우리는 산소가 숨을 쉬어야 하는 기체이며, 우리가 알고 있는 것처럼 생명이 발달하기 위한 조건 중 하나라는 것을 알고 있습니다. 그만큼 산소의 성질 그것들은 우리에게 여러 번 불필요합니다. 그러나 많은 사람들이 이를 인식하지 못하고 있습니다.
따라서 우리는 이 기사를 통해 산소의 주요 특성, 특성 등을 알려 드리고자 합니다.
산소 란 무엇입니까?
산소는 비금속으로 분류되는 화학 원소입니다. 일반적으로 기체 상태로 발견되며 지구 대기에 풍부합니다. 사실은, 이는 현재 대기 부피의 약 20,8%를 분자 형태인 O2로 구성합니다. 우주에서 수소와 헬륨에 이어 세 번째로 풍부한 원소입니다. 산소는 우리가 알고 있는 생명체의 중요한 구성 요소이며, 수소와 결합할 때 물 분자인 H2O를 형성하는 데 특히 중요합니다.
반응성이 매우 높기 때문에 산소(O)는 원소 형태로 거의 발견되지 않습니다. 대신, 일반적으로 다른 산소 원자와 결합하여 분자를 형성하거나 다른 원소와 반응하여 화합물을 형성합니다.
일반적으로 산소 분자는 표준 실내 압력과 온도에서 이원자 상태(O2)를 갖습니다. 하지만, 특정 환경 상황에서는 삼원자 분자로 존재할 수 있습니다. (오존 O3). 예를 들어, 성층권의 오존 분자는 자외선에 의해 O2가 분해되어 생성됩니다. 반면, 대류권의 오존은 질소산화물과 휘발성 유기화합물 사이의 광화학적 상호작용의 결과로 생성됩니다.
높은 반응성으로 인해 이 특정 원소의 원자는 다양한 물질 상태로 존재하는 행성 전체의 광범위한 유기 및 무기 화합물에서 발견될 수 있습니다. 결과적으로 그것은 세계와 우주 모두에서 매우 빈번한 요소입니다.
산소의 성질
산소의 가장 잘 알려지고 유용한 특성은 다음과 같습니다.
- 화학 기호 및 원자 번호: 산소는 주기율표에서 기호 "O"로 표시되며 원자 번호는 8입니다. 이는 핵에 8개의 양성자가 있음을 의미합니다.
- 건강 상태: 실온에서 산소는 기체 상태로 분자 O2를 형성합니다. 이것은 지구 대기에서 가장 흔한 형태의 산소입니다.
- 무색, 무취, 무미: 산소는 무색, 무취, 무미의 기체이므로 우리의 감각으로는 감지할 수 없습니다.
- 반동: 산소는 반응성이 높습니다. 이는 다양한 물질과 반응할 수 있으며, 이 특성은 연소 과정과 살아있는 유기체의 호흡에 필수적입니다.
- 생활 지원: 산소는 인간을 포함한 대부분의 생명체의 호기성 호흡에 필수적입니다. 이 과정에서 산소는 세포에서 에너지를 생산하는 데 사용됩니다.
- 연소: 연소에는 산소가 필요합니다. 산화 과정에서 탄소와 같은 가연성 물질과 결합하면 열과 빛이 발생합니다. 예를 들어 이는 산업과 주방에서 필수적입니다.
- 용해도: 산소는 물에 용해되기 때문에 물고기와 같은 수생생물이 호흡을 위해 물에서 산소를 얻을 수 있습니다.
- 덴 시드: 산소는 공기보다 밀도가 높아 밀폐된 공간의 바닥에 쌓이는 경향이 있습니다. 이 속성은 산업 환경의 안전에 영향을 미칩니다.
- 산업용 애플리케이션: 산소는 금속 용접 및 절단, 철강 및 유리 생산, 화학 제조 등 다양한 산업 응용 분야에서 사용됩니다.
- 환경 영향: 산소는 부패하는 유기물의 산화, 성층권의 오존층 형성과 같은 자연 과정에서 필수적이며, 이는 자외선으로부터 지구를 보호합니다.
기원과 발견
산소의 일부 속성은 고대부터 공기에 대한 연구를 통해 인식되었지만 1772년이 되어서야 비로소 인식되었습니다. 스웨덴 약사 칼 빌헬름 셸레(Carl Wilhelm Scheele)는 산소를 원소로 발견했습니다.. 그는 산화수은을 연소시키는 실험 중에 "불의 공기"가 방출되는 것을 관찰했습니다.
같은 시기에 영국 성직자 조셉 프리스틀리와 비슷한 발견을 한 다른 과학자들도 있었습니다. 그들은 비슷한 실험을 수행하고 이를 "탈염 공기"라고 명명했습니다.
초기 활동 이후 Antoine de Lavoisier는 산화 및 연소 분석에 연구를 집중했습니다. 그는 모든 연료에서 발견되는 물질로 추정되는 “플로지스톤”의 존재에 대한 이전 믿음을 폭로했습니다. 대신에, 새로운 화학 원소인 산소의 존재를 가정했습니다.
John Dalton은 1808년에 원자 이론을 창안했습니다. 이 이론은 각 화학 원소가 단일 원자로 구성되어 있으며 각 원소의 가능한 최소량이 화합물을 형성하는 데 사용되었다고 가정했습니다. Dalton은 물의 화학식이 H2O라고 믿었지만 나중에 이것이 잘못된 것으로 밝혀졌습니다. 물의 실제 공식은 HXNUMXO입니다.
1877년 물리학자 라울 픽테(Raoul Pictet)와 루이 폴 카유테(Louis Paul Cailletet)는 액체산소를 획득하는 데 성공했습니다. 검토하기에는 양이 부족했지만. 그러나 화학자 James Dewar는 1891년에 추가 분석을 위해 충분한 양의 액체 산소를 얻을 수 있었습니다. 1895년에 상업적으로 가치 있는 액체 산소를 제조하기 위한 초기 기술이 확립되었습니다.
산소의 다른 성질
일반적인 온도와 압력 환경에서 산소는 외관상 눈에 띄지 않으며 색, 냄새, 맛도 없습니다. 산소는 질소보다 물에 더 잘 녹습니다. 담수에는 리터당 약 6,04ml의 산소가 들어 있고, 바닷물에는 리터당 4,95ml의 산소가 들어 있습니다.
-182,95°C의 온도에서 산소는 응축이라고 알려진 과정을 기체 상태에서 액체 상태로 변환할 수 있습니다. 훨씬 더 낮은 온도인 -218,79°C에서는 액체에서 고체로 변형되거나 동결될 수 있습니다. 이 과정에서 산소는 은은한 푸른색을 띠게 됩니다.
산소 동위원소는 과학 연구의 중요한 측면입니다. 이러한 동위원소는 다양한 수의 중성자를 갖는 산소 원자의 변형으로, 원자 질량의 변화를 유발합니다. 지질학, 기후학, 생물학 등 다양한 분야에서 사용됩니다.
지질학에서 산소 동위원소는 퇴적암의 산소 동위원소 비율을 조사하여 고기후 및 고생경을 연구하는 데 사용됩니다. 기후학에서는 얼음 코어의 산소 동위원소 비율을 측정하여 과거 기후 변화를 연구하는 데 사용됩니다. 또한 생물학에서는 산소 동위원소를 사용하여 동물의 이동 패턴을 추적하고 동물이 다양한 환경에 어떻게 적응하는지 이해합니다.
이 정보를 통해 산소의 특성과 특성에 대해 더 많이 배울 수 있기를 바랍니다.