一般に O2 として知られる酸素は、地球上の生命を維持するための最も重要な要素です。無色、無味、無臭のガスで、反応性が高く、他の元素と接触すると酸化物を形成します。その化学記号は「O」で、原子番号は8です。二原子分子 (O2) として存在します。
酸素は、体積で大気の 21% を形成し、重量で地球の地殻の 50% を形成します。それは多くの工業的および冶金学的目的を持っています。また、ロケット エンジン、廃水処理プロセス、スキューバ ダイバーにも使用されています。
酸素の歴史
酸素は、1774 年に英国の化学者であるジョセフ プリーストリーによって発見されました。しかし、1772 年に、カール ヴィルヘルム シェーレは、硝酸カリウムや酸化水銀などの化合物を加熱することによって酸素を得た最初の人でした。プリーストリーより数年遅い。その後、フランスの化学者、アントワーヌ・ローラン・ラヴォアジエは、呼吸と燃焼におけるその役割を実証しました.
地球上での出来事
酸素は、地球の生物圏で最も豊富な元素の 1 つです。地球の大気の 21%、海水の 89%、地殻の 50% 以上を占めています。他の元素と結合して、金属および非金属の酸化物を形成します。地球は、O2 サイクルの形成につながる O2 の濃度がこれほど高い唯一の惑星です。
酸素の性質
酸素は、摂氏 -183 度以下では淡い青色の液体で、摂氏 -218 度では固体です。
その空気の 1.1 倍の重さです。
光合成中、緑の植物は二酸化炭素を使用して O2 を生成します。これは、すべての生物が呼吸するために必要です。
O2 には 3 つの天然同位体が存在しますが、現在では人工同位体も作られています。
O2の同素体
酸素は、2 原子 (O2) と 3 原子 (O3 またはオゾン) の 2 つの形態で存在します。オゾンの形成は吸熱性 (エネルギーを必要とする) ですが、O2 への変換は遷移金属またはそれらの酸化物によって行うことができます。
純粋な O2 は、上層大気でも放電によってオゾンに変換されます。オゾンは水色で、空気の 1.6 倍の重さで、沸点は摂氏マイナス 112 度です。化学薬品、廃水処理における商業用消毒剤、繊維の漂白剤として使用されます。
酸素の別の同素体が 2001 年に発見され、テトラ酸素分子と呼ばれ、O2 や O3 よりもはるかに強力な酸化剤であり、ロケット燃料での使用に適していました。固体 O2 の別の相が 1998 年に発見されました。これは、非常に高い圧力と低温にさらされると、超伝導体のように振る舞います。
酸素はどのように生成されるのですか?
O2 は、液体空気の分別蒸留から生成されます。酸素を生成する一般的な方法を次に示します:
触媒による硝酸カリウムと塩素酸カリウムの熱分解:
2KClO3 → 2KCL +O2
2KNO3 → 2KNO2 + O2
水の電気分解を通じて:
2H2O → 2H2 + O2
重金属酸化物の熱分解による:
2HgO → 2Hg +O2
2Ag2O → 4Ag +O2
金属過酸化物または過酸化水素の熱分解による:
2H2O2 → 2H2O +O2
2Ba + O2 → 2BaO2
2BaO2 → 2Ba +O2
酸素の商業的および産業的応用
Oxygen の最も一般的な商用および産業用アプリケーションの一部を以下に示します:
下水処理場では、廃液の処理に O2 を使用します。
純粋な酸素は、ロケット燃料、潜水艦、スキューバ ギア、ダイビング ベルに使用されています。
また、鉄鋼業で高炭素鋼を吹き込む際にも使用されます。これは、酸素の助けを借りて炭素やその他の非金属不純物を揮発させるプロセスを指します。はるかに効率的な方法。
アセチレン、メタノール、エチレンオキシドの製造にも商業的に使用されています。
医学的には、全身麻酔、小児科の保育器および吸入器で使用されます。
酸素は、キルンを使用するいくつかの業界でも利用されています。
結論
O2 は、すべての生命体の生存に不可欠な主要な要素です。このガイドは、酸素についての入門書として機能します。酸素は動物の甲羅、歯、骨に存在します。また、タンパク質、炭水化物、脂肪、核酸などの有機化合物の主要なクラスにも存在します。地球の遊離酸素のほとんどは、光合成によって補充されます。酸素は、そのさまざまな形態とともに、複数の業界で使用されています。その同素体であるオゾンは、上層大気 (成層圏) で太陽の有害な紫外線を吸収します。
