Γνωρίζουμε ότι το οξυγόνο είναι ένα αέριο που χρειαζόμαστε για να αναπνέουμε και ότι είναι μία από τις προϋποθέσεις για να αναπτυχθεί η ζωή όπως την ξέρουμε. ο ιδιότητες του οξυγόνου Είναι πολλαπλά περιττά για εμάς. Ωστόσο, πολλοί άνθρωποι τα αγνοούν.
Επομένως, θα αφιερώσουμε αυτό το άρθρο για να σας πούμε ποιες είναι οι κύριες ιδιότητες του οξυγόνου, τα χαρακτηριστικά του και πολλά άλλα.
Τι είναι το οξυγόνο
Το οξυγόνο είναι ένα χημικό στοιχείο που ταξινομείται ως μη μεταλλικό. Συνήθως βρίσκεται σε αέρια κατάσταση και είναι άφθονο στην ατμόσφαιρα της Γης. Στην πραγματικότητα, Αποτελεί περίπου το 20,8% του τρέχοντος όγκου της ατμόσφαιρας στη μοριακή της μορφή, O2. Στο σύμπαν είναι το τρίτο πιο άφθονο στοιχείο, μετά το υδρογόνο και το ήλιο. Το οξυγόνο είναι ένα κρίσιμο συστατικό για τη ζωή όπως το καταλαβαίνουμε, και είναι ιδιαίτερα σημαντικό για το σχηματισμό μορίων νερού, H2O, όταν συνδυάζεται με υδρογόνο.
Λόγω της εξαιρετικά αντιδραστικής φύσης του, το οξυγόνο (Ο) σπάνια βρίσκεται στη στοιχειακή του μορφή. Αντίθετα, συνήθως ενώνεται με άλλα άτομα οξυγόνου για να σχηματίσει μόρια ή αντιδρά με άλλα στοιχεία για να σχηματίσει χημικές ενώσεις.
Κανονικά, το μόριο οξυγόνου βρίσκεται στη διατομική κατάσταση (O2) υπό τυπική πίεση και θερμοκρασία δωματίου. Ωστόσο, Υπό ορισμένες περιβαλλοντικές συνθήκες, μπορεί να υπάρχει ως τριατομικό μόριο (όζον Ο3). Για παράδειγμα, το μόριο του όζοντος στη στρατόσφαιρα δημιουργείται από τη διάσπαση του Ο2 από το υπεριώδες φως. Από την άλλη πλευρά, το όζον στην τροπόσφαιρα παράγεται ως αποτέλεσμα φωτοχημικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ οξειδίων του αζώτου και πτητικών οργανικών ενώσεων.
Λόγω της υψηλής αντιδραστικότητάς του, άτομα αυτού του συγκεκριμένου στοιχείου μπορούν να βρεθούν σε ένα ευρύ φάσμα οργανικών και ανόργανων ενώσεων σε όλο τον πλανήτη, που υπάρχουν σε διάφορες καταστάσεις ύλης. Ως αποτέλεσμα, είναι ένα εξαιρετικά συχνό στοιχείο τόσο στον κόσμο όσο και στο σύμπαν.
Ιδιότητες του οξυγόνου
Αυτές είναι οι πιο γνωστές και χρήσιμες ιδιότητες του οξυγόνου:
- Χημικό σύμβολο και ατομικός αριθμός: Το οξυγόνο αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο «Ο» στον περιοδικό πίνακα και έχει ατομικό αριθμό 8, δηλαδή έχει 8 πρωτόνια στον πυρήνα του.
- Φυσική κατάσταση: Σε θερμοκρασία δωματίου, το οξυγόνο βρίσκεται σε αέρια κατάσταση, σχηματίζοντας το μόριο Ο2. Αυτή είναι η πιο κοινή μορφή οξυγόνου στην ατμόσφαιρα της Γης.
- Άχρωμο, άοσμο και άγευστο: Το οξυγόνο είναι ένα άχρωμο, άοσμο και άγευστο αέριο, που σημαίνει ότι δεν μπορούμε να το εντοπίσουμε μέσω των αισθήσεών μας.
- Αντιδραστικότητα: Το οξυγόνο είναι εξαιρετικά αντιδραστικό. Μπορεί να αντιδράσει με μια μεγάλη ποικιλία ουσιών και αυτή η ιδιότητα είναι απαραίτητη στις διαδικασίες καύσης και στην αναπνοή των ζωντανών οργανισμών.
- Υποστήριξη ζωής: Το οξυγόνο είναι απαραίτητο για την αερόβια αναπνοή των περισσότερων ζωντανών όντων, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Σε αυτή τη διαδικασία, το οξυγόνο χρησιμοποιείται από τα κύτταρα για την παραγωγή ενέργειας.
- Καύση: Το οξυγόνο είναι απαραίτητο για την καύση. Όταν συνδυάζεται με εύφλεκτες ουσίες, όπως ο άνθρακας σε μια διαδικασία οξείδωσης, παράγει θερμότητα και φως. Αυτό είναι απαραίτητο στη βιομηχανία και στην κουζίνα, για παράδειγμα.
- Διαλυτότητα: Το οξυγόνο είναι διαλυτό στο νερό, γεγονός που επιτρέπει σε υδρόβιους οργανισμούς, όπως τα ψάρια, να το λαμβάνουν από το νερό για αναπνοή.
- Πυκνότητα: Το οξυγόνο είναι πιο πυκνό από τον αέρα, που σημαίνει ότι τείνει να συσσωρεύεται στο κάτω μέρος των κλειστών χώρων. Αυτή η ιδιότητα έχει επιπτώσεις στην ασφάλεια σε βιομηχανικά περιβάλλοντα.
- Βιομηχανικές εφαρμογές: Το οξυγόνο χρησιμοποιείται σε διάφορες βιομηχανικές εφαρμογές, όπως η συγκόλληση και κοπή μετάλλων, η παραγωγή χάλυβα και γυαλιού και η χημική κατασκευή.
- Περιβαλλοντικές επιπτώσεις: Το οξυγόνο είναι απαραίτητο σε φυσικές διεργασίες, όπως η οξείδωση της οργανικής ύλης σε αποσύνθεση και ο σχηματισμός στοιβάδων του όζοντος στη στρατόσφαιρα, που προστατεύουν τη Γη από την υπεριώδη ακτινοβολία.
Προέλευση και ανακάλυψη
Αν και ορισμένες ιδιότητες του οξυγόνου αναγνωρίστηκαν από την αρχαιότητα μέσω της μελέτης του αέρα, μόλις το 1772 Ο Carl Wilhelm Scheele, ένας Σουηδός φαρμακοποιός, ανακάλυψε το οξυγόνο ως στοιχείο. Κατά τη διάρκεια ενός πειράματος που καίει οξείδιο του υδραργύρου, παρατήρησε την απελευθέρωση «αέρα από τη φωτιά».
Την ίδια περίοδο, υπήρχαν και άλλοι επιστήμονες που έκαναν επίσης μια ανακάλυψη παρόμοια με αυτή του Τζόζεφ Πρίσλεϊ, ενός Βρετανού κληρικού. Έκαναν συγκρίσιμα πειράματα και του έδωσαν το όνομα «αποφλογιστικός αέρας».
Μετά τις αρχικές του δραστηριότητες, ο Antoine de Lavoisier αφιέρωσε τις σπουδές του στην ανάλυση της οξείδωσης και της καύσης. Κατέρριψε την προηγούμενη πεποίθηση για την ύπαρξη του «phlogiston», μιας υποτιθέμενης ουσίας που βρίσκεται σε όλα τα καύσιμα. Αντι αυτου, υπέθεσε την ύπαρξη ενός νέου χημικού στοιχείου: το οξυγόνο.
Ο John Dalton δημιούργησε την ατομική του θεωρία το 1808. Αυτή η θεωρία υποστήριζε ότι κάθε χημικό στοιχείο αποτελούνταν από ένα μόνο άτομο και ότι η μικρότερη δυνατή ποσότητα κάθε στοιχείου χρησιμοποιήθηκε για το σχηματισμό ενώσεων. Ο Dalton πίστευε ότι ο χημικός τύπος του νερού ήταν H O, αν και αργότερα διαπιστώθηκε ότι ήταν λανθασμένος. Ο πραγματικός τύπος του νερού είναι H2O.
Το 1877, οι φυσικοί Raoul Pictet και Louis Paul Cailletet κατάφεραν να αποκτήσουν υγρό οξυγόνο. αν και η ποσότητα ήταν ανεπαρκής για να το εξετάσει. Ωστόσο, ο χημικός James Dewar μπόρεσε να αποκτήσει επαρκή ποσότητα υγρού οξυγόνου για περαιτέρω ανάλυση το 1891. Το 1895, καθιερώθηκε η αρχική τεχνική για την κατασκευή εμπορικά πολύτιμου υγρού οξυγόνου.
Άλλες ιδιότητες του οξυγόνου
Υπό τυπικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης, το οξυγόνο είναι δυσδιάκριτο στην εμφάνιση και δεν έχει χρώμα, οσμή ή γεύση. Το οξυγόνο είναι πιο διαλυτό στο νερό από το άζωτο: Το γλυκό νερό έχει περίπου 6,04 ml οξυγόνου ανά λίτρο και το θαλασσινό νερό έχει 4,95 ml ανά λίτρο.
Σε θερμοκρασία -182,95 °C, το οξυγόνο μπορεί να υποστεί μετατροπή από την αέρια κατάσταση στην υγρή του κατάσταση, μια διαδικασία γνωστή ως συμπύκνωση. Σε ακόμη χαμηλότερη θερμοκρασία, -218,79 °C, μπορεί να μετατραπεί από υγρό σε στερεό ή να παγώσει. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, το οξυγόνο παίρνει μια λεπτή μπλε απόχρωση.
Τα ισότοπα οξυγόνου είναι μια σημαντική πτυχή της επιστημονικής έρευνας. Αυτά τα ισότοπα είναι παραλλαγές ατόμων οξυγόνου με διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων, που προκαλούν διακυμάνσεις στην ατομική μάζα. Χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της γεωλογίας, της κλιματολογίας και της βιολογίας.
Στη γεωλογία, τα ισότοπα οξυγόνου χρησιμοποιούνται για τη μελέτη του παλαιοκλίματος και των παλαιοπεριβαλλόντων εξετάζοντας τις αναλογίες ισοτόπων οξυγόνου σε ιζηματογενή πετρώματα. Στην κλιματολογία, χρησιμοποιούνται για τη μελέτη παλαιότερων κλιματικών αλλαγών μετρώντας τις αναλογίες ισοτόπων οξυγόνου σε πυρήνες πάγου. Επιπλέον, στη βιολογία, τα ισότοπα οξυγόνου χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση των προτύπων μετανάστευσης των ζώων και την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα ζώα προσαρμόζονται σε διαφορετικά περιβάλλοντα.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για τις ιδιότητες του οξυγόνου και τα χαρακτηριστικά του.