Back to the topics list

oksijeni

Mara nyingi tunasikia kwamba oksijeni ni muhimu kwa viumbe hai na hakuna maisha bila oksijeni. Pia, tunasikia kwamba maji yana oksijeni. Au, kwamba kuna oksijeni katika hewa, katika udongo, na katika miili yetu. Lakini oksijeni ni nini na ni muhimu sana?

Hebu tujadili:

• Oksijeni ni nini?
• Oksijeni iligunduliwaje?
• Oksijeni inaweza kupatikana katika aina gani?
• Kazi tofauti za oksijeni.
• Je, Oksijeni inaweza kupatikana katika hali ya kimiminika au dhabiti?
• Oksijeni inatoka wapi?
• Matumizi ya kawaida ya oksijeni.
• Mzunguko wa oksijeni.

Oksijeni ni nini?

Oksijeni ni kipengele cha kemikali chenye alama O na nambari ya atomiki 8, ambayo ina maana kuwa ina protoni nane kwenye kiini chake. Ni mwanachama wa kikundi cha chalcogen katika jedwali la mara kwa mara. Kundi hili pia linajulikana kama familia ya oksijeni. Inajumuisha vipengele vya oksijeni (O) , kiberiti (S) , selenium ( Se) , tellurium ( Te) , na kipengele cha mionzi polonium ( Po) .

Oksijeni ni wakala wa oksidi tendaji sana ambao hutengeneza oksidi, misombo ya kemikali yenye atomi moja au zaidi ya oksijeni ikiunganishwa na kipengele kingine.

Oksijeni ni kipengele cha tatu kwa wingi zaidi katika ulimwengu kwa wingi, baada ya hidrojeni na heliamu. Ni kipengele kisicho na chuma na hupatikana kwa asili kama molekuli.

Oksijeni hupatikana karibu nasi. Ni moja ya atomi zinazounda maji, pamoja na haidrojeni (H) . Ndio maana formula ya maji ni H ₂ O.

Oksijeni hutokea hasa kama kipengele katika angahewa. Pia hutokea katika bahari, maziwa, mito, na vifuniko vya barafu kwa namna ya maji. Karibu 89% ya uzito wa maji ni oksijeni.

Ugunduzi wa Oksijeni

Oksijeni ilitengwa na Michael Sendivogius kabla ya 1604, lakini inaaminika kuwa kitu hicho kiligunduliwa kwa kujitegemea na Carl Wilhelm Scheele, huko Uppsala, mnamo 1773 au mapema, na Joseph Priestley huko Wiltshire, mnamo 1774.

Kipaumbele mara nyingi hupewa Priestley kwa sababu kazi yake ilichapishwa kwanza. Priestley, hata hivyo, aliita oksijeni "dephlogisticated air", na hakuitambua kama kipengele cha kemikali.

Jina la oksijeni lilianzishwa mwaka wa 1777 na Antoine Lavoisier, ambaye kwanza alitambua oksijeni kama kipengele cha kemikali na kubainisha kwa usahihi jukumu linalocheza katika mwako.

Fomu za oksijeni

Alotropu ni aina tofauti za kipengele kimoja. Oksijeni inaweza kupatikana katika aina tofauti au allotropes. Inayojulikana zaidi ni dioksijeni na ozoni.

Dioksijeni

Katika halijoto ya kawaida na shinikizo, atomi mbili za kipengele hufungana na kuunda dioksijeni, gesi ya diatomiki isiyo na rangi na isiyo na harufu yenye fomula O ₂ . Kila molekuli imeundwa na atomi mbili za oksijeni ambazo zimeunganishwa kwa nguvu. Oksijeni ina kiwango cha chini cha kuyeyuka na kuchemsha, kwa hivyo iko katika hali ya gesi kwenye joto la kawaida.

Gesi ya oksijeni ya diatomiki (O ₂ ) kwa sasa inajumuisha 20.95% ya angahewa ya Dunia, ingawa hii imebadilika sana kwa muda mrefu. Oksijeni hufanya karibu nusu ya ukoko wa Dunia kwa namna ya oksidi.

Oksijeni hii (O ₂ ) ni muhimu kwa kupumua , ambao ni mchakato unaohamisha nishati kutoka kwa glukosi hadi kwenye seli za viumbe hai.

Oksijeni inachukuliwa na wanyama, ambayo huibadilisha kuwa kaboni dioksidi. Mimea, kwa upande wake, hutumia kaboni dioksidi kama chanzo cha kaboni na kurudisha oksijeni kwenye angahewa. Oksijeni huzalishwa wakati wa photosynthesis na mimea na aina nyingi za microbes.

Oksijeni inafanya kazi katika michakato ya kisaikolojia ya karibu viumbe vyote vinavyojulikana, na hiyo inahusika hasa katika mwako.

Ozoni

Kuna aina nyingine (allotrope) ya oksijeni, inayoitwa Ozoni (O ₃ ). Ni gesi ya rangi ya samawati yenye harufu kali ya kipekee. Ozoni inaundwa na atomi tatu za oksijeni zilizounganishwa pamoja. Ni alotropu ya oksijeni ambayo ni ndogo sana kuliko allotrope ya diatomic O ₂ .

O ₃ inachukua sana ultraviolet UVB mionzi na safu ya juu ya ozoni husaidia kulinda biosphere kutokana na mionzi ya ultraviolet. Hata hivyo, ozoni iliyopo juu ya uso ni zao la moshi na hivyo ni uchafuzi wa mazingira.

Alotropu zingine zinazojulikana za oksijeni ni:

• Oksijeni ya atomiki (O ₁ ), ambayo ni radical huru.
• Oksijeni moja ( O ₂ *) , hali ya chini ya msisimko wa molekuli ya dioksijeni, ni mojawapo ya majimbo mawili ya metastable ya oksijeni ya molekuli.
• Tetraoksijeni (O ₄ ) , ni aina nyingine ya metastable.
• Oksijeni imara, ipo katika awamu sita za rangi mbalimbali, ambapo moja ni O ₈ na nyingine ya metali.

Kazi tofauti za oksijeni

Oksijeni ina kazi nyingi katika asili. Baadhi yao ni kupumua, kuoza, na mwako.

• Kupumua ni mmenyuko wa kemikali ambao hutokea katika seli zote zilizo hai, ikiwa ni pamoja na seli za mimea na seli za wanyama. Ni njia ambayo nishati hutolewa kutoka kwa glukosi ili michakato mingine yote ya kemikali inayohitajika kwa maisha iweze kutokea. Ili mchakato huu ufanyike, oksijeni ni muhimu.
• Mtengano ni mchakato ambao vitu vya kikaboni vilivyokufa huvunjwa na kuwa maada ya kikaboni au isokaboni kama vile kaboni dioksidi, maji, n.k. Oksijeni inahitajika ili vijiumbe viweze kuoza takataka za kikaboni kwa ufanisi, lakini mtengano mwingine hutokea bila oksijeni.
• Mwako ni mwitikio wa mafuta yenye kioksidishaji kutoa joto. Ili mwako utokee lazima vitu vitatu viwepo: mafuta ya kuteketezwa, chanzo cha oksijeni, na chanzo cha joto. Kwa hivyo bila oksijeni, mwako hauwezekani.

Je, oksijeni inaweza kupatikana katika hali ya kioevu au imara?

Oksijeni ni kipengele ambacho kinaweza kuwa kigumu, kioevu, au gesi kulingana na joto na shinikizo lake.

1. Wakati oksijeni imepozwa hadi -183 ℃, inakuwa kioevu. Oksijeni ya kioevu hutumiwa kama kichochezi cha roketi.
2. Oksijeni huwa dhabiti kwa joto chini ya -218.79 ℃.

Katika hali ya kioevu na dhabiti, dutu hii ni wazi na rangi nyepesi ya anga-bluu.

Oksijeni inatoka wapi?

Oksijeni nyingi hutoka kwa mimea midogo ya baharini, inayoitwa phytoplankton , inayoishi karibu na uso wa maji na kupeperushwa na mikondo. Kama mimea yote, wao hufanya photosynthesize - yaani, hutumia mwanga wa jua na dioksidi kaboni kutengeneza chakula. Na kama tunavyojua tayari, byproduct ya photosynthesis ni oksijeni.

Wanasayansi wanaamini kwamba phytoplankton huchangia kati ya asilimia 50 hadi 85 ya oksijeni katika angahewa ya Dunia.

Kiasi kikubwa cha oksijeni kinaweza kutolewa kutoka kwa hewa iliyoyeyuka kupitia mchakato unaojulikana kama kunereka kwa sehemu. Oksijeni pia inaweza kuzalishwa kwa njia ya elektrolisisi ya maji au kwa kupokanzwa klorati ya potasiamu (KClO ₃ ).

Oksijeni inaweza kuzalishwa viwandani pia. Njia ya kawaida ya kibiashara ya kutoa oksijeni ni mgawanyo wa hewa kwa kutumia mchakato wa kunereka wa cryogenic (mchakato ambao Nitrojeni na Oksijeni hutenganishwa na hewa) au mchakato wa utangazaji wa swing ya utupu (hapa tuna mgawanyiko wa gesi fulani kutoka kwa hewa). mchanganyiko wa gesi kwa shinikizo la karibu la mazingira, na mchakato huo hubadilika hadi kwenye utupu ili kuzalisha upya nyenzo ya adsorbent).

Matumizi ya kawaida ya oksijeni

Oksijeni kama gesi inahitajika ili kuzalisha nishati katika michakato ya viwanda, jenereta na meli na pia hutumiwa katika ndege na magari. Matumizi ya kawaida ya oksijeni ni pamoja na utengenezaji wa chuma, plastiki na nguo, uwekaji shaba, uchomeleaji na ukataji wa chuma na metali nyinginezo, kipeperushi cha roketi, tiba ya oksijeni na mifumo ya kusaidia maisha katika ndege, nyambizi, anga na kupiga mbizi.

Oksijeni ina matumizi ya kati pia, katika matibabu ya magonjwa, kiwewe kikubwa, anaphylaxis, kutokwa na damu nyingi, mshtuko, degedege, na hypothermia.

Mzunguko wa oksijeni

Mzunguko wa oksijeni katika aina mbalimbali kupitia asili huitwa mzunguko wa Oksijeni. Mzunguko wa oksijeni unaelezea aina tofauti ambazo oksijeni hupatikana na jinsi inavyosonga duniani kupitia hifadhi mbalimbali. Kuna hifadhi tatu kuu za oksijeni: angahewa, biosphere na lithosphere.

Mzunguko wa oksijeni huanza na photosynthesis, wakati ambapo mimea hutoa oksijeni; basi oksijeni ambayo hutolewa na mimea hutumiwa na wanadamu, wanyama, na viumbe vingine kwa kupumua, yaani kupumua; kisha wanyama hutoa hewa ya kaboni dioksidi kurudi kwenye angahewa ambayo hutumiwa tena na mimea wakati wa photosynthesis na mzunguko unarudia.

Muhtasari

• Oksijeni ni kipengele cha kemikali kilicho na ishara O na nambari ya atomiki 8.
• Oksijeni ni wakala wa hali ya juu usio na metali na wa vioksidishaji ambao hutengeneza oksidi kwa urahisi.
• Oksijeni hupatikana kote karibu nasi, hutokea hasa kama kipengele katika angahewa, lakini inaweza kupatikana katika bahari, maziwa, mito, na vifuniko vya barafu kwa namna ya maji.
• Oksijeni inaweza kupatikana katika aina tofauti au alotropu, na inayojulikana zaidi ni dioksijeni na ozoni, lakini kuna alotropu zingine pia.
• Dioksijeni ni gesi ya diatomiki isiyo na rangi na isiyo na harufu yenye fomula O ₂ , ambayo hutengenezwa wakati atomi mbili za kipengele hufunga pamoja.
• Gesi ya oksijeni ya diatomiki (O ₂ ) kwa sasa inajumuisha 20.95% ya angahewa ya Dunia.
• Ozoni ni gesi ya buluu iliyokolea yenye harufu kali ya kipekee, yenye fomula O ₃ , ambayo ina atomi tatu za oksijeni zilizounganishwa pamoja.
• O ₃ inachukua sana ultraviolet UVB mionzi na safu ya juu ya ozoni husaidia kulinda biosphere kutokana na mionzi ya ultraviolet.
• Oksijeni ina kazi nyingi katika asili. Baadhi yao ni kupumua, kuoza, na mwako.
• Angahewa hupata oksijeni yake nyingi kutokana na usanisinuru unaofanywa na mimea, mwani(phytoplankton), na baadhi ya bakteria.
• Oksijeni inaweza kuzalishwa viwandani pia.
• Kuna matumizi mengi ya oksijeni leo, ikiwa ni pamoja na viwanda, matibabu, nk.
• Mzunguko wa oksijeni katika aina mbalimbali kupitia asili huitwa mzunguko wa oksijeni.