Oksigen

Oksigen(lat.oxygenium, kimyada işlənən qısaltmasıO) —Dmitri Mendeleyevinelementlərin dövri sistemində8-ci element.
Oksigen— kimyəvi cəhətdən qeyri-metal,xalkogenlərqrupundan ən asan elementdir. Normal şəraitdə sadə bir maddə kimi, rəngsiz, dadı və qoxusu olmayan bir qazdır, molekulu iki oksigen atomundan (O2düsturundan) ibarətdir və buna görə oksigen də deyilir.Maye oksigenaçıq mavi rəngdədir, bərk oksigen isə açıq mavi kristaldır. Dərsdəki reaksiyaları yazaraq öyrənməyiniz sizin üçün çox yaxşı olacaqdır.
Oksigenin digər allotropik formaları var, məsələn, ozon — normal şəraitdə, molekulu üç oksigen atomundan (formula O3) ibarət olan xüsusi bir qoxusu olan mavi rəngli bir qazdır.
Cozef Pristlicivəoksidini HgO iki tərəfi qabarıq linza vasitəsi ilə qızdırırdı. Qızdırarkən, o, civənin və çox miqdarda qazın əmələ gəlməsini görüb. Əvvəlcə onu hava zənn edib. Cozef Pristli qaz olan borunun içinə yanan şamı saldı və qeyri adi bir şey gördu. Şam işıqlı alovda yanırdı. Həmin qaz olan gümbəzin altında yerləşən siçanlar özlərini yaxşı hiss edib, hərəkət edirdilər. Cozef Pristli qazın təsirini öz üzərində sınadı. Nəfəs almaq asan və xoş idi. "Kim bilir, – yazırdı o, – bəlkə bu təmiz hava zaman keçdikcə çox dəbli zinət əşyası olacaq, hal-hazırda isə bu həzzi siçanlar aldı".
Daha sonra məlum oldu ki, oksigeni hələXVII əsrdəholland alimiKornelius Drebbelkəşf etmişdir. O, oksigendən özünün düzəltdiyi yeraltı qayıqda istifadə edirdi. Bu kəşf sirr olaraq qaldı, çünki o zamanlar qayıq hərbi texnika sayılırdı.
Oksigenin əhəmiyyətini həqiqi dəyərləndirən ilk olaraq fransız alimiAntuan Lavuazyeolub. 1775-ci ildə qoyulan eksperimentlər nəticəsində, o tənəffüs və yanma proseslərini maddələrin oksigenlə əlaqəsi kimi izah edə bildi. Bu müasir "oksigen" adını Lavuazye təklif etdi.
Oksigenatmosfer,litosfervəhidrosferqatları kütləsinin təqribən 49,4%-i oksigenin payına düşür. Birləşmə şəklində oksigen torpağın, suyun, dağ süxurlarının, filizlərin, mineralların əsas tərkib hissəsini təşkil edir. Təbii suların 88,88%-i, çay qumunun 53,5%-i oksigen elementindən ibarətdir. Oksigen bütün canlı orqanizmlərin tərkibinə daxildir. Məsələn-İnsan bədəninin 65%-i oksigendir.
Təbii birləşmələrdə oksigen elementinin üç izotopuna rast gəlinir. Bunlardan ən çox yayılan nisbiatom kütləsi16 olan izotopdur.
Oksigen yanmır, yanmağa kömək edir.
Oksigensözü (XIX əsrinəvvəllərində "turşulaşdırıcı" adlanırdı),digərneologizmlərləbirlikdə "turşu" sözünüMixail Lomonosovrus dilində müəyyən dərəcədə tanıtdı, beləliklə, "oksigen" sözü, öz növbəsində, A. Lavuaziyer tərəfindən təklif olunan "oksigen" (fr.oxygène) sözünün bir izləmə kağızı idiγεννάω— "doğururam") — orijinal mənası — "turşu" ilə əlaqəli olan " turşu yaradan" kimi tərcümə olunur, müasir beynəlxalqnomenklaturayagörə əvvəlləroksidləradlanan maddələri nəzərdə tuturdu.
XX əsrin birinci yarısına kimiköhnə Azərbaycan dilindəbu element üçünMüvəllidülhümuzə(az.-əski.موَلِدالحُموزه‎) sözü işlənilirdi.
Rəsmi olaraqoksigenin İngilis kimyaçısıCozef Pristlitərəfindən 1 avqust 1774-cü ildə möhürlənmiş bir qabda civə oksidini parçalayaraq kəşf edildiyi güman edilir
(Pristli, güclü bir lensdən istifadə edərək bu birləşmədə günəş şüalarını istiqamətləndirdi).
Lakin, Pristli əvvəlcə yeni bir sadə maddə kəşf etdiyini başa düşmədi,o, havanın tərkib hissələrindən birini təcrid etdiyinə inanırdı (və bu qazı "boşaldılmış hava" adlandırdı).Pristli kəşfini məşhur fransız kimyaçısı Antuan Lavuazyeyə açıqlamışdı. 1775-ci ildəAntuan Lavuazyeoksigeninhavanınayrılmaz bir hissəsi olduğunu təsbit etdi.
Bir neçə il əvvəl (1771-ci il) oksigenİsveçkimyaçısıKarl Vilhelm Şeyeletərəfindən alındı. Şeyele bu qazı "odlu hava" adlandırdı və kəşfini 1777-ci ildə nəşr olunan bir kitabda təsvir etdi (məhz kitab Pristli tərəfindən kəşf edildiyini elan etdikdən sonra nəşr olunduğu üçün sonuncu oksigen kəşfçisi hesab olunur). Şeyele Lavuazye ilə təcrübəsi barədə də məlumat verdi. Oksigenin tapılmasını asanlaşdıran mühüm addım, civənin oksidləşməsi və oksidin sonrakı parçalanması ilə bağlı əsərlər yazan fransız kimyaçısı Piyer Bayenanın işi idi.
Nəhayət, A. Lavuazye Pristliy və Şeyelenin məlumatlarından istifadə edərək əldə edilmiş qazın mahiyyətini başa düşdü. Onun işi çox böyük əhəmiyyətə malik idi, çünki bunun sayəsində o dövrdə dominant olan və kimya elminin inkişafına mane olan fologiston nəzəriyyəsi ləğv edildi. Lavuazye, müxtəlif maddələrin yanması ilə əlaqədar bir təcrübə apardı və nəticələrini yandırılmış elementlərin ağırlığına dair dərc edərək, fologiston nəzəriyyəsini təkzib etdi.Külünçəkisi Lavuazyeyə yanma zamanımaddəninkimyəvi bir reaksiya (oksidləşmə) olduğunu iddia etmək hüququ verən elementin ilkinçəkisiniaşdı,bu baxımdan başlanğıc maddənin kütləsi artır, bu da fologiston nəzəriyyəsini təkzib edir.
Beləliklə, oksigen kəşfinin əhəmiyyəti Pristli, Şeyele və Lavuazye arasında bölüşdürülür.
Oksigen yer qabığındakı ən bolelementdirvə bərk yer qabığının kütləsinin 47% -ni təşkil edir (müxtəlif birləşmələr, əsasənsilikatlar). Dəniz və şirin sularda çox miqdarda bağlı oksigen var — 85,82% (çəkisi ilə).Yer qabığının1500-dən çox birləşməsində oksigen var.
Atmosferdəsərbəst oksigenin miqdarı həcmi ilə 20,95%, çəkisi ilə 23,10% (təxminən 1015ton) təşkil edir. Ancaq 3.5 milyard il əvvəl Arxey erasında ilk fotosintetik mikroblar meydana gəlməmişdən əvvəl atmosferdə praktiki olaraq yox idi. Paleoproterozoyda (3–2.3 milyard il əvvəl) atmosferin tərkibindəki qlobal dəyişiklik (oksigen fəlakəti) nəticəsində çox miqdarda sərbəst oksigen meydana gəlməyə başladı. İlk milyard il ərzində demək olar ki, bütün oksigen okeanlarda həll edilmiş dəmir ilə əmilir və jespilit yataqları əmələ gəldi. 3–2,7 milyard il əvvəl atmosferə buraxılmağa başladı və 1.7 milyard il əvvəl mövcud səviyyənin 10% -ə çatdı.
Okeanlardavəatmosferdəçox miqdarda həll edilmiş və sərbəst oksigenin olması əksəranaeroborqanizmlərin məhv olmasına səbəb oldu. Bununla birlikdə, hüceyrə ilə oksigen ilə tənəffüs etmək, aerob orqanizmlərə anaerobikdən daha çox ATP çıxarmağa imkan verərək onlarıdominanthala gətirdi.
540 milyon il əvvəlKembri dövründənbəri, oksigenin həcmi ilə 15% -dən 30% -ə qədər arasında dəyişdi. Karbonif dövrün sonuna (təxminən 300 milyon il əvvəl), həcmi ilə səviyyəsi ən yüksək səviyyəyə 35% -ə çatdı,hansi ki,bu zamanböcəklərinvəamfibiyalarınböyük ölçüsünə köməklik etdi.
Yer kürəsindəkioksigenin böyük hissəsi okeanlarınfitoplanktonutərəfindən ifraz olunur. Canlıların istifadə etdiyi oksigenin təxminən 60% -i çürüməyə və parçalanmaya, meşələrin istehsal etdiyi oksigenin 80% -i meşə bitkilərinin çürüməsinə və parçalanmasına gedir.
İnsan fəaliyyətiatmosferdəkisərbəst oksigen miqdarına çox az təsir göstərir. İndikifotosintezsürətində atmosferdəki bütün oksigenin bərpası üçün təxminən 2000 il lazım olacaq.
Oksigen bir çox üzvi maddələrin bir hissəsidir və bütün canlı hüceyrələrdə mövcuddur.
Canlı hüceyrələrdəkiatomlarınsayına görə təxminən 25%, kütləvi hissə ilə — təxminən 65%-dir.
2016-cı ildəDanimarkaalimləri, sərbəst oksigeninatmosferdə3,8 milyard il əvvəl olduğunu sübut etdilər.
Hal-hazırda sənayedə havadan oksigen əldə edilir. Oksigen istehsalının əsas sənaye üsulu kriogen distillədir.Membrantexnologiyasıəsasında fəaliyyət göstərən oksigen qurğuları da yaxşı tanınıb və sənayedə uğurla istifadə olunur.
Laboratoriyalar, təxminən 15 Pa təzyiqdəpoladsilindrlərdə verilən sənaye oksigenindən istifadə edirlər.
Kalium permanganatın KMnO4istiləşməsi ilə az miqdarda oksigen əldə etmək olar:
Manqan(IV) oksidinin iştirakı ilə H2O2hidrogen peroksidinkatalitik parçalanmasında da istifadə olunur:
Oksigen kalium xloratın(bertolle duzu)KClO3katalitik parçalanması ilə əldə edilə bilər:
Civə(II) oksidinin parçalanması (t = 100 ° C-də) oksigen sintezinin ilk üsulu idi:
Oksigen istehsalının laborator üsullarına qələvi, turşu və müəyyən duzların (sulfatlar,qələvi metallarınnitratları) seyreltilmiş sulu məhlullarınınelektrolizidaxildir:
Sualtı qayıqlarda və orbital stansiyalarda adətən insanlar tərəfindən ifraz olunannatriumperoksid və karbon dioksid reaksiyası ilə əldə edilir:
Udulmuşkarbondioksid və sərbəst oksigen arasındakı tarazlığı qorumaq üçün onakaliumsuperoksidi əlavə olunur.Kosmik gəmilərdəlitium peroksid bəzən çəki azaltmaq üçün istifadə olunur.
Normal şəraitdə oksigen rəngi, dadı və ya qoxusu olmayan bir qazdır.
Bunun 1 litrinin kütləsi 1,429 qramdır. Havadan bir az daha ağırdır. Suda (0 ° C-də 4.9 ml / 100 q, +50 ° C-də 2.09 ml / 100 qr) və spirtdə (+25 ° C-də 2.78 ml / 100 qr) bir az həll olunur. Ərimişgümüşdəçox həll olunur (22 həcmli O2, 1 həcmli Ag +961 ° C-də). Perluorlukarbohidrogenlərdəyaxşı həll olunur (20–40 %).
Interatomik məsafə 0.12074 nm-dir.Parametrdir. Maye şəklində birmaqnitilə cəlb olunur.
Qazlı oksigen qızdırdıqda, onunatomlaraçevrilən dağılması baş verir: +2000 ° C — 0,03%, +2600 ° C — 1%, +4000 ° C — 59%, +6000 ° C — 99,5%.
Maye oksigen(qaynama nöqtəsi −182.98 ° C) solğunmavirəngli bir mayedir.
Qatı oksigen (ərimə nöqtəsi −218.35 ° C) — mavi kristallardır. 6 məlum kristal faza var, bunlardan üçü 1normal atmosfer təzyiqindəmövcuddur:
Yüksək təzyiqdə daha üç mərhələ meydana gəlir:
Ftordansonra ən aktiv qeyri-metal olan güclü bir oksidləşdiricimaddə,helium,neon,arqonxaricində bütün elementlərlə ikili birləşmələr (oksidlər) əmələ gətirir. Ən çox yayılmış oksidləşmə vəziyyəti −2-dir. Bir qayda olaraq, oksidləşmə reaksiyası istiliyin yayılması ilə davam edir və artan temperaturla sürətlənir (bax.Yanma). Otaq temperaturunda davam edən reaksiyalara misal:
Qarışıqları oksidləşdirir,hansıki, maksimum oksidləşmə vəziyyəti olmayan elementlərdən ibarətdir:
Yanma reaksiyalarında əksər üzvi birləşmələri oksidləşdirir:
Müəyyən şərtlərdə üzvi birləşmənin mülayim bir oksidləşməsini aparmaq mümkündür:
Oksigen Au və inert qazlardan (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) başqa bütün sadə maddələrlə birbaşa (normal şəraitdə, qızdırıldıqda və / və yakatalizatorlarıniştirakı ilə) reaksiya verir;halogenlərilə reaksiyalar elektrik boşalması və ya ultrabənövşəyi radiasiyanın təsiri altında baş verir. Dolayı yolla qızıl və ağır inert qazların oksidləri (Xe, Rn)əldə edilir. Digər elementlərlə birlikdə bütün iki elementli oksigen birləşmələrində oksigen,flüorolan birləşmələr istisna olmaqla, oksidləşdirici maddə rolunu oynayır.
Oksigen oksigen atomunun formal olaraq −1-ə bərabər olan bir oksidləşmə vəziyyəti ilə peroksid əmələ gətirir.
KaliumK,rubidiumRb vəseziumCs oksigenlə reaksiya verərək superperoksid əmələ gətirirlər:
Bu reaksiyada,oksigen eksponatlar bərpaedici xüsusiyyətlərə malikdir.
Oksigentənəffüs,yanma, çürümə proseslərini dəstəkləyir.
Sərbəst formadaelementiki allotropik dəyişiklikdə mövcuddur: O2və O3(ozon). 1899-cu ildə qurulanPyer KürivəMariya Küriionlaşdırıcı şüalanmanın təsiri ilə O2O3-ə daxil olur. Buionhəqiqətən varsa, onda oksigen oksidləşmə dərəcəsi +4-ə bərabər olacaqdır.
Poladistehsalının konvertor üsulu və ya mat emal oksigen istifadəsi ilə əlaqədardır. Bir çox metallurgiya bölməsində yanacağın daha səmərəli yanması üçün ocaqlarda hava yerinə oksigen-hava qarışığı istifadə olunur.
Mavi rəngli silindrlərdəki oksigen alov kəsmə vəmetallarınqaynaqlanması üçün geniş istifadə olunur.
Maye oksigen,hidrogen peroksid, azot turşusu və digər oksigen zəngin birləşmələr raket yanacağında oksidləşdirici vasitə kimi istifadə olunur.Maye oksigenvə maye ozon qarışığı raket yanacağının ən güclü oksidləşdiricilərindən biridir (hidrogen-ozon qarışığının xüsusiimpulsubir cüt hidrogen-florin və hidrogen-oksigenflüoridiüçün xüsusi impulsu üstələyir).
Tibbi oksigen, 15Pa (150 atm) qədər təzyiq altında 1,2 ilə 10,0 litrə qədər müxtəlif tutumlu mavi metal yüksək təzyiqli qaz silindrlərində saxlanılır və tənəffüs çatışmazlığı vəziyyətində, bronxial hücumu dayandırmaq üçün anesteziya cihazlarında tənəffüs qaz qarışıqlarını zənginləşdirmək,astma, dekompressiya xəstəliyi olan hər hansı bir genezisinhipoksiyasınıaradan qaldırmaq, mədə-bağırsaq traktının patologiyasını oksigen kokteyli şəklində müalicə etmək üçün üçün istifadə olunur. Böyük tibb müəssisələrisilindrlərdəsıxılmış oksigen istifadə edə bilməz, lakin böyük tutumlu Dyurar gəmisində mayeləşdirilir. Fərdi istifadə üçün xüsusi rezinləşdirilmiş qablar — oksigen yastıqları — silindrlərdən tibbi oksigen ilə doldurulur.Müxtəlif model və modifikasiyalı oksigen inhalerləri, eyni zamanda tarla və ya xəstəxanada yaralanan bir və ya iki nəfərə oksigen və ya oksigen-hava qarışığı vermək üçün istifadə olunur. Müxtəlif model və modifikasiyalı oksigen inhalerlərindən, eyni zamanda tarla və ya xəstəxanada yaralanan bir və ya iki nəfərə oksigen və ya oksigen-hava qarışığı vermək üçün istifadə olunur. Bir oksigen inhalerinin üstünlüyü, ekshalasiya edilmiş havanın nəmindən istifadə edərək qaz qarışığının kondensator-nəmləndiricisinin olmasıdır. Silindrdə qalan oksigenin miqdarını litrdə hesablamaq üçün ümumiyyətlə atmosferdəki silindrdəki təzyiq (ötürücü qutununtəzyiqölçüləri ilə)silindrtutumunun litrdəki dəyərinə vurulur. Məsələn, 2 litr tutumlu bir silindrdə,manometr100 atm bir oksigen təzyiqini göstərir. Bu vəziyyətdə oksigenin həcmi 100 × 2 = 200 litrdir.
Qida sənayesində oksigen bir qida əlavəsi olaraqE948qeyd olunur ,propellant və qablaşdırma qazı kimi də istifadə olunur.
Kimya sənayesində oksigen çoxsaylı sintezlərdə reaktiv oksidləşdirici maddə kimi, məsələn,karbohidrogenlərinoksigen tərkibli birləşmələrə (spirtlər,aldehidlər, turşular) oksidləşməsi,kükürddioksidin kükürd trioksidinə,ammonyakazot turşusu istehsalındaazot oksidlərinəçevrilməsində istifadə olunur. Yüksək temperatur səbəbiylə,oksidləşmə zamanı inkişaf, sonuncu tez-tez yanma rejimində aparılır.
İstixanalarda, oksigen kokteyli istehsalı üçün, heyvanlarda kilo almaq üçün, balıq təsərrüfatında sulu mühitin oksigenlə zənginləşdirilməsi üçün istifadə olunur.
Çox canlılar (aeroblar) oksigenlə nəfəs alırlar. Oksigentibbdəgeniş istifadə olunur. Ürək-damar xəstəlikləri halında, metabolik prosesləri yaxşılaşdırmaq üçünmədəyəoksigen köpüyü ("oksigen kokteyli") daxil edilir. Subkutan oksigen trofik xoralar üçün istifadə olunur,fil xəstəliyi,qanqrenvə digər ciddi xəstəliklərdə istiadə olunur.Ozonlasüni zənginləşdirmə, havanıdezinfeksiyaetmək və dezodorasiya etmək və içməli suyu təmizləmək üçün istifadə olunur. OksigenO radioaktivizotopuqanaxınının sürətini,ağciyərventilyasiyasını öyrənmək üçün istifadə olunur.
Singlet oksigen,hidrogen peroksid, superoksid,ozonvə bir hidroksil radikal kimi bəzi oksigen törəmələri (sözdə reaktiv oksigen növləri) olduqca zəhərli məhsullardır. Onlar oksigenin aktivləşdirilməsi və ya qismən azaldılması prosesində əmələ gəlir. Superoksid (superoksid radikal),hidrogen peroksidvə bir hidroksil radikal insan və heyvan orqanizmininhüceyrələrindəvətoxumalarındameydana gələ bilər və oksidləşdirici stressə səbəb ola bilər.
Saf oksigenin uzun müddət inhalyasiyası bədənə zərərli təsir göstərə bilər. 60% -ə qədər oksigen olan qarışıqlarla normal təzyiq altında uzun müddət nəfəs almaq təhlükəsizdir. 3 gün ərzində 90% oksigenlə nəfəs almaqtaxikardiya, qusma,pnevmoniyavə konvulsiyalara səbəb olur. Artan təzyiqlə oksigenin toksik təsiri sürətlənir və güclənir. Gənclər yaşlı insanlara nisbətən oksigenin toksik təsirlərinə daha həssasdırlar.
Oksigenin üç sabit izotopu var:O,O иO, bunların orta tərkibi yer üzündəki oksigen atomlarının ümumi sayının müvafiq olaraq 99,759%, 0,037% və 0,204% -dir. Qarışıqdakı ən azO izotopunun kəskin üstünlük təşkil etməsi,O atomunun nüvəsinin 8protonvə 8neytrondan(doldurulmuşneytronvəprotonqabığı olan cüt sehrli nüvədən) ibarət olmasıdır.
Atom nüvəsininquruluş nəzəriyyəsindən irəli gələn bu cür nüvələr xüsusilə sabitdir.