Кислород

Кислород  (яки уттуар,  оксиген, ачы тудыргыч , O) – Менделеевның периодик таблицасының 2 период, 16 төркем элементы. Тәртип номеры - 8. Чагыштырма атом массасы 15,9994 булган химик элемент. Табигатьтә киң таралган. Җир атмосферасы күбесенчә азоттан һәм кислородтан тора. Атмосфера һавасында кислород – 21% тәшкил итә. Кислород оксидлар формасында Җир кабыгының яртысын диярлек тәшкил итә.

Тамгасы
Кислород  элементының символы - O (О дип укыла), латин Оксиҗен исеменнән чыга.

Ачылу тарихы 
Рәсми рәвештә кислородны 1774 елның 1 августында  инглиз химигы  Джозеф Пристли терекөмеш оксидын (II) герметик савытны таркату юлы белән ачкан дип исәпләнә (Пристли көчле линза ярдәме белән кояш нурларын бу кушылмага юнәлткән). 

 

Тик Пристли башта яңа гади матдә ачкан икәнен аңламаган, ул һаваның бер өлешен аерып алдым дип уйлаган («флогистон аерылган һава»). Үзенең ачышы турында күренекле француз химигы Антуан Лавуазьега хәбәр итә. 1775 елда А. Лавуазье кислород бик күп матдәләр составында. Шулай ук һаваның бер өлеше һәм кислоталар составында булуын билгели.

Берничә ел алдарак (1771 елда) швед галиме Карл Шееле кислородны аерып алган. Ул селитраны күкерт кислотасы белән кыздырган, бүленеп чыккан азот оксидын таркаткан. Шееле Бу газны «утлы һава» дип атый һәм үзенең ачышы турында 1777 елда чыккан китапта хәбәр итә (китап соңрак чыккан өчен Пристли кислородны ачучы булып санала). Шееле үзенең ачышы турында француз химигы Лавуазьега хәбәр итә.

Терекөмешне оксидлаштыру һәм алга таба аны оксидларга таркату буенча Француз галиме Пьер Байенның нәшер ителгән хезмәтләре кислород ачышында мөһим этаплар булып тора.

Пристли һәм  Шееле хезмәтләре белән танышкач, А. Лавуазье яңа ачылган газның табигатен аңлый. Аның бу хезмәте зур әһәмияткә ия була, чөнки ул заманда хөкемлек иткән химия үсешен тоткарлаучы флогистон теориясе җиңелә. Лавуазье төрле матдәләрне яндырып барлыкка килгән элементларны үлчәп тәҗрибәләр үткәрә һәм флогистон теориясен кире кага. Янудан соң калган көлнең авырлыгы алынган матдә авырлыгынан зуррак була, димәк яну процессында матдә химик реакциягә керә (кислород белән кушыла). Бу фикер яну процесында флогистон бүленеп чыга һәм матдә авырлыгын югалта дигән тәгълимәтне кире кага.

Шулай итеп, кислород ачышында Пристли, Шееле һәм Лавуазье өлешләре бар.

Табигатьтә таралуы 
Кислород — җир кабыгында иң таралган элемент, каты җир кабыгында (башлыча силикатлар кебек кушылмалар составында) аның өлөше 47% җитә. Диңгез суы һәм төче су составында химик бәйләнештә массасы буенча 85,82% кислород тәшкил итә. Шулай ук җир кабыгында булган 1500 катнашма составында кислород бар , 
җир атмосферасында ирекле кислород күләм буенча  20,95 % һәм масса буенча 23,10 % (1015 тонна тирәсе). Әмма 3,5 млрд ел элек беренче фотосинтезлаучы архейлар барлыкка килгәнче атмосферада ирекле кислород булмаган. Зур күләмдә ирекле кислород 3,5 млрд ел элек палеопротерозой чорында җир атмосферасы глобаль үзгәрешләр кичергән чорда барлыкка килгән (3—2,3 млрд ел элек). Тәүге миллиард ел буе барлыкка килгән кислород океанда эрегән тимер тарафынан йотылып  джеспилит ятмасы барлыкка килтергән.

3—2,7 млрд ел элек кислород атмосферага бүленеп чыга башлый һәм 1,7 млрд ел эчендә хәзерге дәрәҗәнең 10% тәшкил итә .

Океан суында эрегән һәм атмосферада зур микъдарда ирекле кислород булуы күпчелек анаэроб организмнарның юкка чыгуына китерә. Шуңа карамастан, күзәнәкләрнең кислород ярдәмендә сулыш алуы аэроб организмнарга, анаэроб организмнарга караганда, күбрәк АТФ җитештерергә мөмкинлек бирә һәм аларны өстенлеккә чыгара.

540 млн ел элек кембрий башланган чорда кислород нисбәте күләм буенча 15 % — 30 % тәшкил итә. Ташкүмер чоры азагында (300 млн ел элек) кислород күләме 35%-ка җитә һәм зур-зур бөҗәкләр һәм җир-су хайваннары барлыкка килүенә булышлык итә .

Җир шарындагы кислородның күпчелек өлешен Дөнья океанындагы фитопланктоннар җитештерә. Урманнар һәм яшел үсемлекләр җитештергән кислородның 60% шул ук урманнарда черү һәм таркалу процессына тотыла.

Атмосферадагы кислород нисбәтенә кеше эшчәнлеге тәэсире бик аз дәрәҗәдә.
Хәзерге фотосинтез темпы белән исәпләгәндә атмосферадагы барлык кислородны кире кайтару өчен 2000 ел кирәк булачак.

Кислород күпчелек органик матдәләр һәм тере күзәнәкләр составына керә. Тере күзәнәкләрдә атом саны буенча кислород 25%, массасы буенча 65% чамасы .

2016 елда Дания галимнәре атмосфера составында ирекле кислород 3,8 млрд ел элек булганын исбат итте.

Алу

Сыегайтылган һавадан куу юлы 
Хәзерге вакытта сәнәгатьтә кислородны һавадан алалар.

Криоген ректификация ысулы — бүгенге көндә сәнәгатьтә төп кислород алу ысулы.
Шулай ук, мембрана технологиясен кулланучы кислород корылмалары да киң кулланыла.

Лабораторияләрдә сәнәгатьтә җитештерелгән 15 МПа басым тутырылган корыч баллоннар кулланыла.

Составында кислород булган матдәләрне таркату 
Калий перманганатын KMnO4 таркатып кислород алырга мөмкин:

 

Марганц оксиды(IV) катнашуында водород пероксидын каталик таркату реакциясе ярдәмендә кислород алырга мөмкин:

 

Калий хлораты(Бертолетов тозон) KClO3 каталик таркату ысулы белән кислород алырга мөмкин:

 

Терекөмеш оксидын таркату (t = 100 °C) кислород синтезлауның беренче ысулы була :

Су эретмәләрен электролизлау 
Селте, кислота һәм кайсыбер тозларзың (сульфатлар, селтеле металларның нитратлары) судагы сыегайтылган эретмәсеннән электролизлау — лабораториядә кислород алу ысулы.

Углекислый газ һәм перекись кушылмалары реакциясе 
Су асты дәрәҗәләрендә һәм орбитада очучы станцияләрдә гадәттә кислородны кеше сулап чыгарган углекислый газ һәм натрий пероксиды реакциясендә алына.

 

Реакциягә кергән углекислый газ һәм бүленеп чыккан кислород балансын көйләү өчен калий надпероксидын кушалар. Галәм корабларында авырлыгын җиңеләйтү өчен литий пероксидын кулланалар.

Физик үзенчәлекләре 

Нормаль шартларда кислород төсе, тәме һәм исе булмаган газ.

1 л кислородның массасы 1,429 г. Һавадан әз генә авыррак. Суда   (4,9 мл/100 г  0 °C-та, 2,09 мл/100 г  +50 °C-та) һәм спиртта (2,78 мл/100 г  +25 °C-та) .  көмештә яхшы эри (+961 °C-та 1 күләм көмештә Ag 22 күләм кислород O2 эри). Перфторланган углеводородларда да яхшы  эри (20-40 күләм %).

Атомнар арасы — 0,12074 нм. Парамагнетик булып тора, ягъни сыек хәлдә магнитка тартыла.

Җылытканда газ хәлендәге кислородның кире атомнарга диссоциацияләнә:  +2000 °C — 0,03 %,  +2600 °C — 1 %, +4000 °C — 59 %, +6000 °C — 99,5 %.

Сыек кислород (кайнау температурасы −182,98 °C) —  зәңгәрсу сыекча.

Каты хәлдәге кислород (эрү температурасы  −218,35 °C) зәңгәр кристалллар барлыкка китерә.

Искәрмәләр

Чыганаклар 
 Atomic Weights of the Elements 2001, Pure Appl. Chem. 75(8), 1107—1122, 2003. Retrieved June 30, 2005. Atomic weights of elements with atomic numbers from 1-109 taken from this source.
 IUPAC Standard Atomic Weights Revised  (2005).

Химик элементлар