ما اغلب می شنویم که اکسیژن برای موجودات زنده حیاتی است و زندگی بدون اکسیژن وجود ندارد. همچنین می شنویم که آب حاوی اکسیژن است. یا اینکه در هوا، در خاک و در بدن ما اکسیژن وجود دارد. اما دقیقاً اکسیژن چیست و واقعاً چقدر مهم است؟
بیا بحث کنیم:
اکسیژن یک عنصر شیمیایی با نماد O و عدد اتمی 8 است که به این معنی است که در هسته خود هشت پروتون دارد. عضوی از گروه کالکوژن در جدول تناوبی است. این گروه به خانواده اکسیژن نیز معروف است. از عناصر اکسیژن تشکیل شده است
اکسیژن یک عامل غیرفلزی و اکسید کننده بسیار واکنش پذیر است که به راحتی اکسیدها، ترکیبات شیمیایی را با یک یا چند اتم اکسیژن همراه با عنصر دیگر تشکیل می دهد.
اکسیژن پس از هیدروژن و هلیوم، سومین عنصر فراوان در جهان از نظر جرم است. این یک عنصر غیر فلزی است و به طور طبیعی به عنوان یک مولکول یافت می شود.
اکسیژن در اطراف ما یافت می شود. یکی از اتم هایی است که همراه با هیدروژن آب را می سازد
اکسیژن عمدتاً به عنوان یک عنصر در جو رخ می دهد. همچنین در اقیانوس‌ها، دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و کلاهک‌های یخی به شکل آب وجود دارد. نزدیک به 89 درصد وزن آب را اکسیژن تشکیل می دهد.
اکسیژن قبل از سال 1604 توسط مایکل سندیوگیوس جدا شد، اما معمولاً اعتقاد بر این است که این عنصر به طور مستقل توسط کارل ویلهلم شیله در اوپسالا در سال 1773 یا قبل از آن و جوزف پریستلی در ویلتشر در سال 1774 کشف شد.
اولویت اغلب به پریستلی داده می شود زیرا کار او ابتدا منتشر شد. پریستلی، با این حال، اکسیژن را "هوای دفلوژنیزه" نامید و آن را به عنوان یک عنصر شیمیایی تشخیص نداد.
نام اکسیژن در سال 1777 توسط Antoine Lavoisier ابداع شد، که برای اولین بار اکسیژن را به عنوان یک عنصر شیمیایی تشخیص داد و به درستی نقشی را که در احتراق ایفا می کند مشخص کرد.
آلوتروپ ها اشکال مختلف یک عنصر هستند. اکسیژن را می توان در اشکال یا آلوتروپ های مختلف یافت. شناخته شده ترین آنها دی اکسیژن و ازن هستند.
دی اکسیژن
در دما و فشار استاندارد، دو اتم عنصر به هم متصل می‌شوند و دی‌اکسیژن را تشکیل می‌دهند، گازی بی‌رنگ و بی‌بو با فرمول O2 . هر مولکول از دو اتم اکسیژن تشکیل شده است که به شدت به هم متصل شده اند. اکسیژن نقطه ذوب و جوش پایینی دارد، بنابراین در دمای اتاق در حالت گاز قرار دارد.
گاز اکسیژن دواتمی
این اکسیژن (O 2 ) برای تنفس حیاتی است، که فرآیندی است که انرژی را از گلوکز به سلول‌های موجودات زنده منتقل می‌کند.
اکسیژن توسط حیوانات جذب می شود و آن را به دی اکسید کربن تبدیل می کنند. گیاهان نیز به نوبه خود از دی اکسید کربن به عنوان منبع کربن استفاده می کنند و اکسیژن را به جو باز می گرداند. اکسیژن در طی فتوسنتز توسط گیاهان و بسیاری از انواع میکروب ها تولید می شود.
اکسیژن در فرآیندهای فیزیولوژیکی تقریباً همه موجودات شناخته شده فعال است و به ویژه در احتراق نقش دارد.
ازن
شکل دیگری (آلوتروپ) اکسیژن به نام اوزون وجود دارد
O 3 به شدت اشعه ماوراء بنفش را جذب می کند
سایر آلوتروپ های شناخته شده اکسیژن عبارتند از:
اکسیژن در طبیعت وظایف زیادی دارد. برخی از آنها تنفس، تجزیه و احتراق هستند.
اکسیژن عنصری است که بسته به دما و فشار آن می تواند جامد، مایع یا گاز باشد.
در هر دو حالت مایع و جامد، مواد شفاف با رنگ آبی آسمانی روشن هستند.
بیشتر اکسیژن از گیاهان کوچک اقیانوسی به نام فیتوپلانکتون تامین می‌شود که در نزدیکی سطح آب زندگی می‌کنند و با جریان‌ها حرکت می‌کنند. مانند همه گیاهان، آنها فتوسنتز می کنند - یعنی از نور خورشید و دی اکسید کربن برای تولید غذا استفاده می کنند. و همانطور که می دانیم، محصول جانبی فتوسنتز اکسیژن است.
دانشمندان بر این باورند که فیتوپلانکتون بین 50 تا 85 درصد از اکسیژن جو زمین را تامین می کند.
مقادیر زیادی اکسیژن را می توان از طریق فرآیندی به نام تقطیر کسری از هوای مایع استخراج کرد. اکسیژن همچنین می تواند از طریق الکترولیز آب یا با حرارت دادن کلرات پتاسیم تولید شود.
اکسیژن را می توان صنعتی نیز تولید کرد. متداول ترین روش تجاری برای تولید اکسیژن، جداسازی هوا با استفاده از فرآیند تقطیر برودتی (فرآیندی که در آن نیتروژن و اکسیژن از هوا جدا می شود) یا فرآیند جذب نوسان خلاء است (در اینجا ما جداسازی گازهای خاص از یک گاز را داریم. مخلوط گازی در فشار نزدیک به محیط، و سپس فرآیند به سمت خلاء حرکت می کند تا ماده جاذب را بازسازی کند).
اکسیژن به عنوان گاز برای تولید انرژی در فرآیندهای صنعتی، ژنراتورها و کشتی ها مورد نیاز است و همچنین در هواپیماها و اتومبیل ها استفاده می شود. کاربردهای معمول اکسیژن شامل تولید فولاد، پلاستیک و منسوجات، لحیم کاری، جوشکاری و برش فولاد و سایر فلزات، پیشران موشک، اکسیژن درمانی و سیستم های پشتیبانی حیات در هواپیما، زیردریایی، پرواز فضایی و غواصی است.
اکسیژن در درمان بیماری‌ها، ضربه‌های شدید، آنافیلاکسی، خونریزی شدید، شوک، تشنج‌های فعال و هیپوترمی نیز کاربردهای داخلی دارد.
گردش اکسیژن به اشکال مختلف در طبیعت را چرخه اکسیژن می گویند. چرخه اکسیژن اشکال مختلفی را که اکسیژن در آنها یافت می شود و نحوه حرکت آن بر روی زمین از طریق مخازن مختلف توصیف می کند. سه مخزن اصلی اکسیژن وجود دارد: جو، بیوسفر و لیتوسفر.
چرخه اکسیژن با فتوسنتز شروع می شود که طی آن گیاهان اکسیژن آزاد می کنند. سپس اکسیژنی که توسط گیاهان آزاد می شود توسط انسان، حیوانات و سایر موجودات برای تنفس، یعنی تنفس استفاده می شود. سپس حیوانات دی اکسید کربن را دوباره به جو بازدم می کنند که دوباره توسط گیاهان در طول فتوسنتز استفاده می شود و چرخه تکرار می شود.
