Οξυγόνο - online παζλ

Οξυγόνο

Το οξυγόνο (αγγλικά: oxygen) είναι το χημικό στοιχείο με χημικό σύμβολο O και ατομικό αριθμό 8. Είναι ένα μέλος των χαλκογόνων. Είναι, ακόμη, ένα πολύ δραστικό αμέταλλο χημικό στοιχείο και ένα οξειδωτικό μέσο που γρήγορα σχηματίζει χημικές ενώσεις, συγκεκριμένα οξείδια, με τα περισσότερα άλλα χημικά στοιχεία. Κατά μάζα, το οξυγόνο είναι το 3ο σε αφθονία χημικό στοιχείο στο σύμπαν, δηλαδή αμέσως μετά το υδρογόνο και το ήλιο. Δύο άτομα οξυγόνου ενώνονται για να σχηματίσουν «διοξυγόνο», δηλαδή μια διατομική αλλομορφή του στοιχειακού οξυγόνου, που όταν είναι χημικά καθαρό και υπό κανονικές συνθήκες, είναι ένα αέριο άχρωμο, άοσμο και άγευστο, με μοριακό τύπο O2.

Πολλές μεγάλες κατηγορίες οργανικών μορίων σε ζωντανούς οργανισμούς, όπως πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα, υδατάνθρακες και λίπη, περιέχουν οξυγόνο, όπως επίσης συμβαίνει και με μεγάλης σημασίας ανόργανες ενώσεις (όπως για παράδειγμα το φωσφορικό οξύ) που αποτελούν συστατικά ζωικών εξωσκελετών, δοντιών και οστών. Άλλωστε, το μεγαλύτερο ποσοστό της μάζας των ζωντανών οργανισμών αποτελείται από οξυγόνο, ως κύριο μέρος της μάζας του νερού, που περιέχουν ως κυριότερο συστατικό τους οι μορφές ζωής. Για παράδειγμα, το ανθρώπινο σώμα αποτελείται κατά τα 2/3 της μάζας του από οξυγόνο. Το στοιχειακό οξυγόνο στη Γη παράγεται από κυανοβακτήρια, φύκη και φυτά, και χρησιμοποιείται από όλη τη σύνθετη ζωή του πλανήτη για την κυτταρική αναπνοή. Το οξυγόνο είναι τοξικό για τους υποχρεωτικά αναερόβιους οργανισμούς, που κυριαρχούσαν στη Γη κατά τα αρχικά στάδια της γέννησης και ανάπτυξης του φαινομένου της ζωής στον πλανήτη μας, πριν το στοιχειακό διοξυγόνο αρχίσει να συσσωρεύεται στην ατμόσφαιρα, δηλαδή περίπου πριν από 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν από σήμερα (δείτε το λήμμα μεγάλη οξυγονογένεση). Η ζωή είχε αρχίσει να εμφανίζεται στη Γη πριν από περίπου 1 δισεκατομμύρια χρόνια. Το διατομικό αέριο οξυγόνο αποτελεί το 20,8% κατ' όγκο του ατμοσφαιρικού αέρα της Γης. Το οξυγόνο είναι το πιο άφθονο χημικό στοιχείο κατά μάζα, κυρίως ως διοξείδιο του πυριτίου (SiO2), του φλοιού της Γης, αποτελώντας συνολικά σχεδόν το ήμισυ της μάζας του.

Το οξυγόνο αποτελεί σημαντικό τμήμα της ατμόσφαιρας της Γης και είναι απαραίτητο για τη διατήρηση του μεγαλύτερου μέρους της γήινης ζωής, καθώς χρησιμοποιείται από την αναπνοή. Ωστόσο, είναι πολύ δραστικό χημικά για να παραμείνει ως ελεύθερο στοιχείο στην ατμόσφαιρα του πλανήτη μας χωρίς τη συνεχή αναπλήρωσή του από τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα ζωντανών οργανισμών (συγκεκριμένα των φυτών), που χρησιμοποιούν την ενέργεια του ηλιακού φωτός για να παράγουν στοιχειακό υγρό από το νερό. Μια άλλη αλλομορφή του οξυγόνου, το όζον (O3) απορροφά ισχυρά την UVB ακτινοβολία και συνεπώς το στρατοσφαιρικό στρώμα του όζοντος βοηθά την προστασία της βιόσφαιρας από την υπεριώδη ακτινοβολία, αλλά αντίθετα το τροποσφαιρικό όζον αποτελεί ρύπο κοντά στην επιφάνεια της Γης, αποτελώντας συστατικό της αιθαλομίχλης. Σε ακόμη μεγαλύτερα υψόμετρα από τη στρατόσφαιρα, η αλλομορφή του ατομικού οξυγόνου έχει σημαντική παρουσία και προκαλεί τη διάβρωση διαστημοπλοίων.

Το οξυγόνο ανακαλύφθηκε, ανεξάρτητα, από τους Καρλ Βίλχελμ Σέελε (Carl Wilhelm Scheele), στην Ουψάλα το 1773, ή λίγο νωρίτερα, και τον Τζόζεφ Πρίστλυ (Joseph Priestley), στο Γουίλτσαϊρ (Wiltshire) το 1774, αλλά ο δεύτερος δημοσίευσε πρώτος την εργασία του. Το όνομα «οξυγόνο» δόθηκε το 1777 από τον Λαβουαζιέ. Τα πειράματα του τελευταίου διέλυσαν την τότε δημοφιλή θεωρία του φλογιστού για την καύση και τη διάβρωση. Η ονομασία «οξυγόνο» προήλθε από τις ελληνικές λέξεις «ὀξύ» + «γεννῶ», γιατί κατά την εποχή της ονοματοδοσίας του επικρατούσε η εσφαλμένη ιδέα ότι τα οξέα χρειάζονται οξυγόνο για να πραγματοποιήσουν τις χαρακτηριστικές τους αντιδράσεις διάβρωσης.

Το οξυγόνο παράγεται βιομηχανικά με κλασματική απόσταξη υγροποιημένου (ατμοσφαιρικού) αέρα, με τη χρήση ζεολίθων με κυκλική συμπίεση για τη συγκέντρωση οξυγόνου από τον αέρα, με ηλεκτρόλυση του νερού, και ενίοτε με άλλους τρόπους. Η χρήση στοιχειακού οξυγόνου περιλαμβάνει την παραγωγή χάλυβα, πλαστικών, υφασμάτων, επεξεργασία μετάλλων, προώθηση πυραύλων, οξυγονοθεραπεία, συστήματα υποστήριξης ζωής σε αεροσκάφη, υποβρύχια, διαστημόπλοια και δύτες.

Η εμπορική κατανάλωση οξυγόνου στις Η.Π.Α. υπερβαίνει τους 20 εκατομμύρια τόνους ετησίως. Ο εμπλουτισμός με οξυγόνο των υψικαμίνων στις χαλυβουργίες αντιπροσωπεύει τη μεγαλύτερη βιομηχανική χρήση του φυσικού αερίου. Μεγάλες ποσότητες χρησιμοποιούνται επίσης στην παρασκευή μίγματος αερίων κατά την παραγωγή αμμωνίας και μεθανόλης, καθώς και για οξυ-ακετυλενικές συγκολλήσεις. Στα νοσοκομεία συχνά χρησιμοποιείται για την ενίσχυση της αναπνοής των ασθενών.

Το φυσικό οξυγόνο αποτελείται από τρία (3) σταθερά ισότοπα: το 16Ο (σε ποσοστό 99,762 %), το 17Ο και το 18O.