基于特定需求設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)易供氧器

目

錄活動(dòng)引入2活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)施3展示與交流4活動(dòng)目標(biāo)1

活動(dòng)目標(biāo)進(jìn)一步鞏固對(duì)氧氣性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的原理與裝置的認(rèn)識(shí)，了解實(shí)現(xiàn)物質(zhì)定量轉(zhuǎn)化的方法，綜合應(yīng)用多學(xué)科知識(shí)和工程技術(shù)手段解決實(shí)際問(wèn)題

活動(dòng)引入氧氣與人體健康關(guān)系密切，在特定環(huán)境下，人們需要攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、安全可靠，且成本較低的供氧器。我們能不能利用生活中的材料和相關(guān)試劑，設(shè)計(jì)和制作一個(gè)簡(jiǎn)易供氧器呢?

活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)施

任

務(wù)

1了解需求哪些人群在哪些場(chǎng)景或地域會(huì)用到供氧器呢？孕婦補(bǔ)氧——家庭制氧機(jī)病人吸氧——醫(yī)用供氧器高原吸氧——便攜式吸氧瓶相應(yīng)的供氧器應(yīng)具有怎樣的特點(diǎn)?醫(yī)用供氧器優(yōu)點(diǎn)：氧氣純度高；有醫(yī)生的指導(dǎo)，更專(zhuān)業(yè)。不足：受地方限制，不能即時(shí)吸氧；費(fèi)用較高。家庭制氧機(jī)優(yōu)點(diǎn)：便利，在家可以吸氧；制氧成本經(jīng)濟(jì)劃算。不足：需要通電，出門(mén)無(wú)法使用。便攜式吸氧瓶?jī)?yōu)點(diǎn)：隨身可攜帶；氧氣純度高。不足：成本較高；一次性使用，丟棄的瓶子造成

資源浪費(fèi)。

任

務(wù)

2獲取信息目前商業(yè)化的供氧器有哪些類(lèi)型呢？化學(xué)藥劑制氧機(jī)分子篩制氧機(jī)富氧膜制氧機(jī)電子制氧機(jī)氧立得是一款化學(xué)藥劑家用制氧機(jī)，如下是其拆解后的結(jié)構(gòu)。（1）性狀：A劑：固體氧釋放劑(白色顆粒)，采用先進(jìn)工藝生產(chǎn)，顆粒均勻，保質(zhì)期長(zhǎng)。B劑：催化劑(黑色粉末或顆粒)，采用特殊工藝生產(chǎn)，保證出氧量穩(wěn)定。（2）規(guī)格：A劑：100g/包

B劑：3g/包急救包(3包A劑，3包B劑)A劑：100g/包

B劑：9g/包（3）成分：A劑：過(guò)碳酸鈉

B劑：二氧化錳（4）氧含量：99.5%（5）作用與用途：用于各種缺氧癥狀的補(bǔ)充供氧（6）儲(chǔ)藏方法：干燥陰涼處保存氧立得的使用說(shuō)明氧立得的操作方法請(qǐng)將印有商標(biāo)的一面朝向您：把提手向前方推倒，解除上蓋的密封鎖定，打開(kāi)蓋子。向內(nèi)桶左面的過(guò)濾加濕倉(cāng)和右面的反應(yīng)倉(cāng)加清水至水位線。向內(nèi)桶右面的反應(yīng)倉(cāng)加入制氧劑，先放A劑，后放B劑。蓋好上蓋(導(dǎo)管插孔在左面)，把提手扳回正上方鎖緊。插好導(dǎo)管和鼻塞，開(kāi)始吸氧，由觀察窗看到供氧情況。氣泡消失，表示供氧完畢，打開(kāi)上蓋，取出內(nèi)桶，倒出殘液，沖洗干凈收存。

氧立得制氧機(jī)與實(shí)驗(yàn)室制取氧氣在制氧原理、收集方法、儀器裝置有

什么不同嗎？原理：結(jié)構(gòu)：2Na2CO3·3H2O22Na2CO3+3H2O22H2O22H2O+O2↑

過(guò)碳酸鈉二氧化錳實(shí)驗(yàn)室用過(guò)氧化氫溶液氧立得制氧機(jī)原理裝置/結(jié)構(gòu)2Na2CO3·3H2O22Na2CO3+3H2O22H2O22H2O+O2↑

2H2O22H2O+O2↑

氧立得與過(guò)氧化氫溶液制取氧氣的儀器的異同制氧機(jī)的部位過(guò)氧化氫溶液制氧氣的儀器1—氧氣輸出倉(cāng)2—密封蓋3—氧氣通道4—反應(yīng)倉(cāng)5—加濕過(guò)濾倉(cāng)導(dǎo)管口橡皮塞導(dǎo)管試管水槽總結(jié)供氧器的工作原理和組成特點(diǎn)反應(yīng)倉(cāng)使反應(yīng)液與催化劑接觸，產(chǎn)生氧氣加濕過(guò)濾倉(cāng)導(dǎo)氣管對(duì)產(chǎn)生的氧氣進(jìn)行洗滌和加濕，更有利于人體呼吸輸送氧氣

任

務(wù)

3設(shè)計(jì)制作如何設(shè)計(jì)一款簡(jiǎn)易的制氧機(jī)呢？類(lèi)比實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的思路，小組討論制作簡(jiǎn)易制氧機(jī)的思路？發(fā)生裝置：試劑狀態(tài)、反應(yīng)條件確定反應(yīng)原理選擇發(fā)生裝置過(guò)氧化氫分解制取氧氣選擇收集裝置收集裝置：氣體的性質(zhì)：密度、是否溶于水，是否與水反應(yīng)等基于需求確定制備原理選擇反應(yīng)裝置確定吸氧設(shè)備你會(huì)選擇哪一種原理制作制氧機(jī)呢？小組討論選擇制氧原理時(shí)需考慮哪些因素呢？需考慮哪些因素：適用的場(chǎng)景、原料來(lái)源、安全、環(huán)保、操作是否方便等等。過(guò)碳酸鈉……分離液態(tài)空氣電解水過(guò)氧化氫溶液分解O2加熱高錳酸鉀實(shí)際供氧量氧立得說(shuō)明書(shū)使用建議:除了上述因素外，還需考慮哪些什么呢？通用情況A劑+B劑用水量供氧量/分鐘時(shí)間備注日常保健1A+1B約600毫升冬季少加100毫升夏季多加100毫升≥350mL≥15分鐘水溫高低會(huì)影響供氧時(shí)間，但總出氧量不會(huì)減少一般缺氧2A+1B≥500mL≥25分鐘急救3A+2B≥1200mL≥15分鐘標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氧氣的密度為1.43g/L，如果要供給正常健康人連續(xù)吸氧10分鐘，制氧的氣流量約為350mL/min，產(chǎn)生的氧氣純度約為99.5%，大約需要過(guò)氧化氫多少克?如何定量確定制氧劑呢？解：產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量=設(shè)大約需要過(guò)氧化氫的質(zhì)量為x。2H2O22H2O+O2↑

325g68xx=10.6g答：大約需要過(guò)氧化氫的質(zhì)量為10.6g。相對(duì)原子質(zhì)量H1

O16

解：產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量=1.43g/L×10min×0.35L/min×99.5%

≈5g

動(dòng)手實(shí)踐：1.

根據(jù)使用要求和已有條件，選擇合適的制氧原理，設(shè)計(jì)供氧器的組成和結(jié)構(gòu)，繪制設(shè)計(jì)圖，通過(guò)計(jì)