Tudjuk, hogy az oxigén olyan gáz, amelyet be kell lélegeznünk, és ez az egyik feltétele az általunk ismert élet kialakulásának. A az oxigén tulajdonságai Számunkra többszörösen feleslegesek. Sokan azonban nincsenek tisztában velük.
Ezért ezt a cikket annak szenteljük, hogy elmondjuk Önnek, mik az oxigén fő tulajdonságai, jellemzői és még sok más.
Mi az oxigén
Az oxigén egy kémiai elem, amely nem fémesnek minősül. Általában gáz halmazállapotban fordul elő, és bőségesen előfordul a Föld légkörében. Valójában, A légkör jelenlegi térfogatának körülbelül 20,8%-át teszi ki molekuláris formájában, az O2-ban. A világegyetemben a hidrogén és a hélium után a harmadik legelterjedtebb elem. Az oxigén az általunk értelmezett élet kulcsfontosságú összetevője, és különösen fontos a vízmolekulák, a H2O képződésében, ha hidrogénnel kombinálódik.
Erősen reaktív természete miatt az oxigén (O) ritkán fordul elő elemi formájában. Ehelyett jellemzően más oxigénatomokkal kapcsolódva molekulákat képez, vagy más elemekkel reagálva kémiai vegyületeket képez.
Normális esetben az oxigénmolekula kétatomos állapotban (O2) van normál szobanyomáson és hőmérsékleten. Azonban, Bizonyos környezeti körülmények között háromatomos molekulaként is létezhet (ózon O3). Például az ózonmolekula a sztratoszférában az O2 ultraibolya fény hatására történő lebomlásával jön létre. Másrészt a troposzférában az ózon a nitrogén-oxidok és az illékony szerves vegyületek közötti fotokémiai kölcsönhatások eredményeként keletkezik.
Magas reakcióképességének köszönhetően ennek az elemnek az atomjai a szerves és szervetlen vegyületek széles skálájában megtalálhatók az egész bolygón, különféle halmazállapotokban. Ennek eredményeként rendkívül gyakori elem a világban és az univerzumban egyaránt.
Az oxigén tulajdonságai
Ezek az oxigén legismertebb és leghasznosabb tulajdonságai:
- Kémiai szimbólum és rendszám: Az oxigént a periódusos rendszerben az "O" szimbólum jelöli, és ennek rendszáma 8, vagyis 8 proton van a magjában.
- Fizikai állapot: Szobahőmérsékleten az oxigén gáz halmazállapotú, és az O2 molekulát alkotja. Ez az oxigén leggyakoribb formája a Föld légkörében.
- Színtelen, szagtalan és íztelen: Az oxigén színtelen, szagtalan és íztelen gáz, vagyis érzékszerveinkkel nem tudjuk kimutatni.
- Reakcióképesség: Az oxigén nagyon reaktív. Sokféle anyaggal reagálhat, ez a tulajdonsága elengedhetetlen az égési folyamatokban és az élő szervezetek légzésében.
- Élettartam: Az oxigén elengedhetetlen a legtöbb élőlény aerob légzéséhez, beleértve az embert is. Ebben a folyamatban a sejtek az oxigént energiatermelésre használják fel.
- Égés: Az égéshez oxigén szükséges. Éghető anyagokkal, például szénnel kombinálva az oxidációs folyamat során hőt és fényt termel. Ez elengedhetetlen az iparban és például a konyhában.
- Oldhatóság: Az oxigén vízben oldódik, ami lehetővé teszi a vízi élőlények, például halak számára, hogy azt a vízből nyerjék légzés céljából.
- Sűrűség: Az oxigén sűrűbb, mint a levegő, ami azt jelenti, hogy hajlamos felhalmozódni a zárt terek alján. Ez a tulajdonság hatással van az ipari környezet biztonságára.
- Ipari alkalmazások: Az oxigént különféle ipari alkalmazásokban használják, mint például fémhegesztés és -vágás, acél- és üveggyártás, valamint vegyi gyártás.
- Környezeti hatások: Az oxigén elengedhetetlen olyan természetes folyamatokban, mint a bomló szerves anyagok oxidációja és a sztratoszférában a Földet az ultraibolya sugárzástól megóvó ózonrétegek kialakulása.
Eredet és felfedezés
Bár az oxigén egyes tulajdonságait ősidők óta felismerték a levegő tanulmányozása során, ez csak 1772-ben történt meg Carl Wilhelm Scheele, egy svéd gyógyszerész felfedezte az oxigént mint elemet. Egy higany-oxid égetésével végzett kísérlet során megfigyelte a „tűzlevegő” felszabadulását.
Ugyanebben az időszakban voltak más tudósok is, akik szintén Joseph Priestley brit lelkészéhez hasonló felfedezést tettek. Hasonló kísérleteket végeztek, és a „flogisztikus levegő” nevet adták neki.
Kezdeti tevékenysége után Antoine de Lavoisier tanulmányait az oxidáció és az égés elemzésének szentelte. Megcáfolta a „phlogiszton” létezésébe vetett korábbi hitet, egy feltételezett anyag, amely minden üzemanyagban megtalálható. Helyette, új kémiai elem létezését feltételezte: az oxigént.
John Dalton 1808-ban alkotta meg atomelméletét. Ez az elmélet azt feltételezte, hogy minden kémiai elem egyetlen atomból áll, és az egyes elemekből a lehető legkisebb mennyiséget használták fel vegyületek előállítására. Dalton úgy vélte, hogy a víz kémiai képlete H O, bár ezt később tévesnek találták. A víz tényleges képlete H2O.
1877-ben Raoul Pictet és Louis Paul Cailletet fizikusoknak sikerült folyékony oxigénhez jutniuk. bár a mennyiség nem volt elegendő a vizsgálatához. 1891-ben azonban James Dewar vegyész elegendő mennyiségű folyékony oxigént tudott előállítani a további elemzéshez. 1895-ben létrehozták a kereskedelmileg értékes folyékony oxigén előállításának kezdeti technikáját.
Az oxigén egyéb tulajdonságai
Tipikus hőmérsékleti és nyomási körülmények között az oxigén nem feltűnő megjelenésű, nincs színe, szaga vagy íze. Az oxigén jobban oldódik vízben, mint a nitrogén: Az édesvíz körülbelül 6,04 ml oxigént tartalmaz literenként, a tengervíz pedig 4,95 ml literenként.
-182,95 °C hőmérsékleten az oxigén gáz halmazállapotból folyékony halmazállapotúvá alakulhat át, ezt a folyamatot kondenzációnak nevezik. Még alacsonyabb hőmérsékleten, -218,79 °C-on folyékonyból szilárddá alakulhat vagy megfagyhat. A folyamat során az oxigén finom kék árnyalatot vesz fel.
Az oxigénizotópok a tudományos kutatás fontos szempontjai. Ezek az izotópok az oxigénatomok különböző számú neutronnal rendelkező változatai, amelyek az atomtömeg változásait okozzák. Különböző területeken használják őket, beleértve a geológiát, a klimatológiát és a biológiát.
A geológiában az oxigénizotópokat a paleoklíma és a paleokörnyezet tanulmányozására használják az üledékes kőzetekben található oxigénizotóp-arányok vizsgálatával. A klimatológiában a múltbeli éghajlatváltozások tanulmányozására használják a jégmagokban lévő oxigénizotóp-arányok mérésével. Ezenkívül a biológiában oxigénizotópokat használnak az állatok vándorlási mintáinak nyomon követésére és annak megértésére, hogy az állatok hogyan alkalmazkodnak a különböző környezetekhez.
Remélem, hogy ezzel az információval többet megtudhat az oxigén tulajdonságairól és jellemzőiről.