关于自制应急制氧机的设计和思路
初代应急制氧机
↑初代应急制氧机模型↑
这是根据教科书
常温制氧装置
和
洗气装置
加以改造后所制作的模型，它的优点有：
⒈
原材料成本低
：材料仅需
两根吸管
和
两个塑料瓶
（贯彻
绿色化学
的理念）； ⒉
制作难度低
：两
瓶盖中央
打一孔，一
瓶身中下处
再打一孔，最后用
塑料吸管
拼接和
热熔胶
封口即可； ⒊
反应物种类少
、
反应条件简单
：使用二氧化锰催化
过氧化氢溶液
（固液不加热） （反应方程式：2H₂O₂₌₌MnO₂₌₌2H₂O+O₂↑） ⒋
反应速率适中
：使用
100g6%
过氧化氢溶液
时，产气速率稳定且产气体积大『100g6%过氧化氢溶液的配置：20g30%
过氧化氢溶液
+80g
水』
（配置原理：m浓 · ω 浓=m稀 · ω 稀） ⒌
操作简便
：❶向左洗气瓶中加入适量
纯净水
没过瓶身吸管处，以保证能进行洗气作用； （洗气目的：①湿润
氧气
，防止干燥的
氧气
造成
鼻腔黏膜干燥；②控制最终出气速率，减少产气的气流波动；③防止人体吸入被气流带动的二氧化锰粉末对人体造成损害） ❷向右反应仓加入0.5g二氧化锰粉末，再加入配置好的100g6%
过氧化氢溶液
，旋紧盖子，待
洗气管口
有连续、均匀气泡冒出时，在
出气管口
接上吸氧管即可使用（多次实验测试证明能正常使用十二分钟左右） 6.
产物无污染
：生成
水
，滤去二氧化锰后即可排放。 补充说明：
由于设计初衷为应急使用，所以二氧化锰的回收是后话了。毕竟真到应急使用时，谁还在乎二氧化锰的回收。
反应物
的缺点也很麻烦，
过氧化氢溶液
常温下易分解，等到某一天使用时，大概率分解成
水
了。 为防止反应物变质，以达到长期存放的目的，所以改为采用二氧化锰催化
过碳酸钠
（2Na₂CO₃·3H₂O₂），但大量固体药品不易加入矿泉水瓶（瓶口较细，如果是脉动瓶就当我没说），所以在此基础上更新为二代制氧机。
二代应急制氧机
↑二代制氧机设计图↑（画渣）
↑二代制氧机模型↑
二代制氧机和初代制氧机最明显的区别就是
体积方面
。虽然体积减小了近一半，
但其
功能
、
部件
方面和
初代制氧机没啥区别，都由
反应装置
和
洗气装置
组成，制氧的速率并没有被影响。 另外，由于二代制氧机的反应仓改为
广口塑料瓶
，添加药物会更方便。洗气管也由初代的
外接式
变为
内嵌式
，避免了洗气管暴露在外造成弯折而导致漏气；洗气管延伸到洗气瓶瓶底，也减少了洗气装置内水的需求，进一步减轻制氧机重量。 正因此，它的一个缺点也体现了出来：由于洗气管长度减少至原来三分之一，
进气端
和
反应仓的
液面十分接近，反应时产生的
水雾
会沿洗气管被带入洗气装置。 反应速率慢时，水雾会被洗气装置内的水吸收，影响就不大；但反应速率快时，产生
水雾
更多了，洗气速率跟不上，
水雾
无法被完全吸收，残留水雾就会在出气管口冒出。但原来初代制氧机的长洗气管起到了
冷凝管
的作用，出气口仍有
水雾
的情况相对会少。
↑出气口有冒出的
水雾↑
采用二氧化锰催化
过碳酸钠
制氧也遇到了一个问题。反应放热较为明显，容易使得塑料瓶软化（热塑性塑料），但反应放热是固有属性，为防止反应仓因放热而变形（惨痛教训），所以应适量增加水的质量。 原因很简单，一方面是因为水的
比热容大
，吸收相同的热量时升温慢，另一方面
增加了
溶剂质量
，相当于增加了过碳酸钠溶解的质量，在二氧化锰的催化下产生氧气更快更多。 为了找出合适的配比，所以进行了「
水
质量、
过碳酸钠
质量和二氧化锰质量对气体产生速率和时间的影响」的对照实验
↑
过碳酸钠
、
水
、二氧化锰质量对产生气体速率和时间的影响↑
如图表可见，要保证产生氧气体积充足，使用制氧机时应采用50克
过碳酸钠
和200ml水
； 向反应仓中加入一克二氧化锰时，产气速率
快
，产气量
大
，持续时间
短
，适用于
应急吸氧
； 向反应仓中加入0.5克二氧化锰时，产气速率
适中
，产气量
大
，持续时间
较长
，适用于
正常吸氧
。
