Интересные факты о кислороде

Наверняка вы знаете, что кислород — это газ, который нужен людям и всем животным для дыхания. А что ещё можно рассказать о кислороде? Разные интересные факты о данном химическом элементе — в этом посте.

1) Открытие кислорода

Несмотря на то, что кислород является составляющей частью воздуха, для того, чтобы его открыть, химикам понадобилось немало времени. Произошло это лишь в конце 18 века.

Открытию кислорода мешало несколько заблуждений. Во-первых, химики считали, что воздух однороден и представляет из себя один химический элемент. Во-вторых, у них была ложная теория, объясняющая процессы горения. Считалось, что горение происходит в результате освобождения вымышленной субстанции — флогистона, который якобы присутствует во всех горючих веществах. Однако со временем, изучая процессы горения в закрытых колбах, химики заметили, что при этом масса воздуха уменьшается на одну пятую, и пришли к выводу, что воздух на самом деле состоит из двух частей — поддерживающей горение и не поддерживающей. Действительно, как нам сегодня известно, воздух состоит в основном из азота (которого там почти 80%) и кислорода (которого чуть больше 20%). Следующим шагом химиков было выделение кислорода при разложении оксидов и кислот и изучение его свойств. Хотя первыми подобные опыты провели швед Шееле и англичанин Пристли, они так и не поняли, что открыли новый элемент. Разобраться во всём смог лишь французский химик Лавуазье.

Лавуазье показывает опыт по обнаружению кислорода

Он же дал и название новому элементу — «оксиген», или в переводе на русский — кислород. Это название элемент получил потому, что в то время его получали путём разложения кислот, и Лавуазье ошибочно решил, что кислород присутствует в любой кислоте. На самом деле главный элемент, который придаёт кислотам их свойства — водород, а кислород есть далеко не во всех кислотах, но полученное в 18 веке название так и осталось за кислородом.

2) Кислород не только нужен для жизни, но и существует благодаря ей

Когда было обнаружено, что кислород необходим для дыхания, учёные поначалу даже испугались. Ведь со временем кислород в атмосфере закончится, и тогда все умрут! Однако вскоре было обнаружено, что растения поглощают углекислый газ и вырабатывают кислород под действием света. Более того, сейчас известно, что до появления жизни в атмосфере вообще не было газообразного кислорода. И это не удивительно, поскольку кислород — очень активный химический элемент. Так что ещё до того, как Земля успела сформироваться, весь кислород соединился с другими химическими элементами.

Наполненная же кислородом атмосфера появилась далеко не сразу. Хотя жизнь возникла очень давно, первые формы жизни не нуждались в кислороде и не вырабатывали его. Около 3,5 млрд. лет назад появились первые цианобактерии, которые освоили процесс фотосинтеза. Газообразный кислород, который выделялся при этом, был побочным продуктом. Однако деятельность этих бактерий привела к глобальным и огромным изменениям. Миллиарды лет выделяемый бактериями кислород реагировал с веществами, растворёнными в океане, с газами в атмосфере и с горными породами. Но со временем все они окислились и кислород стал накапливаться в атмосфере. И только после этого вместо анаэробных форм жизни, живших в бескислородной среде, во множестве появились аэробные формы, которые, наоборот, стали использовать кислород для дыхания.

«Цветение» воды из-за сильного размножения цианобактерий

Кстати, микроскопические цианобактерии, возникшие миллиарды лет назад, до сих пор являются главным поставщиком кислорода в атмосферу Земли. Вклад больших зелёных растений заметно меньше. Все бактерии и растения вырабатывают примерно 200 млрд тонн в год, а общие запасы кислорода в атмосфере и океане составляют примерно 1200000 миллиардов тонн. Кажется, что это много, тем не менее, если на нашей планете вдруг прекратится фотосинтез, этого накопленного кислорода хватит всего на 6000 лет.

3) В чистом кислороде сгорает почти всё

Привычный нам процесс горения — это соединение различных веществ с кислородом, содержащимся в атмосфере. Кислород — второй по активности неметалл после фтора, поэтому он очень активно вступает в химические реакции. И если многие вещества легко загораются даже в обычном воздухе, в котором всего 20% кислорода, то что будет, если взять чистый, концентрированный кислород?

В чистом кислороде прекрасно сгорают такие вещества, которые обычно не горят или горят плохо, например, железо:

Ещё быстрее всё сгорит, если использовать жидкий кислород:

Если же пропитать жидким кислородом пористое или порошкообразное горючее вещество (опилки, торф, мох и т. п.), то получается мощная взрывчатка — оксиликвит.

4) Аллотропная модификация кислорода — озон — ещё более активен

Даже в простом веществе атомы могут соединяться по-разному. Это явление называется аллотропией. У кислорода тоже есть аллотропные модификации. Обычный кислород состоит из молекул с двумя атомами, именно такие молекулы наиболее устойчивы. Но при определённых условиях (например, от электрических разрядов) может образоваться озон — модификация кислорода, молекулы которого состоят из трёх атомов.

Озон — ещё более химически активное вещество, чем обычный кислород. Причина в том, что связи в тройной молекуле менее крепкие, и отдельные атомы легко от неё отрываются. По этой же причине в обычных условиях озон со временем самопроизвольно превращается в кислород, хотя при низких температурах и может храниться длительное время.

Из-за высокой активности озон реагирует с веществами, с которыми не реагирует простой кислород, например, с серебром. Также со многими веществами, которые для реакции с кислородом необходимо поджигать, озон реагирует при обычной температуре. Например спирт в присутствии озона загорается самопроизвольно, а смешивание озона с некоторыми горючими газами приводит к взрыву.

В более-менее значительных концентрациях озон ядовит и опасен для живых организмов. Но это свойство озона, как ни странно, оказывается очень полезным. Озон легко получить из кислорода при помощи озонаторов и использовать для дезинфекции воды, помещений и т. д. Озон эффективно убивает все микроорганизмы, плесень, при этом его применение не так опасно, как применение хлора и других ядовитых веществ. Причина в том, что со временем озон самопроизвольно превратится в кислород и его токсичные свойства исчезнут.

У озона есть и ещё одно крайне полезное свойство, благодаря которому жизнь на земле существует за пределами океана. Накапливаясь в верхних слоях атмосферы, этот газ поглощает вредное ультрафиолетовое излучение Солнца. Не будь в атмосфере озона, живые организмы на поверхности суши получили бы смертельную дозу радиации всего за несколько минут.

5) Кислород — очень распространённый элемент

В земной коре содержание кислорода (по массе) — почти 50%. Во Вселенной кислород — третий по распространённости элемент после водорода и гелия. А в теле человека 65% кислорода.

6) Кислород притягивается магнитом

Кислород, в отличие от большинства газов, является парамагнетиком, т. е. способен намагничиваться в магнитном поле. На этом видео можно посмотреть, как жидкий кислород притягивается к магнитам (в отличие от жидкого азота, который не притягивается):

7) Мало кислорода — вредно, много — тоже

Организм человека приспособлен к концентрации кислорода 21% (при атмосферном давлении). Но если эта концентрация снизится всего на несколько процентов, человек будет ощущать себя уже очень плохо. При падении содержания кислорода до 17% возникнет быстрая утомляемость, головокружение, головные боли, при 13% человек потеряет сознание, а при 7% умрёт.

А что будет, если дышать воздухом с повышенной концентрацией кислорода или вообще чистым кислородом? В определённых случаях это полезно. Например, в медицине применяют кислородотерапию — дыхание кислородом при лечении некоторых заболеваний (таких, как астма) и при отравлении ядовитыми газами. Тем не менее долго дышать чистым кислородом вредно, а при слишком больших концентрациях кислорода (если ещё и повысить давление) наступает кислородное отравление. Впервые столкнулись с этой проблемой водолазы, которые дышали кислородом из баллонов при повышенном давлении. При этом у них возникало онемение конечностей, тошнота и судороги. Пришлось снижать концентрацию кислорода в дыхательных аппаратах.

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

Отправить комментарий

Разрешены HTML тэги: <a href="http://google.com">google</a> <strong>bold</strong> <em>emphasized</em> <code>code</code> <blockquote>
quote
</blockquote>

*