เรามักจะได้ยินว่าออกซิเจนมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต และไม่มีชีวิตใดที่ปราศจากออกซิเจน นอกจากนี้ เราได้ยินมาว่าน้ำมีออกซิเจน หรือมีออกซิเจนอยู่ในอากาศ ในดิน และในร่างกายของเรา แต่ออกซิเจนคืออะไรกันแน่และมีความสำคัญอย่างไร?
ขอหารือ:
ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีสัญลักษณ์ O และเลขอะตอม 8 ซึ่งหมายความว่ามีโปรตอนแปดตัวในนิวเคลียส เป็นสมาชิกของกลุ่ม chalcogen ในตารางธาตุ กลุ่มนี้เรียกอีกอย่างว่าตระกูลออกซิเจน ประกอบด้วยธาตุออกซิเจน
ออกซิเจนเป็นสารออกซิไดซ์ที่ไม่ใช่โลหะที่มีปฏิกิริยาสูงซึ่งพร้อมสร้างออกไซด์ซึ่งเป็นสารประกอบทางเคมีที่มีอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอมหรือมากกว่ารวมกับองค์ประกอบอื่น
ออกซิเจนเป็นธาตุที่มีมวลมากเป็นอันดับสามในเอกภพ รองจากไฮโดรเจนและฮีเลียม เป็นธาตุที่ไม่ใช่โลหะและพบได้ตามธรรมชาติในรูปของโมเลกุล
ออกซิเจนมีอยู่รอบตัวเรา เป็นหนึ่งในอะตอมที่ประกอบเป็นน้ำร่วมกับไฮโดรเจน
ออกซิเจนส่วนใหญ่เกิดขึ้นเป็นองค์ประกอบในชั้นบรรยากาศ นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นในมหาสมุทร ทะเลสาบ แม่น้ำ และแผ่นน้ำแข็งในรูปของน้ำ เกือบ 89% ของน้ำหนักน้ำคือออกซิเจน
ออกซิเจนถูกแยกออกโดย Michael Sendivogius ก่อนปี 1604 แต่โดยทั่วไปเชื่อกันว่าธาตุนี้ถูกค้นพบโดยอิสระโดย Carl Wilhelm Scheele ใน Uppsala ในปี 1773 หรือก่อนหน้านั้น และ Joseph Priestley ใน Wiltshire ในปี 1774
Priestley มักให้ความสำคัญกับงานของเขาเพราะงานของเขาได้รับการตีพิมพ์ก่อน อย่างไรก็ตาม Priestley เรียกออกซิเจนว่า "dephlogisticated air" และไม่ทราบว่าเป็นองค์ประกอบทางเคมี
ชื่อออกซิเจนตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2320 โดยอองตวน ลาวัวซิเยร์ ซึ่งเป็นคนแรกที่รู้จักออกซิเจนเป็นองค์ประกอบทางเคมีและจำแนกบทบาทของออกซิเจนในการเผาไหม้ได้อย่างถูกต้อง
Allotropes เป็นรูปแบบที่แตกต่างกันขององค์ประกอบเดียวกัน ออกซิเจนสามารถพบได้ในรูปแบบต่างๆ หรือ allotropes ที่รู้จักกันมากที่สุดคือไดอ็อกซิเจนและโอโซน
ไดอ็อกซิเจน
ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน อะตอมของธาตุ 2 อะตอมจับกันเพื่อสร้างไดอ็อกซิเจน ซึ่งเป็นก๊าซไดอะตอมที่ไม่มีสีและไม่มีกลิ่นซึ่งมีสูตร O 2 แต่ละโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมออกซิเจน 2 อะตอมที่เชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนา ออกซิเจนมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ ดังนั้นจึงอยู่ในสถานะก๊าซที่อุณหภูมิห้อง
ก๊าซไดอะตอมออกซิเจน
ออกซิเจน (O 2 ) นี้มีความสำคัญต่อ การหายใจ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ถ่ายโอนพลังงานจากกลูโคสไปยังเซลล์ในสิ่งมีชีวิต
สัตว์จะดึงเอาออกซิเจนไปใช้ ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ในทางกลับกัน พืชใช้คาร์บอนไดออกไซด์เป็นแหล่งคาร์บอนและส่งออกซิเจนกลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศ ออกซิเจนถูกสร้างขึ้นระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชและจุลินทรีย์หลายชนิด
ออกซิเจนมีบทบาทในกระบวนการทางสรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมดที่รู้จัก และเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเผาไหม้
โอโซน
มีออกซิเจนอีกรูปแบบหนึ่ง (allotrope) ชื่อ โอโซน
O 3 ซับรังสีอัลตราไวโอเลตได้อย่างมาก
allotropes ของออกซิเจนที่รู้จักกันอื่น ๆ ได้แก่ :
ออกซิเจนมีหน้าที่หลายอย่างในธรรมชาติ บางส่วนคือการหายใจ การสลายตัว และการเผาไหม้
ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่สามารถเป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซได้ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน
ทั้งในสถานะของเหลวและของแข็ง สสารจะใสและมีสีฟ้าอ่อน
ออกซิเจนส่วนใหญ่มาจากพืชทะเลขนาดเล็กที่เรียกว่า แพลงตอนพืช ซึ่งอาศัยอยู่ใกล้ผิวน้ำและล่องลอยไปตามกระแสน้ำ เช่นเดียวกับพืชทุกชนิด พวกมันสังเคราะห์ด้วยแสง นั่นคือพวกมันใช้แสงแดดและคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อทำอาหาร อย่างที่เราทราบกันดีอยู่แล้วว่าผลพลอยได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงคือออกซิเจน
นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าแพลงก์ตอนพืชก่อให้เกิดออกซิเจนระหว่าง 50 ถึง 85 เปอร์เซ็นต์ในชั้นบรรยากาศของโลก
สามารถสกัดออกซิเจนจำนวนมากจากอากาศเหลวผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการกลั่นแบบเศษส่วน ออกซิเจนยังสามารถผลิตได้จากการอิเล็กโทรลิซิสของน้ำหรือโดยการให้ความร้อนกับโพแทสเซียมคลอเรต
สามารถผลิตออกซิเจนในเชิงอุตสาหกรรมได้เช่นกัน วิธีการเชิงพาณิชย์ทั่วไปในการผลิตออกซิเจนคือการแยกอากาศโดยใช้กระบวนการกลั่นด้วยความเย็น (กระบวนการที่แยกไนโตรเจนและออกซิเจนออกจากอากาศ) หรือกระบวนการดูดซับแบบสวิงสุญญากาศ (ในที่นี้ เรามีการแยกก๊าซบางชนิดออกจาก ของผสมที่เป็นก๊าซที่ความดันบรรยากาศใกล้เคียง จากนั้นกระบวนการจะแกว่งไปที่สุญญากาศเพื่อสร้างวัสดุดูดซับขึ้นใหม่)
ออกซิเจน ในฐานะก๊าซจำเป็นต่อการผลิตพลังงานในกระบวนการทางอุตสาหกรรม เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และเรือ และยังใช้ในเครื่องบินและรถยนต์อีกด้วย การใช้ออกซิเจนทั่วไป ได้แก่ การผลิตเหล็ก พลาสติก และสิ่งทอ การประสาน การเชื่อม และการตัดเหล็กและโลหะอื่นๆ จรวดขับดัน การบำบัดด้วยออกซิเจน และระบบช่วยชีวิตในเครื่องบิน เรือดำน้ำ การบินอวกาศ และการดำน้ำ
ออกซิเจนยังมีประโยชน์อยู่ตรงกลางในการรักษาโรค การบาดเจ็บรุนแรง ภาวะภูมิแพ้ เลือดออกมาก ช็อก ชักเกร็ง และอุณหภูมิต่ำกว่าปกติ
การหมุนเวียนของออกซิเจนในรูปแบบต่างๆ ตามธรรมชาติเรียกว่า วัฏจักรออกซิเจน วัฏจักรของออกซิเจนอธิบายถึงรูปแบบต่างๆ ที่พบออกซิเจนและวิธีที่ออกซิเจนเคลื่อนที่บนโลกผ่านแหล่งกักเก็บต่างๆ มีแหล่งกักเก็บออกซิเจนหลักสามแห่ง: บรรยากาศ ชีวมณฑล และธรณีภาค
วัฏจักรออกซิเจนเริ่มต้นด้วยการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งในระหว่างนั้นพืชจะปล่อยออกซิเจนออกมา จากนั้นออกซิเจนที่พืชปล่อยออกมาจะถูกใช้โดยมนุษย์ สัตว์ และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เพื่อการหายใจ กล่าวคือการหายใจ จากนั้นสัตว์จะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศซึ่งพืชจะใช้อีกครั้งในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงและวัฏจักรจะเกิดขึ้นซ้ำ
