有很大波動。 

⑵CO2:增加吸入氣中CO2濃度促進氧驚厥。

⑶勞動強度:勞動強度加大促使氧中毒的發生。

⑷溫度:高溫可降低機體對高壓氧的耐受性。低溫在一定程度上可增加耐受性,但若太低引起肌肉顫抖,消耗的能量增多,則耐受性也將降低。

⑸精神因素:情緒波動、精神緊張、睡眠不足等都能降低機體對高壓氧的耐受性。

潛水時發生氧中毒的救治

⑴迅速離開高氣壓環境:出現前驅症狀時立即上升出水,已驚厥時則應及時派潛水員下水救護,但要控制好上升速度(<10m/min),以防止肺氣壓傷。

⑵出水後救治:卸除裝具,平臥休息,保持安靜,注意保暖,繼續觀察,防突發驚厥。

⑶抗驚厥治療:對出現驚厥者用藥,應選擇對心肺功能影響較小的藥物,可用4%水合氯醛50ml灌腸,2h後皮下注射嗎啡,可反覆套用,每天不超過4次。也可肌肉或靜脈注射0.2~0.3g異戊巴比妥。因氧驚厥常伴有一定程度的肺臟損傷,禁用吸入性麻醉藥。

加壓艙內發生氧中毒的救治

⑴在通過面罩吸氧的艙內,迅速摘除面罩,呼吸艙內壓縮空氣,並按空氣常規減壓。

⑵在純氧艙內,先用壓縮空氣進行通風,降低艙內氧分壓,然後逐漸減壓出艙。

⑶出現驚厥時,應注意以下幾點:

①防止跌倒摔傷或舌被咬破,必要時可適當使用止痙劑。

②應注意患者呼吸狀況,驚厥時容易發生喉頭痙攣而屏氣,此時不能減壓,以防聲門關閉造成肺氣壓傷。只有待節律性呼吸恢復,呼吸道通暢後,才可按規定減壓。

③離開高壓氧環境,仍有驚厥者,進行抗驚厥治療。

對肺型氧中毒,輕者,回到正常環境後數小時即可恢復;重者,作肺部透視監測,數日可恢復。

兩型氧中毒都有肺部損傷,應常規使用抗菌素治療。

腦型氧中毒

最初出現額、眼、鼻、口唇及面頰肌肉的纖維性顫動,也可累及手的小肌肉;面色蒼白、有異味感。繼而可有噁心、嘔吐、眩暈、汗、流涎、上腹部緊張;也可出現視力喪失、視野縮小、幻視、幻聽;還會有心動過緩、心悸、氣哽、指(趾)端發麻、情緒反常(憂慮、抑鬱、煩躁或欣悅)。接著出現極度疲勞、嗜睡、呼吸困難等。少數情況還可能發生虛脫。

眼型氧中毒

主要表現為視網膜萎縮。早產嬰兒在恆溫箱內吸氧時間過長,視網膜有廣泛的血管阻塞、成纖維組織浸潤、晶體後纖維增生,可因而致盲。

生活中的同位素

日本核泄漏使核同位素闖進了人們的視野,就如同看不見的殺手環繞在人們的身邊。

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