液態氧（羧基液體丁腈橡膠氧，O?，簡稱LOX)是一種天藍色透明而易流動的液體，是液態的氧氣，也被叫做液氧，沸點為-183℃，三相點是-218.789℃，壓力為0.150kPa，相對分子質量為32.00，密度為1.14g·cm?3(在沸點-182.962℃和760毫米汞柱時）；液態氧在-227℃可以固化成固氧，為淡青色六角形晶體。液態氧儲存在耐壓鋼瓶中，液態氧可以制作液氧炸藥和高能助燃劑等。液態氧的化學穩定性好，對撞擊不敏感，也不會自然分解。液態氧具有順磁性和很高的膨脹比，總膨脹比高達860:1。航天事業中，液態氧可與煤油、氫、乙醇等組合，用作火箭和飛船的發動機燃料；醫藥行業中，液態氧可用于加壓艙的供氧劑、冷凍治療的冷源；水產漁業中，液態氧可用于水質改善、水體增氧；還可用于氣焊、炸藥、分析儀磁性等。
歷史
1877年，法國的物理學家路易·保羅·凱萊特和瑞士拉烏爾·皮克泰先后成功將氧氣液化；在1883年的時候齊格蒙特·弗羅布萊夫斯基和卡羅爾·奧爾謝夫斯基制造出少量穩定狀態下的液態氧。
1899年液氧炸藥在打通意大利和瑞士的新普隆隧道第一次被大量的使用，1904年英國的捷姆斯·憲愛爾以金屬容器運輸液態氧的專利權；1912年德國的巴里杜斯和科瓦契對液態氧進行看實際應用的研究。6年后德國空軍首先將液氧用于航空。由于它有所占空間小、重量輕優點，后來被西方國家廣泛采用。1919年后的數年里，美國的物理學教授羅伯特·哥達德進行了多次實驗，最后研制出可使用汽油和液態氧的火箭。1929年，德國的瓦利亞制造出了一種用乙醇和液態氧作燃料的汽車。1944年，德國研制出采用酒精和液氧做推進劑的V-2火箭。
20世紀80年代末，為了在航天動力技術領域實現新的突破，中國開始論證新一代運載火箭發動機，開展了液氧烴發動機的研究與論證。90年代，進行了液氧煤油發動機的關鍵技術攻關。2000年時獲得了分級燃燒循環液氧煤油發動機獲準立項。直至2021年已有56臺次的YF-100液氧煤油高壓補燃發動機參與了“長征五號”運載火箭的7次發射任務。
理化性質
物理性質
液態氧是物理形態為液體的氧氣，分子式為O?，沸點為-182.962℃，三相點是-218.789℃，壓力為0.150kPa，在沸點時的密度為1.14g·cm?3、黏度為0.19×10?3Pa·s，每一立方米的液態氧的重量是1140.5kg，高純度的液態氧是一種淺藍色的透明液體，在常溫下處于沸騰狀態，在不保溫的管路、容器內存裝液氧，空氣中的水分會在容器外表面上結霜。由于液態氧的低溫特性，它會使其接觸的物質變得非常脆，包括普通碳鋼、鑄鐵等。
液態氧具有很高的膨脹比，液態氧的總膨脹比高達860:1，這一特性使其在工業生產和軍事方面被廣泛應用，環境溫度高時氣態體積會相應地更大。
液態氧具有強順磁性，不導電，但能積存摩擦產生的電荷。在保持低溫條件下，液氧能夠將多數普通溶劑固化，液態氧與液氮、液態甲烷能完全互溶，輕餾分的烴類也能在液態氧中溶解。
化學性質
液態氧是強氧化劑，它能強烈地助燃：液氧與脂肪、凡士林、酒精、潤滑油等接觸時，會發生激烈的氧化作用。有機物在液氧中劇烈燃燒，一些物質若被長時間浸入液氧可能會發生爆炸，包括瀝青。
制備方法
液態氧地制備方法主要采用深度冷凍法。在深度冷凍制冷工藝中，由于空氣的液化和精餾都是在很低溫度下進行的，通常要將空氣冷卻到-170℃以下，所以叫“深度冷凍法”。深度冷凍法地主要工藝流程是：
吸入塔將空氣吸入后，經過濾器除去空氣中的機械雜質，并由空氣壓縮機加壓，然后經預冷器冷卻，接著分兩路前進，一路進入膨脹機，另一路進入冷卻器與返流氣進行熱交換，并和膨脹后的空氣匯合進入下塔底部。接著液態空氣經節流閥進入上塔精餾（利用氧和氮的沸點不同實現分離），在塔底部獲得純度為99.5%的液氧，經過過冷器，排入貯液器。
應用領域
醫藥行業
液態氧被應用在醫院的加壓艙的供氧系統中。即氧氣由儲存在低溫液態氧儲槽中的液氧經汽化后供給。液態氧還可以作為冷源來冷凍治療耳鼻喉科疾病，如慢性鼻炎，過敏性鼻炎、慢性顆粒性咽炎等。醫用液態氧的技術原理與工業制法相同，一般經過空氣過濾、壓縮、預冷、純化、增壓、膨脹、精餾、產品儲存等基本過程；但要求更高，其質量必須符合《中華人民共和國藥典》規定要求，且生產廠家必須獲得藥品生產許可證和批準文號，生產全過程必須按照《中華人民共和國藥品管理法》的有關要求嚴格管理。
水產漁業
液態氧可以運用在水產中起到增氧的能力，可以有效地降低養殖風險，提高養殖成功率，液態氧在水產養殖中還可以改善水質，提高產品品質、養殖密度和餌料利用率等作用液態氧還運用在苗種和活體的運輸中。
航天事業
在航天工業中，液態氧是一種重要的氧化劑，通常與液氫或煤油（二者作為還原劑）搭配使用。采用液態氧的導彈和空間運載火箭有：①與煤油組合使用的有“長征五號”（CZ-5）運載火箭助推模塊；②與氫組合使用的有航天飛機和“半人馬座”運載火箭；③與酒精組合使用的有德國V-2和“紅石”動力裝置；④與噴氣燃料組合使用的“宇宙神”“雷神”“丘比特”“大力神”Ⅰ和“土星”導彈的運載火箭主發動機。相對于另一種常見的推進劑組合四氧化二氮-偏二甲肼，液氧的幾種搭配形式清潔環保（肼類物質有劇毒）。早期的洲際彈道導彈也曾采用液氧，但這種配置很快被放棄了，因為液氧難于貯存，必須在發射前注入導彈燃料箱。這導致導彈的反應速度降低，并容易被敵方發現。美國采用了固體火箭發動機來代替使用液氧的液體發動機，而蘇聯則在其液體導彈中使用了有毒但可貯存的肼類燃料。
其他應用
液態氧還可以代替傳統瓶裝氧氣運用到氣焊中，可以防止冬季廠房內溫度低于零度而使瓶閥凍結，不能供氣或減壓器凍結造成高壓白流，引起氧氣膠帶爆裂或膠帶抽人事故發生。還可以用液態氧來制備液氧炸藥,如浸泡過液氧的棉花、煤粉、木炭等多孔物質，可用于制作炸藥。由于液態氧在常溫下揮發很快，這種炸藥的壽命很短，一般為15～20分鐘。因此，必須在使用前臨時浸制。二次大戰前，由于硝酸鹽短缺，這種炸藥曾被廣泛使用。在露天爆破中可以采用液氧炸藥，但這種做法正逐漸被淘汰，因為液氧炸藥存在相當的危險性，容易引發事故。
液態氧具有很強的順磁性，當把液態氧或液態空氣放入強磁場中的杜瓦瓶內時，磁場的熱效應可使液態氧汽化，還可以利用液態氧的順磁性來制作氧的磁性分析儀。
物性測定
布里淵散射法
布里淵散射法是檢測液態氧的聲學模的頻率，可以得到液態氧的音速、彈性系數、折射率、絕熱體模量、極化率和狀態方程等。路易·布里淵散射法是晶體的聲學聲子和磁振子(自旋波)引起的非彈性光散射，作為一種實用的研究手段，布里淵散射可以研究氣體、液體和固體中的聲學振動。該方法是用光作為探針來測量液態氧的聲子、自旋波等多種元激發。
安全事宜
毒性
液態氧具有毒性。機體攝入過多氧氣會發生氧中毒，常壓下，當氧的濃度超過40%時，有可能發生氧中毒，人吸入40%~60%氧濃度的混合氣體時，會出現胸骨后不適感、輕咳，繼而產生胸悶、胸骨后燒灼感和呼吸困難，咳嗽加劇：嚴重時會發生肺水腫，甚至出現呼吸窘迫綜合征。吸入氧氣濃度達到80%以上時，會出現面部肌肉抽動、面色蒼白、眩暈、心動過速、虛脫等癥狀，繼而全身強直性抽搐、昏迷、呼吸衰竭甚至死亡。長期處于氧分壓60~100 kPa（相當于氧濃度40%）的條件下，可導致眼部損傷，嚴重者甚至可以導致失明。
危險性
火災危險性
液態氧本身不可燃，但具有強烈的助燃性，火災危險性為乙類。液態氧與一般燃料接觸時不會發生自燃，但如果與液態燃料相遇，液態氧會冷卻并凝固液態燃料發生燃燒。然后在加壓的情況下常常轉為爆炸。
液態氧和燃料會根據不同的混合比例和點火情況發生兩種類型的燃燒反應：第一種是燃料和液態氧在混合時沒有發生著火，這種混合物當點火或受到機械撞擊時能發生爆轟；另一種是液態氧與燃料在互相接觸之前或接觸時燃燒已經開始，著火或燃燒并伴隨有反復的爆炸。燃燒反應的強度取決于燃料的性能。
爆炸危險性
液態氧在和所有可燃物質（包括氣體、液體、固體物質）混合后在靜電、機械撞擊、電火花和其它類似的作用等情況后會發生爆炸，特別是當混合物被凝固時經常能發生爆炸，所以其混合物具有爆炸危險性。
液態氧的高濃度在封閉的空間汽化后會通過靜電、電火花或火源發生氣態氧和燃料蒸汽混合物的爆炸。當液氧積存在封閉系統中，而又不能保溫，則可能發生壓力破壞，當溫度升高到-118.4℃而又不增加壓力，則液氧不能維持液體狀態，若泄壓不及時，也會導致物理爆炸。液氧積存在兩個閥門之間，可導致管路的猛烈破壞。如果氧氣不泄出或壓力不適當排除，當冷凍失效時，將導致貯箱的破壞，真空夾套貯箱中的真空失效。如果系統不能受額外負載，則會引起蒸發加速和排空系統破壞。
人員凍傷
由于液態氧的沸點在-183℃，因此當液氧發生“跑、冒、滴、漏”事故時，一旦液氧噴濺到人的皮膚上，將會引起嚴重的凍傷事故。
儲存條件
液態氧儲存在耐壓鋼瓶中。液態氧用杜瓦瓶或槽式卡車貯運，放置容器時必須防破損，與可燃物隔絕，避免受熱。
參考資料 >
Oxygen | O2 - PubChem.PubChem.2023-05-06
Louis Paul Cailletet: The liquefaction of oxygen and the emergence of low-temperature research.PubMed Central.2023-05-06