- елемент, необходим за съществуването на живота на нашата планета.

кислород

Кислородът (от латински Oxygenium) е химичен елемент в Периодичната система на елементите, който има маркировката O и протонното число 8. Кислородът е основният компонент на въздуха, който всички дишаме. Източникът на кислород за атмосферата са процесите на фотосинтеза. Две трети кислород се произвежда от сухоземни растения (тропическите гори са важен източник), а останалата трета се произвежда от морски растения (главно водорасли). За първи път молекулярният кислород O2 се появява на Земята в по-големи количества през палеопротерозоя (преди 2500 - 1600 милиона години) в резултат на метаболизма на анаеробните организми. Думата кислород произлиза от две думи на гръцки, οξυς (оксис) (киселина, остър) и γεινομαι (geinomai) (хайвер).

Характеристики

При стандартна температура и налягане кислородът се появява като двуатомна молекула О2, в която два кислородни атома са свързани заедно. Кислородът е безцветен газ. В течно и твърдо състояние има светлосин цвят. Той е слабо разтворим във вода. Този факт е от голямо значение за живота на водните организми, защото им позволява да дишат. Кислородът е много реактивен елемент. Реакциите на сливане на кислород най-често са екзотермични.

Основното свойство на кислорода е, че той действа като силно окислително средство. С изключение на халогени, редки газове и някои благородни метали, кислородът се комбинира директно с всички елементи. Обикновено се изисква по-висока температура за започване на споменатите реакции, но тогава топлината на вече освободената реакция е достатъчна, за да протекат спонтанно. Ако екзотермичните реакции на веществата с кислород са придружени от развитието на светлина, те се наричат ​​горене. За да може дадено вещество да се възпламени, то трябва да се нагрее до температура на запалване, която варира в зависимост от веществото. Чрез доставената топлина изпареното вещество реагира с кислород, отделяйки толкова голяма реакционна топлина, че твърдите компоненти на горивните газове се загряват и светват. След това допълнителни количества от веществото се изпаряват чрез лъчиста топлина, изгарят се и т.н., докато веществото изгори.

Кислородът като диоксиген (двувалентна молекула О2) е най-разпространен на Земята.

• Кислородният газ е 21 обемни% в атмосферата. Океанската вода, която покрива 2/3 от земната повърхност, се състои от 86 тегловни% кислород.
• В земната кора кислородът е основният елемент, присъства в почти всички скали. Съдържанието му се изчислява на 46 - 50% тегловни. В по-дълбоките слоеве на земното тяло съдържанието на кислород намалява и се приема, че той присъства в земното ядро ​​само в следи.
• Кислородът е много по-нисък в пространството. На 1000 водородни атома има само един кислороден атом.

В допълнение към обичайните двуатомни молекули O2, кислородът се среща и под формата на триатомна молекула като озон O3. При нормални условия това е силно реактивен газ със син цвят и характерна миризма с изключително силни окислителни ефекти. При -112 ° C той се кондензира до течен тъмно син озон и при -193 ° C се образува червено-виолетов твърд озон. Приготвянето на озон е сравнително лесно чрез безшумен електрически разряд в атмосфера на чист кислород. Това създава смес от кислород и озон, където съдържанието на O3 обикновено достига 10%. Чистият озон може да се получи чрез фракционна дестилация на тази газообразна смес.

• В медицината се използва за стерилизация на инструменти. Ефектите от сравнително популярната днес озонотерапия, която според нейните поддръжници трябва да доведе до регенерация на клетките и тъканите, са малко спорни. Противниците на този метод посочват възможните рискове от подобни подмладяващи процедури, поради високата реактивност и токсичността на озона.
• Бактерицидните ефекти на озона се използват за дезинфекция на питейна вода вместо често използвания дезинфектант на газообразни газове с хлор или хипохлорит.
• Силните окислителни ефекти на озона много често се използват в хартиената промишленост за избелване на целулоза за производство на хартия.

Озонов слой

Изключително важна роля за земния живот играят т.нар озоновият слой на атмосферата, който предпазва планетата от ултравиолетова слънчева светлина. Това е част от стратосферата на височина 25-35 км над земната повърхност, в която има значително повишено съотношение на озон към обикновен двуатомен кислород.

Приземен озон

Обратното на полезния за живота озон в стратосферата е приземният озон, който се среща точно над земната повърхност. Този газ е опасен за човешкото здраве, причинява дразнене и респираторни заболявания, увеличава риска от астматични пристъпи, дразнене на очите и главоболие. Повишено образуване на приземен озон се наблюдава особено в горещите летни дни в населени места с висока концентрация на отработени газове от автомобилни двигатели, където съдържанието на азотни оксиди и газообразни въглеводороди във въздуха се увеличава. Това явление се нарича сух смог, а според честото му появяване също и смог в Лос Анджелис. През последните години всички леки автомобили са оборудвани с катализатори, които превръщат азотните оксиди в инертен азотен газ и токсичния въглероден окис в относително безвреден CO2.

Въвеждането на тези мерки успя да намали концентрацията на приземния озон в големите индустриални центрове с няколко десетки процента.

Наскоро беше открита, че нова форма на кислород в кватернерната молекула, тетраоксиген (O4), е тъмночервена в твърдо състояние в резултат на налягане от 20 GPa. Неговите свойства са проучени за използване в ракетни горива и подобни области на приложение, тъй като е много по-силен окислител от O2 или O3.