Tiedämme, että happi on kaasu, jota meidän on hengitettävä ja että se on yksi edellytyksistä elämän kehittymiselle sellaisena kuin me sen tunnemme. The hapen ominaisuudet Ne ovat meille moninkertaisesti tarpeettomia. Monet ihmiset eivät kuitenkaan ole niistä tietoisia.
Siksi aiomme omistaa tämän artikkelin kertoaksemme sinulle, mitkä ovat hapen pääominaisuudet, sen ominaisuudet ja paljon muuta.
Mikä on happi
Happi on kemiallinen alkuaine, joka on luokiteltu ei-metalliseksi. Sitä esiintyy tavallisesti kaasumaisessa tilassa ja sitä on runsaasti maan ilmakehässä. Itse asiassa, Se muodostaa noin 20,8 % ilmakehän nykyisestä tilavuudesta molekyylimuodossaan, O2:ssa. Maailmankaikkeudessa se on kolmanneksi yleisin alkuaine vedyn ja heliumin jälkeen. Happi on tärkeä osa elämää sellaisena kuin me sen ymmärrämme, ja se on erityisen tärkeä vesimolekyylien, H2O:n, muodostumisessa, kun se yhdistetään vedyn kanssa.
Erittäin reaktiivisen luonteensa vuoksi happea (O) löytyy harvoin alkuainemuodossaan. Sen sijaan se tyypillisesti liittyy muihin happiatomiin muodostaen molekyylejä tai reagoi muiden alkuaineiden kanssa muodostaen kemiallisia yhdisteitä.
Normaalisti happimolekyyli on kaksiatomisessa tilassa (O2) normaalissa huoneenpaineessa ja -lämpötilassa. Kuitenkin, Tietyissä ympäristöolosuhteissa se voi esiintyä kolmiatomisena molekyylinä (otsoni O3). Esimerkiksi otsonimolekyyli stratosfäärissä syntyy O2:n hajoamisesta ultraviolettivalon vaikutuksesta. Toisaalta troposfäärissä otsonia syntyy typen oksidien ja haihtuvien orgaanisten yhdisteiden välisten valokemiallisten vuorovaikutusten seurauksena.
Korkean reaktiivisuuden vuoksi tämän tietyn alkuaineen atomeja löytyy laajasta valikoimasta orgaanisia ja epäorgaanisia yhdisteitä kaikkialla planeetalla, joita esiintyy eri ainemuodoissa. Tämän seurauksena se on erittäin yleinen elementti sekä maailmassa että universumissa.
Hapen ominaisuudet
Nämä ovat hapen tunnetuimpia ja hyödyllisimpiä ominaisuuksia:
- Kemiallinen symboli ja atominumero: Happea edustaa symboli "O" jaksollisessa taulukossa ja sen atomiluku on 8, mikä tarkoittaa, että sen ytimessä on 8 protonia.
- Fyysinen tila: Huoneenlämpötilassa happi on kaasumaisessa tilassa muodostaen molekyylin O2. Tämä on yleisin hapen muoto maan ilmakehässä.
- Väritön, hajuton ja mauton: Happi on väritön, hajuton ja mauton kaasu, joten emme pysty havaitsemaan sitä aisteillamme.
- Reaktiivisuus: Happi on erittäin reaktiivista. Se voi reagoida monenlaisten aineiden kanssa, ja tämä ominaisuus on olennainen palamisprosesseissa ja elävien organismien hengityksessä.
- Elintoimintojen ylläpito: Happi on välttämätön useimpien elävien olentojen, myös ihmisten, aerobiselle hengittämiselle. Tässä prosessissa solut käyttävät happea energian tuottamiseen.
- Palaminen: Happea tarvitaan palamiseen. Yhdistettynä palavien aineiden, kuten hiilen, kanssa hapetusprosessissa se tuottaa lämpöä ja valoa. Tämä on välttämätöntä esimerkiksi teollisuudessa ja keittiössä.
- Liukoisuus: Happi liukenee veteen, minkä ansiosta vesieliöt, kuten kalat, voivat saada sitä vedestä hengitystä varten.
- tiheys: Happi on tiheämpää kuin ilma, mikä tarkoittaa, että sillä on taipumus kerääntyä suljettujen tilojen pohjalle. Tämä ominaisuus vaikuttaa turvallisuuteen teollisuusympäristöissä.
- Teolliset sovellukset: Happea käytetään erilaisissa teollisissa sovelluksissa, kuten metallien hitsauksessa ja leikkauksessa, teräksen ja lasin tuotannossa sekä kemikaalien valmistuksessa.
- Ympäristövaikutukset: Happi on välttämätön luonnollisissa prosesseissa, kuten hajoavan orgaanisen aineen hapettumisessa ja stratosfäärin otsonikerrosten muodostumisessa, jotka suojaavat maapalloa ultraviolettisäteilyltä.
Alkuperä ja löytö
Vaikka jotkut hapen ominaisuudet tunnistettiin muinaisista ajoista lähtien ilmatutkimuksen avulla, se tapahtui vasta vuonna 1772 Ruotsalainen apteekkari Carl Wilhelm Scheele löysi hapen alkuaineena. Elohopeaoksidia polttavassa kokeessa hän havaitsi "ilman vapautumista tulesta".
Samana aikana oli muitakin tutkijoita, jotka tekivät samanlaisen löydön kuin brittiläinen pappi Joseph Priestley. He suorittivat vertailukelpoisia kokeita ja antoivat sille nimen "deflogisticated air".
Ensimmäisen toimintansa jälkeen Antoine de Lavoisier omisti opintonsa hapettumisen ja palamisen analysointiin. Hän kumosi aiemman uskon "flogistonin", oletetun aineen, olemassaoloon kaikissa polttoaineissa. Sen sijaan, oletti uuden kemiallisen alkuaineen: hapen olemassaolon.
John Dalton loi atomiteoriansa vuonna 1808. Tämä teoria oletti, että jokainen kemiallinen alkuaine koostui yhdestä atomista ja että pienin mahdollinen määrä kutakin alkuainetta käytettiin yhdisteiden muodostamiseen. Dalton uskoi, että veden kemiallinen kaava oli H O, vaikka tämä todettiin myöhemmin vääräksi. Veden todellinen kaava on H2O.
Vuonna 1877 fyysikot Raoul Pictet ja Louis Paul Cailletet onnistuivat hankkimaan nestemäistä happea, vaikka määrä ei ollut riittävä sen tutkimiseen. Kemisti James Dewar pystyi kuitenkin saamaan riittävän määrän nestemäistä happea lisäanalyysiä varten vuonna 1891. Vuonna 1895 perustettiin ensimmäinen tekniikka kaupallisesti arvokkaan nestemäisen hapen valmistukseen.
Muut hapen ominaisuudet
Tyypillisissä lämpötila- ja paineolosuhteissa happi on ulkonäöltään huomaamaton eikä sillä ole väriä, hajua tai makua. Happi liukenee veteen paremmin kuin typpi: Makeassa vedessä on noin 6,04 ml happea litrassa ja merivedessä 4,95 ml litrassa.
-182,95 °C:n lämpötilassa happi voi muuttua kaasumaisesta tilastaan nestemäiseksi prosessiksi, joka tunnetaan kondensaationa. Vielä alemmassa lämpötilassa, -218,79 °C, se voi muuttua nesteestä kiinteäksi tai jäätyä. Tämän prosessin aikana happi saa hienovaraisen sinisen sävyn.
Hapen isotoopit ovat tärkeä osa tieteellistä tutkimusta. Nämä isotoopit ovat happiatomien muunnelmia, joissa on eri määrä neutroneja, jotka aiheuttavat vaihtelua atomimassassa. Niitä käytetään eri aloilla, mukaan lukien geologia, klimatologia ja biologia.
Geologiassa happi-isotooppeja käytetään tutkimaan paleoilmastoa ja paleoympäristöjä tutkimalla happi-isotooppisuhteita sedimenttikivissä. Klimatologiassa niitä käytetään aiempien ilmastonmuutosten tutkimiseen mittaamalla happi-isotooppisuhteita jääytimissä. Lisäksi biologiassa happi-isotooppeja käytetään seuraamaan eläinten vaellusmalleja ja ymmärtämään, kuinka eläimet sopeutuvat erilaisiin ympäristöihin.
Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää hapen ominaisuuksista ja sen ominaisuuksista.