گاز اکسیژن چیست

اکسیژن (Oxygen) یک عنصر شیمیایی نافلز با عدد اتمی 8 در جدول تناوبی عناصر است که آن را با نماد O نمایش می دهند. این عنصر هم در زمین و هم در سایر سیارات وجود دارد و نشانه مهمی از وجود حیات به شمار می رود. این عنصر قابلیت ترکیب با تمام عناصر، به غیر از برخی گازهای نجیب، را دارد. در فرایندهای فیزیولوژیکی تقریبا تمام موجودات شناخته شده حیاتی است و نقش پررنگی در فرایند سوختن و احتراق ایفا می کند. بیش از 46% از جرم زمین را گاز اکسیژن تشکیل داده و به همین علت به عنوان فراوان ترین عنصر در پوسته زمین شناخته شده است. نسبت حجمی اکسیژن در جو 21% (تقریبا یک پنجم) و نسبت وزنی آن در آب دریا 89% است. حدودا 60% از جرم بدن انسان ها نیز از عنصر اکسیژن تشکیل شده است.

اکسیژن یعنی زندگی اکسیژن برای زندگی حیاتی است و بیشتر موجودات زنده از اکسیژن برای تنفس سلولی استفاده می کنند. انسان و سایر حیوانات خشکی، اکسیژن را به ریه ها تنفس می کنند، سپس این گاز جذب خون شده و به سلول های بدن منتقل می شود. ماهی ها نیز از آبشش ها برای بدست آوردن اکسیژن محلول در آب استفاده می کنند. اگر اکسیژن وجود نداشته باشد، زندگی هم در زمین جریان نخواهد داشت.

مشخصات و ویژگی های گاز اکسیژن چیست؟ نماد شیمیایی:O2 عدد جرمی:15.9994 gr/mol عدد اتمی:8 چگالی در دمای صفردرجه سانتی گراد و فشار یک اتمسفر:1.4290 gr/L چگالی مایع در نقطه جوش:1.141 gr/cm3 نقطه ذوب:-218.79 ċ (-361.82 ˚F) نقطه جوش:-182.95 ċ (-297.31˚F) گرمای همجوشی:0.444 kj/mol نقطه بحرانی:5.043 pa، 154.59 k ظرفیت گرمایی:29.378 kj/mol گرمای تبخیر:6.82 kj/mol عدد اکسایش:-2، -1، 0، +1 ، +2

سایر مشخصات گاز اکسیژن به شرح زیر است: .گاز خالص .نافلز .بی رنگ .شفاف .بی بو .بی مزه .پایدار .واقع در گروه 16 و دوره 2 از جدول تناوبی عناصر .افزایش دهنده سرعت احتراق .چگالی اکسیژن خالص 1.1 برابر سنگین تر از هوا .دارای 11 ایزوتوپ پایدار

تاریخچه گاز اکسیژن چیست؟ گفتیم که حدود 21% از جو زمین را اکسیژن تشکیل می دهد؛ اما همیشه اینطور نبوده است. طبق مطالعات انجام شده، در اوایل تاریخ سیاره ما، جو تقریباً هیچ اکسیژنی نداشت. میکروب هایی که غذای خود را از طریق فتوسنتز تولید می کنند، اکسیژن را به عنوان یک محصول جانبی تولید می کنند. اکسیژن حاصل از میکروب های فتوسنتزی در نهایت در اتمسفر ایجاد شد و محیط سیاره ما و تاریخ حیات در این فرآیند را به شدت تغییر داد. اولین بار یک شیمیدان سوئدی به نام کارل ویلهلم شیله در حدود سال 1772 گاز اکسیژن را کشف کرد. این اتفاق در نتیجه گرم کردن نیترات پتاسیم، اکسید جیوه و بسیاری از مواد دیگر به دست آمد. از طرف دیگر، در سال 1774 یک شیمیدان انگلیسی به نام جوزف پریستلی به طور مستقل با تجزیه حرارتی اکسید جیوه، گاز اکسیژن را کشف کرد و یافته های خود را در همان سال منتشر کرد.

در سال های 1775-1780، یک شیمیدان فرانسوی به نام آنتوان لوران لاووازیه با بینش قابل توجهی نقش اکسیژن در تنفس و احتراق را تفسیر کرد و نظریه فلوژیستون را که تا آن زمان پذیرفته شده بود، کنار گذاشت. او به تمایل آن به تشکیل اسید از طریق ترکیب با بسیاری از مواد مختلف اشاره کرد و بر این اساس نام عنصر اکسیژن را از واژه های یونانی به معنای «اسید تشکیل دهنده» انتخاب کرد.

فرمول مولکول اکسیژن چیست؟ این عنصر در طبیعت به صورت مولکول های O2 موجود است و به عنوان یک گاز ضروری برای تداوم حیات موجودات زنده شناخته می شود. در واقع موجودات زنده (شامل انسان ها، حیوانات و گیاهان) برای ادامه حیات خود به گاز اکسیژن نیاز دارند، این گاز را از هوای اطراف خود دریافت کرده و پس از تبدیل به دی اکسید کربن، به اتمسفر و محیط اطراف خود باز می گردانند.

ایزوتوپ های عنصر اکسیژن طبیعی اکسیژن طبیعی مخلوطی از سه ایزوتوپ پایدار است؛ اکسیژن-16 (99.759 درصد)، اکسیژن-17 (0.037 درصد) و اکسیژن-18 (0.204 درصد). چندین ایزوتوپ رادیواکتیو به طور مصنوعی تهیه شده و شناخته شده است. طولانی ترین عمر، اکسیژن 15 با نیمه عمر 124 ثانیه است که برای مطالعه تنفس در پستانداران استفاده شده است.

آلوتروپی اکسیژن اکسیژن دو شکل آلوتروپیک دارد؛ دو اتمی (O2) و سه اتمی (O3 یا ازن). ویژگی های شکل دو اتمی نشان می دهد که شش الکترون اتم ها را پیوند می دهند و دو الکترون جفت نشده باقی می مانند که علت پارامغناطیس اکسیژن است. سه اتم در مولکول ازن در امتداد یک خط مستقیم قرار ندارند. ازن ممکن است از اکسیژن و بر اساس معادله زیر تولید شود: 3 O2 → 2 O3

این فرآیند گرماگیر است و برای ادامه آن باید انرژی فراهم شود. تبدیل دوباره ازن به اکسیژن دو اتمی با حضور فلزات واسطه یا اکسیدهای آن ها تقویت می شود. اکسیژن خالص با یک تخلیه الکتریکی خاموش تا حدی به ازن تبدیل می شود. همچنین این واکنش با جذب نور فرابنفش با طول موج های حدود 250 نانومتر ایجاد می شود. وقوع این فرآیند در اتمسفر فوقانی تشعشعاتی را که برای حیات در سطح زمین مضر است حذف می کند. بوی تند ازن در مناطق محدودی که در آن جرقه تجهیزات الکتریکی وجود دارد، مانند اتاق های ژنراتور، قابل توجه است. اوزون آبی روشن است. چگالی آن 1.658 برابر هوا است و نقطه جوش آن 112- درجه سانتیگراد (170- درجه فارنهایت) در فشار اتمسفر است.

ازن یک عامل اکسید کننده قوی است که قادر به تبدیل دی اکسید گوگرد به تری اکسید گوگرد، سولفیدها به سولفات، یدیدها به ید و بسیاری از ترکیبات آلی به مشتقات اکسیژن دار مانند آلدئیدها و اسیدها است. تبدیل هیدروکربن های ازن از گازهای خروجی خودرو به این اسیدها و آلدئیدها به ماهیت تحریک کننده مه دود کمک می کند. در صنعت، ازن به عنوان یک معرف شیمیایی، به عنوان یک ضد عفونی کننده، در تصفیه فاضلاب، تصفیه آب و سفید کردن منسوجات استفاده می شود.

جرم مولکولی اکسیژن عدد جرمی یا همان جرم اتمی عنصر اکسیژن، 15.9994 است. با توجه به این که مولکول اکسیژن از دو اتم تشکیل شده، جرم مولکولی آن به راحتی قابل محاسبه است. اکسیژن خالص است یا مخلوط؟ این گاز از دو اتم یکسان اکسیژن تشکیل شده و به صورت مولکول های O2 در طبیعت یافت می شود. از این رو در دسته گازهای خالص جای دارد.

موارد استفاده از گاز اکسیژن چیست؟ کاربرد گاز اکسیژن در صنایع و زندگی بسیار گسترده است و برخی از کاربردهای گاز اکسیژن در صنایع مختلف عبارت است از: .در صنایع غذایی برای حمل و نقل ماهی زنده و غذاهای دریایی .در صنایع دارویی و شیمیایی برای ایجاد شعله جهت مهر و موم کردن .آمپول های شیشه ای .در فرایند تولید فیبر نوری با درجه خلوص بالا .برای غنی سازی هوا طی مدت زمان تخمیر .به صورت گاز طبی و خالص در پزشکی .تولید انواع گاز کالیبراسیون .اکسیژن مایع به عنوان نیروی پیش رانش احتراقی در مواد منفجره در دستگاه های لیزر، برش و جوشکاری .اکسیژن مایع به عنوان سوخت های اکسید کننده موشک (وابسته به به فعالیت برنامه های فضایی) .اکسیژن خالص در زیردریایی ها و زنگ های غواصی .در برخی از صنایعی که از کوره استفاده می کنند .اکسیژن تجاری یا هوای غنی شده با اکسیژن جایگزین هوای معمولی در صنایع شیمیایی برای تولید مواد شیمیایی کنترل شده با اکسیداسیون مانند استیلن، اتیلن اکسید و متانول شده است.