Top 10 artikelen

Goole
Koreaanse thee
nasza-klasa.pl
Creditcardfraude
Het zingen
Misbruik
Muziek van Indonesië
Tchiluba
De Provincie van Balkh
Provincie van Balkh Thermische straling

News:

Zuurstof

Dit artikel is over het chemische element en zijn stabielste vorm, O2 of dioxygen. Voor andere vormen van dit element, zie Allotropen van zuurstof. Voor ander gebruik, zie Zuurstof (het ondubbelzinnig maken).
8 stikstof ← zuurstof → fluor
-
↑
O
↓
S
Algemeen
Naam, symbool, aantal zuurstof, O, 8
Chemische reeks nonmetals, chalcogens
Groep, periode, blok 16, 2, p
Verschijning

Vloeibare Zuurstof
Standaard atoomgewicht 15.9994(3) g·mol−1
De configuratie van het elektron 1s2 2s2 2p4
Elektronen per shell 2, 6
Fysieke eigenschappen
Fase gas
Smeltpunt 54.36 K
(- 218.79 °C, -361.82 °F)
Kookpunt 90.20 K
(- 182.95 °C, -297.31 °F)
Kritiek punt 154.59 K, MPa 5.043
Hitte van fusie (O2) 0.444 kJ·mol−1
Hitte van verdamping (O2) 6.82 kJ·mol−1
Specifieke hittecapaciteit (25 °C) (O2)
29.378 J·mol−1·K−1
De druk van de damp
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
bij T/K       61 73 90
Atoom eigenschappen
De structuur van het kristal kubiek
De staten van de oxydatie 2, 1, −1, −2
(neutraal oxyde)
Electronegativity 3.44 (schaal Pauling)
De energieën van de ionisatie
(meer)		 eerste: 1313.9 kJ·mol−1
tweede: 3388.3 kJ·mol−1
derde: 5300.5 kJ·mol−1
Atoom straal 60 p.m.
Atoom straal (calc.) 48 p.m.
Covalente straal 73 p.m.
Van der Waals straal 152 p.m.
Diversen
Het magnetische opdracht geven tot paramagnetisch
Warmtegeleidingsvermogen (300 K) 26.58x10-3  W·m−1·K−1
Snelheid van geluid (gas, 27 °C) 330 m/s
CAS registratieaantal 7782-44-7
Geselecteerde isotopen
Hoofd artikel: Isotopen van zuurstof
ISO Na halveringstijd DM DE (MeV) DP
16O 99.76% 16O is stabiel met 8 neutronen
17O 0.039% 17O is stabiel met 9 neutronen
18O 0.201% 18O is stabiel met 10 neutronen
Verwijzingen
Deze doos: mening • bespreking • geef uit

Zuurstof is element met atoom aantal 8 en vertegenwoordigd door het symbool O. Het is een lid van chalcogen groep op periodieke lijst, en is hoogst reactief niet-metalen periode 2 element dat vormt zich gemakkelijk samenstellingen (in het bijzonder oxyden) met bijna alle andere elementen. Bij standaard temperatuur en druk twee atomen van het element bind om smaakloze dioxygen, kleurloos te vormen, geurloos, met twee atomen gas met de formule O2. De zuurstof is derde het overvloedigst element in het heelal door massa daarna waterstof en helium[1] en het overvloedigst element door massa in De korst van de aarde.[2] De zuurstof vormt 88.8% van de massa van water en 20.9% van het volume van lucht.[3]

Alle belangrijke klassen van structurele molecules in het leven organismen, zoals proteïnen, koolhydraten, en vetten, bevat zuurstof, zoals de majoor anorganische samenstellingen dat uit dierlijk shells, tanden, en been bestaat. Zuurstof in de vorm van O2 langs wordt geproduceerd uit water cyanobacteria, algen en installaties tijdens fotosynthese en binnen wordt gebruikt cellulaire ademhaling voor al complex leven. De zuurstof is giftig aan anaërobe organismen, wat de dominante vorm van waren het vroege leven ter wereld Tot O2 begon in de atmosfeer 2.5 miljard jaar te accumuleren geleden.[4] Een andere vorm (allotroop) van zuurstof, ozon (O3), beschermt de hulp de biosfeer tegen ultraviolette straling met op grote hoogte ozon laag, maar is een verontreinigende stof dichtbij de oppervlakte waar het een bijproduct van is smog.

De zuurstof werd onafhankelijk langs ontdekt Joseph Priestley in Wiltshire, in 1774, en Carl Wilhelm Scheele, binnen Uppsala, een vroeger jaar, maar Priestley gewoonlijk wordt gegeven prioriteit omdat hij zijn bevindingen eerst publiceerde. De naam zuurstof langs werd gemunt in 1777 Antoine Lavoisier,[5] wiens experimenten met zuurstof hielpen om toen-populair te wantrouwen phlogiston theorie van verbranding en corrosie. De zuurstof wordt industrieel langs geproduceerd gefractioneerde distillatie van vloeibare lucht, gebruik van zeoliet om te verwijderen kooldioxide en stikstof van lucht, elektrolyse van water en andere middelen. Het gebruik van zuurstof omvat de productie van staal, plastieken en textiel; raket drijfgas; zuurstof therapie; en het levenssteun in vliegtuigen, onderzeeërs, ruimtevlucht en duik.

Inhoud

Kenmerken

Structuur

Bij standaard temperatuur en druk, is de zuurstof een kleurloos, geurloos gas met moleculair formule O2, waarin de twee zuurstofatomen zijn chemisch in entrepot aan elkaar met a rotatie drietal elektronen configuratie. Deze band heeft a band orde van twee, en vaak wordt vereenvoudigd in beschrijving als a dubbele band[6] of als combinatie van één twee-elektron band en twee drie-elektron banden.[7]

De zuurstof van het drietal is grond staat van O2 molecule.[8] De elektronenconfiguratie van de molecule heeft twee unpaired elektronen bezettend twee degenereer moleculaire orbits.[9] Deze orbits zijn geclassificeerd zoals het antibonding (verzwakkend de bandorde van drie tot twee), zodat is de met twee atomen zuurstofband zwakker dan met twee atomen stikstof de drievoudige band waarin alle moleculaire orbits plakkend, maar sommige antibonding orbits worden gevuld is niet.[8]

In normale drietalvorm, O2 de molecules zijn paramagnetisch- zij vormen een magneet in aanwezigheid van magnetisch gebied-omdat van rotatie magnetische ogenblikken van de unpaired elektronen in de molecule, en negatief uitwisselings energie tussen naburig O2 molecules.[10] De vloeibare zuurstof wordt aangetrokken naar a magneet in een voldoende mate dat, in laboratoriumdemonstraties, een brug van vloeibare zuurstof tegen zijn eigen gewicht tussen de polen van een krachtige magneet kan worden gesteund.[11][12]

De zuurstof van het hemd, een naam die aan verscheidene hoog-energiesoorten wordt gegeven van moleculair O2 waarin alle elektronenrotaties in paren gerangschikt zijn, is meer reactief naar gemeenschappelijk organische molecules. In aard, wordt de hemdszuurstof algemeen gevormd van water tijdens fotosynthese, gebruikend de energie van zonlicht.[13] Het wordt ook geproduceerd in troposphere door de fotolyse van ozon door licht van korte golflengte,[14] en door het immune systeem als bron van actieve zuurstof.[15] Carotenoïden in fotosynthetisch organismen (en misschien ook in dieren) spel een belangrijke rol in het absorberen van energie van hemdszuurstof en het omzetten van het in de niet opgewonden grondstaat alvorens het kwaad aan weefsels kan veroorzaken.[16]

Allotropen

Hoofd artikel: Allotropen van zuurstof

Gemeenschappelijk allotroop van elementaire zuurstof ter wereld Wordt genoemd dioxygen, O2. Het heeft een bandlengte van 121 p.m. en een bandenergie van 498 kJ·mol-1.[17] Dit is de vorm die door complexe vormen van het leven, zoals dieren, binnen wordt gebruikt cellulaire ademhaling (zie Biologische rol) en is de vorm die een belangrijk deel van de atmosfeer is van de Aarde (zie Voorkomen). Andere aspecten van O2 zijn behandeld in de rest van dit artikel.

Trioxygen (O3) is gewoonlijk gekend als ozon en is een zeer reactief allotroop van zuurstof dat aan longweefsel beschadigend is.[18] Het ozon wordt geproduceerd in hogere atmosfeer wanneer O2 combineert met atoomzuurstof die door te verdelen wordt gemaakt van O2 door ultraviolet (UV) straling.[5] Aangezien het ozon sterk in het UVgebied van absorbeert spectrum, functioneert het als beschermend stralingsschild voor de planeet (zie ozon laag).[5] Dichtbij de oppervlakte van de aarde, echter, is het a verontreinigende stof gevormd als bijproduct van automobiele uitlaat.[19]

metastabiel molecule tetraoxygen (O4) werd ontdekt in 2001,[20][21] en werd verondersteld om in één van de zes fasen van te bestaan stevige zuurstof. Men bewees in 2006 dat die fase, die door onder druk te zetten wordt gecre�ërd O2 aan 20 GPa, is in feite a rhombohedral O8 cluster.[22] Deze cluster heeft het potentieel krachtiger te zijn oxidizer dan één van beiden O2 of O3 en kan daarom binnen worden gebruikt raket brandstof.[20][21] Een metaalfase werd ontdekt in 1990 wanneer de stevige zuurstof aan een druk van hierboven 96 GPa wordt onderworpen[23] en men toonde in 1998 dat bij zeer lage temperaturen, deze fase wordt supergeleidend.[24]

Fysieke eigenschappen

Zie ook: Vloeibare zuurstof en stevige zuurstof

De zuurstof is meer oplosbaar in water dan stikstof; het water bevat ongeveer 1 molecule van O2 voor elke 2 molecules van N2, ongeveer vergeleken bij een atmosferische verhouding van 1:4. De oplosbaarheid van zuurstof in water is temperatuur-afhankelijk, en ongeveer tweemaal zo veel (14.6 mg·L−1) lost bij 0 °C op dan bij 20 °C (7.6 mg·L−1).[25][26] Bij 25 °C en 1 ATM van lucht, zoetwater bevat ongeveer 6.04 milliliters (ml) van zuurstof per liter, terwijl zeewater bevat ongeveer 4.95 ml per liter.[27] Bij 5 °C stijgt de oplosbaarheid tot 9.0 ml (50% meer dan bij 25 °C) per liter voor water en 7.2 ml (45% meer) per liter voor overzees water.

De zuurstof condenseert bij 90.20 K (−182.95 °C, −297.31 °F), en bevriest bij 54.36 K (−218.79 °C, −361.82 °F).[28] Allebei vloeistof en vast lichaam O2 zijn duidelijke substanties met een licht hemel-blauw kleur die door absorptie in het rood wordt veroorzaakt (in tegenstelling tot de blauwe kleur van de hemel, die aan gepast is Het verspreiden zich van Rayleigh van blauw licht). High-purity vloeistof O2 gewoonlijk wordt verkregen door gefractioneerde distillatie van vloeibare lucht;[29] De vloeibare zuurstof kan ook door condensatie uit lucht worden geproduceerd, gebruikend vloeibare stikstof als koelmiddel. Het is een hoogst-reactieve substantie en moet van brandbare materialen worden afgezonderd.[30]

Isotopen en stellaire oorsprong

Hoofd artikel: Isotopen van zuurstof

Natuurlijk - het voorkomen de zuurstof is samengesteld uit stal drie isotopen, 16O, 17O, en 18O, met 16O dat het overvloedigst is (99.762% natuurlijke overvloed).[31] De isotopenwaaier van de zuurstof binnen massa aantal van 12 tot 28.[31]

De meesten 16O is samengesteld aan het eind van helium fusie proces binnen sterren maar wat wordt gemaakt in neon het branden proces.[32] 17O wordt hoofdzakelijk gemaakt door van waterstof te branden in helium tijdens Cyclus CNO, makend tot het een gemeenschappelijke isotoop in de waterstofverbrandingsstreken van sterren.[32] De meesten 18O wordt veroorzaakt wanneer 14N (gemaakt van CNO die overvloedig brandt) vangt a 4Hij kern, het maken 18O gemeenschappelijk in de helium-rijke streken van sterren.[32]

Veertien radio-isotopen zijn gekenmerkt, het stabielste zijn 15O met a halveringstijd van 122.24 seconden (s) en 14O met een halveringstijd van 70.606 s.[31] Alle het blijven radioactief de isotopen hebben halveringstijden die minder dan 27 s zijn en de meerderheid van deze halveringstijden heeft die minder dan 83 milliseconden zijn.[31] Het gemeenschappelijkst bederf wijze van de isotopenaansteker dan 16O is elektronen vangst om stikstof, en de gemeenschappelijkste wijze voor de isotopen op te brengen zwaarder dan 18O is bèta bederf aan opbrengst fluor.[31]

Voorkomen

Zie ook: De mineralen van het silicaat en Categorie: De mineralen van het oxyde

De zuurstof is het overvloedigste chemische element, door massa, in ons biosfeer, lucht, overzees en land. De zuurstof is het derde overvloedigste chemische element in het heelal, na waterstof en helium.[1] Ongeveer 0.9% van Zon'de smassa is zuurstof.[3] De zuurstof vormt 49.2% van De korst van de aarde door massa[2] en is de belangrijkste component van de oceanen van de wereld (88.8% door massa).[3] Het is de tweede - gemeenschappelijkste component van De atmosfeer van de aarde, opnemend 21.0% van zijn volume en 23.1% van zijn massa (zowat 1015 ton).[33][3][34] De aarde is ongebruikelijk onder de planeten van Zonne Systeem in het hebben van zulk een hoge concentratie van zuurstofgas in zijn atmosfeer: Mars (met 0.1% O2 door volume) en Venus heb veel lagere concentraties. Nochtans, O2 het omringen van deze andere planeten wordt geproduceerd alleen door ultraviolette stralings beïnvloedende zuurstof-bevattende molecules zoals kooldioxide.

De ongebruikelijk hoge concentratie van zuurstof ter wereld Is het resultaat van zuurstof cyclus. Dit biogeochemische cyclus beschrijft de beweging van zuurstof binnen en tussen zijn drie belangrijke reservoirs ter wereld: de atmosfeer, biosfeer, en lithosfeer. De belangrijkste drijffactor van de zuurstofcyclus is fotosynthese, wat van de atmosfeer van de moderne Aarde de oorzaak is. Wegens de enorme hoeveelheden zuurstofgas beschikbaar in de atmosfeer, zelfs als al fotosynthese moest volledig ophouden, zou het alle zuurstof-verbruikende processen aan het huidige tarief minstens nog eens 5.000 jaar nemen om van al te ontdoen O2 van de atmosfeer.[35][36]

De vrije zuurstof komt ook in oplossing in de het waterorganismen van de wereld voor. De verhoogde oplosbaarheid van O2 bij lagere temperaturen (zie Fysieke eigenschappen) heeft belangrijke implicaties voor het oceaanleven, aangezien de polaire oceanen een veel hogere dichtheid van het leven toe te schrijven aan hun hogere zuurstofinhoud steunen.[37] Verontreinigd water kan bedragen van verminderd hebben O2 daarin, uitgeput door rottende algen en andere biologisch materialen (zie eutrophication). De wetenschappers beoordelen dit aspect van waterkwaliteit door het water te meten de biochemische zuurstofvraag, of het bedrag van O2 nodig om het aan een normale concentratie te herstellen.[38]

Biologische rol

Hoofd artikel: Dioxygen in biologische reacties

Fotosynthese en ademhaling

In aard, wordt de vrije zuurstof geproduceerd door hetgedreven verdelen van water tijdens oxygenic fotosynthese. Groene algen en cyanobacteria in marine verstrekken de milieu's ongeveer 70% van de vrije zuurstof die ter wereld wordt geproduceerd en de rest wordt veroorzaakt door aardse installaties.[39]

Een vereenvoudigde algemene formule voor fotosynthese is:[40]

6Co2 + 6H2O + fotonen → C6H12O6 + 6O2 (of eenvoudig kooldioxide + water + zonlicht→ glucose + dioxygen)

Photolytic zuurstof evolutie komt in voor thylakoid membranen van fotosynthetische organismen en vereist de energie van vier fotonen.[41] Vele stappen zijn geïmpliceerdo, maar het resultaat is de vorming van a proton gradiënt over het thylakoidmembraan, dat om wordt gebruikt samen te stellen ATP via photophosphorylation.[42] O2 het blijven na oxydatie van de watermolecule wordt vrijgegeven van de atmosfeer.[43]

Moleculaire dioxygen, O2, is essentieel voor cellulaire ademhaling alles bij elkaar aërobe organismen. De zuurstof wordt binnen gebruikt mitochondria helpen produceren adenosine trifosfaat (ATP) tijdens oxydatieve phosphorylation. De reactie voor aërobe ademhaling is hoofdzakelijk het omgekeerde van fotosynthese en zoals vereenvoudigd:

C6H12O6 + 6O2 → 6Co2 + 6H2O + 2880 kJ·mol-1

In gewervelde dieren, O2 is verspreid door membranen in de longen en in rode bloedcellen. Hemoglobine bindt O2, veranderend zijn kleur van blauwachtig rood in helder rood.[44][18] Ander dierengebruik hemocyanin (weekdieren en wat geleedpotigen) of hemerythrin (spinnen en zeekreeften).[33] Een liter bloed kan 200 CC van oplossen O2.[33]

Reactieve zuurstofsoorten, zoals superoxide ion (O2−) en waterstof peroxyde (H2O2), zijn gevaarlijke bijproducten van zuurstofgebruik in organismen.[33] Delen van immuun systeem van hogere organismen, echter, cre�ër peroxyde, superoxide, en hemdszuurstof om binnenvallende microben te vernietigen. De reactieve zuurstofsoorten spelen ook een belangrijke rol in overgevoelige reactie van installaties tegen ziekteverwekkeraanval.[42]

Een volwassen mens in rust inhaleert 1.8 tot 2.4 gram zuurstof per minuut.[45] Dit bedraagt meer dan 6 miljard ton zuurstof die door het mensdom per jaar wordt geïnhaleerdr. [46]

Opbouw in de atmosfeer

Het vrije zuurstofgas was binnen bijna onbestaand De atmosfeer van de aarde vóór fotosynthetisch archaea en bacteriën geëvolueerdp. De vrije zuurstof verscheen eerst in significante hoeveelheden tijdens Paleoproterozoic era (tussen 2.5 en 1.6 miljard jaar geleden). Eerst, de zuurstof die met opgelost wordt gecombineerd ijzer in de te vormen oceanen zich gestreepte ijzervormingen. De vrije zuurstof begon aan gas uit de oceanen 2.7 miljard jaar geleden, bereikend 10% van zijn huidig niveau rond 1.7 miljard jaar geleden.[47]

De aanwezigheid van grote hoeveelheden opgeloste en vrije zuurstof in de oceanen en atmosfeer kan de meesten van gedreven hebben anaërobe organismen dan levend aan uitsterven tijdens zuurstof catastrofe ongeveer 2.4 miljard jaar geleden. Nochtans, cellulaire ademhaling het gebruiken van O2 laat toe aërobe organismen om veel meer ATP te produceren dan anaërobe organismen, die de eerstgenoemden helpen om Aarde te overheersen biosfeer.[48] Fotosynthese en cellulaire ademhaling van O2 toegestaan voor de evolutie van eukaryotic cellen en uiteindelijk complexe multicellular organismen zoals planten en dieren.

Sinds het begin van Uit het Cambrium era 540 miljoen jaar geleden, O2 de niveaus hebben tussen 15% en 30% per volume geschommeld.[49] Tegen het eind van Steenkoolhoudend atmosferische era (ongeveer 300 miljoen jaar geleden) O2 de niveaus bereikten een maximum van 35% door volume,[49] toestaand insecten en amfibieen om veel groter te groeien dan de soorten van vandaag. Menselijke activiteiten, met inbegrip van het branden van 7 miljard ton van fossiele brandstoffen elk jaar heeft zeer weinig effect op de hoeveelheid vrije zuurstof in de atmosfeer gehad.[10] Naar rato van huidige fotosynthese zou het ongeveer 2.000 jaar vergen om volledig te regenereren O2 in de huidige atmosfeer.[50]

Geschiedenis

Vroege experimenten

Één van de eerste bekende experimenten op het verband tussen verbranding en de lucht werd geleid door de tweede eeuw BCE Grieks schrijver op werktuigkundigen, Philo van Byzantium. In zijn werk Pneumatica, Merkte Philo op dat het omkeren van een schip over een brandende kaars en het omringen van de hals van het schip met water in wat water toenemend in de hals resulteerden.[51] Philo vermoedde verkeerd dat de delen van de lucht in het schip in werden omgezet klassiek element brand en konden zo door poriën in het glas ontsnappen. Vele later eeuwen Leonardo da Vinci voortgebouwd op het werk van Philo door op te merken dat een gedeelte van lucht tijdens verbranding wordt verbruikt en ademhaling.[52]

In de recente 17de eeuw, Robert Boyle bewees dat de lucht voor verbranding noodzakelijk is. Engelse chemicus John Mayow raffineerde dit werk door aan te tonen dat de brand slechts een deel van lucht vereist dat hij riep spiritus nitroaereus of enkel nitroaereus.[53] In één experiment vond hij dat het plaatsen van of een muis of een aangestoken kaars in een gesloten container over water het water om veroorzaakte toe te nemen en één-veertiende van het volume van de lucht te vervangen alvorens de onderwerpen te doven.[54] Van dit vermoedde hij dat nitroaereus in allebei wordt verbruikt ademhaling en verbranding.

Mayow nam dat waar antimony gestegen in gewicht wanneer verwarmd, en geconcludeerd dat nitroaereus met het moet gecombineerd hebben.[53] Hij dacht dat gaat longen afzonderlijke nitroaereus van lucht en het in het bloed over en ook dat lichaamswarmte en spier de beweging uit de reactie van nitroaereus met bepaalde substanties in het lichaam voortvloeit.[53] De rekeningen van deze en andere experimenten werden en ideeën gepubliceerd in 1668 in zijn werk Het duo van Tractatus in de landstreek „DE respiratione“.[54]

De theorie van Phlogiston

Hoofd artikel: De theorie van Phlogiston

Robert Hooke, Ole Borch, Mikhail Lomonosov, en Pierre Bayen al geproduceerde zuurstof in experimenten in de 17de eeuw maar geen van hen zag het als een element.[25] Dit kan toe te schrijven voor een deel aan het overwicht van de filosofie van geweest zijn verbranding en corrosie oproepen de phlogistontheorie, die toen de goedgekeurde verklaring van die processen was.

Gevestigd in 1667 door de Duitse alchimist J. J. Becher, en gewijzigd door de chemicus Georg Ernst Stahl door 1731,[55] phlogiston verklaarde de theorie dat alle brandbare materialen van twee delen werden gemaakt. Één geroepen deel, phlogiston, werd verspreid toen de substantie die het werd gebrand bevat, terwijl dephlogisticated werd het deel verondersteld om zijn ware vorm te zijn, of calx.[52]

De hoogst brandbare materialen die weinig residu, zoals hout of steenkool verlaten werden, verondersteld om meestal van phlogiston worden gemaakt; terwijl bevatten non-combustible substanties die, zoals ijzer aantasten, zeer weinig. De lucht speelde een rol in phlogistontheorie, noch was geen aanvankelijke kwantitatieve experimenten die worden geleid om het idee te testen; in plaats daarvan, werd het gebaseerd op observaties van wat wanneer iets brandt gebeurt, dat schijnen de gemeenschappelijkste voorwerpen lichter te worden en te schijnen om iets in het proces te verliezen.[52] Het feit dat een substantie zoals hout eigenlijk aanwinsten het algemene gewicht in het branden werd verborgen door het drijfvermogen van de gasachtige verbrandingsproducten. Één van de eerste aanwijzingen dat de phlogistontheorie onjuist was was namelijk ook dat metalen, aanwinstengewicht in het roesten (toen zij vermoedelijk phlogiston verloren).

Ontdekking

De zuurstof werd eerst langs ontdekt Zweeds apotheker Carl Wilhelm Scheele. Hij had zuurstofgas door kwikoxyde te verwarmen en divers geproduceerd nitraten door ongeveer 1772.[52][3] Scheele riep het gas „brandlucht“ omdat het de enige bekende verdediger van verbranding was. Hij schreef een rekening van deze ontdekking in een manuscript titled hij Verhandeling op Lucht en Brand, wat hij naar zijn uitgever in 1775 verzond. Nochtans, dat het document niet tot 1777 werd gepubliceerd.[56]

Ondertussen, werd een experiment geleid door Brits geestelijke Joseph Priestley op 1 augustus, 1774 geconcentreerd zonlicht kwik oxyde (HgO) binnen een glasbuis, die een gas bevrijdde dat hij „dephlogisticated lucht“ heeft genoemd.[3] Hij merkte op dat de kaarsen helderder in het gas brandden en dat een muis actiever was en leefde langer terwijl het ademhaling van het. Na de ademhaling van het gas zelf, schreef hij: Het „gevoel van het aan mijn longen was niet zinnig verschillend van dat van gemeenschappelijke lucht, maar ik stelde me voor dat mijn borst vreemd genoeg licht en gemakkelijk voor wat tijd daarna.“ voelde[25] Priestley publiceerde zijn bevindingen in 1775 in een titled document een „Rekening van Verdere Ontdekkingen in Lucht“ die in het tweede volume van zijn titled boek werd omvat Experimenten en Observaties op Verschillende Soorten Lucht.[57][52] Omdat hij zijn bevindingen eerst had gepubliceerd, heeft Priestley gewoonlijk voorrang in de ontdekking.

De genoteerde Franse chemicus Antoine Laurent Lavoisier recenter geëistd om de nieuwe substantie onafhankelijk ontdekt te hebben. Nochtans, bezocht Priestley Lavoisier in Oktober 1774 en vertelde hem over zijn experiment en hoe hij het nieuwe gas bevrijdde. Scheele postte ook een brief aan Lavoisier 30 september, 1774 dat beschreef zijn eigen ontdekking van de eerder-onbekende substantie, maar Lavoisier erkende nooit ontvangend het (een exemplaar van de brief werd gevonden in de bezittingen van Scheele na zijn dood).[56]

De bijdrage van Lavoisier

Welke Lavoisier onbetwistbaar deed (hoewel dit) tegelijkertijd betwist was was de eerste adequate kwantitatieve experimenten te leiden oxydatie en geef de eerste correcte verklaring van hoe de verbranding werkt.[3] Hij gebruikte deze en gelijkaardige experimenten, allen begonnen in 1774, om de phlogistontheorie te wantrouwen en te bewijzen dat de substantie die door Priestley en Scheele wordt ontdekt a was chemisch element.

In één experiment, merkte Lavoisier op dat er geen totale verhoging van gewicht toen was tin en de lucht werd verwarmd in een gesloten container.[3] Hij merkte op dat de lucht binnenstormde toen hij de container opende, die erop wees dat een deel van de opgesloten lucht was verbruikt. Hij merkte ook op dat het tin in gewicht was gestegen en dat de verhoging het zelfde als het gewicht van de lucht was die terug binnen meesleepte. Dit en andere experimenten bij de verbranding werd gedocumenteerd in zijn boek Général en van de Laverbranding van Sur, wat in 1777 werd gepubliceerd.[3] In dat werk, bewees hij dat de lucht een mengsel van twee gassen is; „essentiële lucht“, die aan verbranding en ademhaling, essentieel is en azote (Gk. ἄζωτον „lifeless“), wat niet ook niet steunde.

Lavoisier anders genoemde „essentiële lucht“ aan oxygène in 1777 van Grieks wortels ὀξύς (oxys) (zuur, letterlijk „scherp,“ van de smaak van zuren) en - γενής (- genēs) (producent, letterlijk begetter), omdat hij zuurstof om een constituent van alle zuren verwarde te zijn.[5] Azote later werd stikstof in het Engels, hoewel het de naam in het Frans en verscheidene andere Europese talen heeft gehouden.[3]

Zuurstof ging Engelstalig ondanks oppositie door Engelse wetenschappers en het feit dat Priestley in prioriteit had. Dit is gedeeltelijk toe te schrijven aan een gedicht prijzend de gas titled „Zuurstof“ in het populaire boek De botanische Tuin (1791) langs Erasmus Darwin, grootvader van Charles Darwin.[56]

Recentere geschiedenis

John Dalton'origineel s atoom hypothese veronderstelde dat alle elementen monoatomic waren en dat de atomen in samenstellingen normaal de eenvoudigste atoomverhoudingen met betrekking tot elkaar zouden hebben. Bijvoorbeeld, veronderstelde Dalton dat de formule van het water HO was, geven atoomgewicht van zuurstof als 8 keer dat van waterstof, in plaats van de moderne waarde van ongeveer 16.[58] In 1805, Joseph Louis Gay-Lussac en Alexander von Humboldt toonde aan dat het water van twee volumes van waterstof en één volume van zuurstof wordt gevormd; en door 1811 Amedeo Avogadro gehad aangekomen bij de correcte interpretatie van de samenstelling van het water, wordt gebaseerd die op wat nu wordt geroepen De wet van Avogadro en de veronderstelling van met twee atomen elementaire molecules.[59][60]

Door recent - 19 wetenschappers van de Theeuw realiseerden dat de lucht zou kunnen worden vloeibaar gemaakt, en zijn componenten, door geïsoleerdt het samen te persen en te koelen. Het gebruiken van a cascade methode, Zwitserse chemicus en fysicus Raoul Pierre Pictet verdampt vloeistof zwavel dioxyde om vloeibaar te maken kooldioxide, wat beurtelings was verdampt om zuurstofgas te koelen genoeg om het vloeibaar te maken. Hij verzond een telegram 22 december, 1877 aan Franse Academie van Wetenschappen in Parijs dat zijn ontdekking aankondigt van vloeibare zuurstof.[61] Enkel twee later dagen, Franse fysicus Louis Paul Cailletet kondigde zijn eigen methode om moleculaire zuurstof aan vloeibaar te maken.[61] Slechts werden een paar dalingen van de vloeistof veroorzaakt in één van beide geval zodat zou geen zinvolle analyse kunnen worden geleid.

In de Schotse chemicus van 1891 James Dewar kon genoeg vloeibare te bestuderen zuurstof produceren.[10] Het eerste commercieel-haalbare proces om vloeibare zuurstof werd te produceren onafhankelijk ontwikkeld in 1895 door Duitse ingenieur Carl von Linde en Britse ingenieur William Hampson. Beide mensen verminderden de temperatuur van lucht tot het en toen vloeibaar maakte gedistilleerd de componentengassen door hen tegelijkertijd te koken van en hen te vangen.[62] Later, in 1901, oxyacetylene lassen werd aangetoond voor het eerst door een mengsel van te branden acetylene en samengeperst O2. Deze methode van lassen en knipselmetaal later werd gemeenschappelijk.[62]

In 1923 de Amerikaanse wetenschapper Robert H. Goddard werd de eerste persoon om a te ontwikkelen raket motor; de gebruikte motor benzine voor brandstof en vloeibare zuurstof als oxidizer. Goddard vloog met succes een kleine vloeibaar-van brandstof voorzien raket 56 m bij 97 km/h 16 maart, 1926 in Kastanjebruin, Massachusetts, De V.S.[62][63]

Industriële productie

Zie ook: De evolutie van de zuurstof en gefractioneerde distillatie

Twee belangrijke methodes zijn aangewend om de 100 miljoen ton van te veroorzaken O2 jaarlijks gehaald uit lucht voor industrieel gebruik.[56] De gemeenschappelijkste methode is aan gedeeltelijk-distilleer vloeibare lucht in zijn diverse componenten, met stikstof N2 het distilleren als damp terwijl zuurstof O2 wordt weggegaan als vloeistof.[56]

De andere belangrijkste methode om te produceren O2 het gas impliceert het overgaan van een stroom van schone, droge lucht door één bed van een paar van identiek zeoliet moleculaire zeven, wat de stikstof absorbeert en een gasstroom levert die 90% tot 93% is O2.[56] Gelijktijdig, wordt het stikstofgas vrijgegeven van het andere stikstof-verzadigde zeolietbed, door de kamer werkende druk te verminderen en een deel van het zuurstofgas af te leiden van het producentenbed door het, in de omgekeerde richting van stroom. Na een vastgestelde cyclustijd wordt de verrichting van de twee bedden uitgewisseld, daardoor toestaand voor een ononderbroken levering van gasachtige zuurstof dat door een pijpleiding moet worden gepompt. Dit is gekend als de adsorptie van de drukschommeling. Het gas van de zuurstof wordt meer en meer niet verkregen door dezecryogeen technologieën (zie ook verwant vacuüm schommelingsadsorptie).[64]

Het gas van de zuurstof kan ook door worden geproduceerd elektrolyse van water in moleculaire zuurstof en waterstof. Een gelijkaardige methode is electrocatalytic O2 evolutie van oxyden en oxoacids. De chemische katalysators kunnen binnen eveneens worden gebruikt, zoals chemische zuurstofgenerators of de zuurstofkaarsen die als deel van het leven-steun materiaal op onderzeeërs worden gebruikt, en zijn nog een deel van standaardmateriaal op commerciële lijnvliegtuigen in het geval van depressurization noodsituaties. Een andere technologie van de luchtscheiding impliceert het dwingen lucht om door op te lossen ceramisch membranen worden gebaseerd die op zirconium dioxyde door of hoge druk of een elektrische stroom, om bijna zuiver te produceren O2 gas.[38]

In grote hoeveelheden, was de prijs van vloeibare zuurstof in 2001 ongeveer $0.21/kg.[65] Aangezien de primaire kosten van productie de energiekosten zijn om de lucht vloeibaar te maken, zullen de productiekosten veranderen aangezien de energiekosten variëren.

Wegens redenen economie wordt de zuurstof vaak vervoerd in massa als vloeistof in speciaal-geïsoleerde tankers, sinds liter van vloeibare zuurstof is gelijkwaardig aan 840 liter gasachtige zuurstof bij atmosferische druk en 20 °C.[56] Dergelijke tankers worden gebruikt om de bulkcontainers van de vloeibare zuurstofopslag opnieuw te vullen, die zich buiten de ziekenhuizen en andere instellingen met een behoefte aan grote volumes van zuivere zuurstofgas bevinden. De vloeibare zuurstof wordt overgegaan door warmtewisselaars, wat de cryogene vloeistof in gas omzetten alvorens het het gebouw ingaat. De zuurstof wordt ook opgeslagen en in kleiner verscheept cilinders het bevatten van het samengeperste gas; een vorm die in bepaalde draagbare medische toepassingen nuttig is en oxy-brandstof lassen en knipsel.[56]

Toepassingen

Zie ook: Het gas van de ademhaling, Redox, en Verbranding

Medisch

Begrijpen van O2 van de lucht is het essentiële doel van ademhaling, zodat wordt de zuurstofaanvulling binnen gebruikt geneeskunde. De therapie van de zuurstof wordt gebruikt om te behandelen emfyseem, longontsteking, sommige hartwanorde, en om het even welk ziekte dat schaadt de bevoegdheid van het lichaam om gasachtige zuurstof op te nemen en te gebruiken.[66] De behandelingen zijn flexibel genoeg om in de ziekenhuizen, het huis van de patiënt, of meer en meer door draagbare apparaten worden gebruikt. De tenten van de zuurstof eens algemeen werden gebruikt in zuurstofaanvulling, maar zijn sindsdien vervangen meestal door het gebruik van zuurstof maskers of neus cannulas.

Hyperbaric (hoge druk) speciaal geneeskundegebruik zuurstof kamers om te verhogen gedeeltelijke druk van O2 rond de patiënt en, wanneer nodig, het medische personeel. Koolmonoxidevergiftiging, gas gangrene, en caissonziekte (de „krommingen“) soms worden behandeld gebruikend deze apparaten. Gestegen O2 de concentratie in de longen helpt te verplaatsen koolmonoxide van de hemegroep hemoglobine. Het gas van de zuurstof is giftig aan anaërobe bacteriën dat oorzakengas gangrene, zodat verhogend zijn gedeeltelijke drukhulp doodt hen. De caissonziekte komt in duikers voor die te snel na een duikvlucht decompresseren, resulterend in bellen van inert gas, meestal stikstof en argon, zich vormt in hun bloed. Het verhogen van de druk van O2 zo spoedig mogelijk maakt deel uit van de behandeling.[66]

De zuurstof wordt ook gebruikt medisch voor patiënten die vereisen mechanische ventilatie, vaak bij concentraties boven 21% gevonden in omringende lucht.

De steun van het leven en recreatief gebruik

Een opmerkelijke toepassing van O2 als lagedruk ademhalings gas is in modern ruimte kostuums, wat het lichaam van hun bewoner met onder druk gezette lucht omringen. Deze apparaten gebruiken bijna zuivere zuurstof bij ongeveer één derde normale druk, resulterend in een normaal bloed gedeeltelijke druk van O2.[nodig controle] Deze inruil van hogere zuurstofconcentratie voor lagere druk is nodig om flexibele spacesuits te handhaven.

De duikers van de scuba-uitrusting en submariners baseer me ook op kunstmatig-geleverd O2, maar gebruik vaakst normale druk, en/of mengsels van zuurstof en lucht. Zuiver of bijna zuiver O2 het gebruik in het duiken bij hoog-dan-overzees-vlakke druk is gewoonlijk beperkt tot rebreather, decompressie, of het gebruik van de noodsituatiebehandeling bij vrij ondiepe diepten (~ 6 meters diepte, of minder). De diepere duik vereist significante verdunning van O2 met andere gassen, zoals stikstof of helium, helpen verhinderen zuurstof giftigheid.

Mensen die bergen beklimmen of in niet-onder druk gezet vliegen fixed-wing vliegtuigen hebben soms supplementair O2 levering.[67] De passagiers die in (onder druk gezet) reizen commerciële vliegtuigen hebben een noodsituatielevering van O2 automatisch geleverd aan hen in het geval van cabinedepressurization. Het plotselinge verlies van de cabinedruk activeert chemische zuurstofgenerators boven elke zetel, het veroorzaken zuurstof maskers om en het dwingen ijzer het indienen in te dalen natrium chloraat binnen de bus.[38] Een regelmatige stroom van zuurstofgas wordt geproduceerd door exotherm reactie. Nochtans, zelfs kan dit een gevaar opleveren als ongepast teweeggebracht: a Het vliegtuig van ValuJet verpletterd na gebruik-datum-verlopen O2 bussen, die in de ladingsgreep, geactiveerde en veroorzaakte brand werden verscheept. De bussen werden mis-geëtiketteerde zoals leeg, en gedragen tegen gevaarlijke goederen verordeningen.[68]

Zuurstof, als vermeende mild euforisch, heeft een geschiedenis binnen van recreatief gebruik zuurstof staven en binnen sporten. De staven van de zuurstof zijn binnen gevonden ondernemingen, Japan, Californië, en Las Vegas, Nevada sinds de recente jaren '90 die hoger dan normaal aanbieden O2 blootstelling voor een prijs.[69] Professionele atleten, vooral binnen Amerikaanse voetbal, ga ook soms van gebied tussen spelen zuurstofmaskers dragen om een vermeende „verhoging“ in prestaties te krijgen. Nochtans, is de werkelijkheid van een farmacologisch effect twijfelachtig; a placebo of psychologische verhoging die de aannemelijkste verklaring is.[69] De beschikbare studies steunen een prestatiesverhoging van verrijkt O2 mengsels slechts als zij worden geademd tijdens daadwerkelijke aërobe oefening.[70] Ander recreatief gebruik omvat pyrotechnic toepassingen, zoals George Goble's vijf-ten tweede ontsteking van barbecue grills.[71]

Industrieel

Uitsmelting van ijzererts in staal verbruikt 55% van commercieel geproduceerde zuurstof.[38] In dit proces, O2 wordt ingespoten door een hoge druklans in gesmolten ijzer, dat verwijdert zwavel onzuiverheden en overmaat koolstof als respectieve oxyden, ZO2 en Co2. De reacties zijn exotherm, zodat de temperatuurverhogingen aan 1700 °C.[38]

Nog eens 25% van commercieel geproduceerde zuurstof wordt gebruikt door de chemische industrie.[38] Ethyleen wordt gereageerd met O2 om te creëren ethyleen oxyde, wat, beurtelings, in wordt omgezet ethyleen glycol; het primaire voedermateriaal dat wordt gebruikt om een gastheer van producten te vervaardigen, het omvatten antivriesmiddel en polyester polymeren (de voorlopers van velen plastieken en stoffen).[38]

De meesten van resterende 20% van commercieel geproduceerde zuurstof wordt gebruikt in medische toepassingen, om metaal te snijden en lassen, als oxidizer binnen raket brandstof, en binnen water behandeling.[38] De zuurstof wordt binnen gebruikt oxyacetylene lassen het branden acetylene met O2 om een eigenlijke hete vlam te produceren. In dit proces, metaal tot 60 cm dik eerst verwarmd met een kleine oxy-acetylene vlam wordt en door een grote stroom van snel dan gesneden O2.[72] De aandrijving van de raket vereist een brandstof en oxidizer. Groter raketten gebruiks vloeibare zuurstof als hun oxidizer, die wordt gemengd en met de brandstof voor aandrijving aangestoken.

Wetenschappelijk

Paleoclimatologists meet de verhouding van zuurstof-18 en zuurstof-16 in shells en skeletten van mariene organismen om te bepalen wat het klimaat als miljoenen jaren was geleden (zie de verhouding cyclus van de zuurstofisotoop). Zeewater molecules die de aansteker bevatten isotoop, verdampen zuurstof-16, aan een lichtjes sneller tarief dan watermolecules die 12% zwaardere zuurstof-18 bevatten; deze ongelijkheid stijgt bij lagere temperaturen.[73] Tijdens periodes van lagere globale temperaturen, sneeuw en regen van dat neigt het verdampte water hoger in zuurstof-16 te zijn, en het erachter verlaten zeewater neigt hoger in zuurstof-18 te zijn. De mariene organismen nemen dan meer zuurstof-18 in hun skeletten en shells op dan zij in een warmer klimaat.[73] Paleoclimatologists ook meet direct deze verhouding in de watermolecules van ijs kern steekproeven die aan verscheidene honderdduizenden jaren oud zijn.

Planetarische geologen verschillende overvloed van zuurstofisotopen in steekproeven van hebben gemeten Aarde, Maan, Mars, en meteorieten, maar konden lang niet verwijzingswaarden voor de isotopenverhoudingen in verkrijgen Zon, geloofd om het zelfde te zijn als die van fundamentele zonnenebula. Nochtans, analyse van a silicium wafeltje dat aan wordt blootgesteld zonne wind in ruimte en teruggekeerd door verpletterd Het ruimtevaartuig van het ontstaan heeft aangetoond dat de Zon een hoger deel van zuurstof-16 heeft dan de Aarde. De meting impliceert dat een onbekend proces zuurstof-16 van de Zon uitputte schijf van protoplanetary materiaal voorafgaand aan de samenvoeging van stofkorrels die de Aarde vormde.[74]

De zuurstof stelt spectrofotometrische twee voor absorptie banden het een hoogtepunt bereiken bij golflengten 687 en 760 NM. Wat het verre ontdekken de wetenschappers hebben voorgesteld gebruikend de meting van de uitstraling die uit vegetatieluifels komt in die banden de status van de installatiegezondheid van a te kenmerken satelliet platform.[75] Deze benadering exploiteert het feit dat in die banden het mogelijk is om de vegetatie te onderscheiden reflectiecoëfficiënt van zijn fluorescentie, wat veel zwakker is. De meting is technisch moeilijk ten gevolge van laag signal-to-noise verhouding en de fysieke structuur van vegetatie; maar het is voorgesteld als mogelijke methode om te controleren koolstofkringloop van satellieten op globale schaal.

Samenstellingen

Hoofd artikel: Samenstellingen van zuurstof

oxydatie staat van zuurstof is −2 in bijna alle bekende samenstellingen van zuurstof. De oxydatiestaat −1 wordt gevonden in een paar samenstellingen zoals peroxyden.[76] De samenstellingen die zuurstof in andere oxydatiestaten zijn bevatten zeer ongewoon: −1/2 (superoxides), −1/3 (ozonides), 0 (elementair, hypofluorous zuur), +1/2 (dioxygenyl), +1 (dioxygen difluoride), en +2 (zuurstof difluoride).

Oxyden en andere anorganische samenstellingen

Water (H2O) is oxyde van waterstof en de vertrouwdste zuurstofsamenstelling. De atomen van de waterstof zijn covalent in entrepot aan zuurstof in een watermolecule maar ook hebben een extra aantrekkelijkheid (ongeveer 23.3 kJ·mol−1 per waterstofatoom) aan een aangrenzend zuurstofatoom in een afzonderlijke molecule.[77] Deze waterstof banden tussen watermolecules houd hen dichter ongeveer 15% dan wat in een eenvoudige vloeistof met enkel worden verwacht Van der Waals krachten.[78][79]

wegens zijn electronegativity, zuurstofvormen chemische banden met bijna alle andere elementen bij opgeheven temperaturen om het corresponderen te geven oxyden. Nochtans, vormen sommige elementen gemakkelijk oxyden bij standaard voorwaarden voor temperatuur en druk; het roesten van ijzer is een voorbeeld. De oppervlakte van metalen als aluminium en titanium zijn geoxydeerd in aanwezigheid van lucht en worden met een laag bedekt met een dunne film van oxyde dat passiveert het metaal en vertraagt verder corrosie. Enkele overgangsmetaaloxides worden gevonden in aard zoals nietstoichiometrische samenstellingen, met een lichtjes minder metaal dan chemische formule zou tonen. Bijvoorbeeld, het natuurlijke voorkomen FeO (wüstite) eigenlijk wordt geschreven zoals Fe1−xO, waar x is gewoonlijk rond 0.05.[80]

De zuurstof als samenstelling is aanwezig in de atmosfeer in spoorhoeveelheden in de vorm van kooldioxide (Co2). crustal aarde rots is samengesteld in groot deel van oxyden van silicium (kiezelzuur SiO2, binnen gevonden graniet en zand), aluminium (aluminium oxyde Al2O3, binnen bauxiet en korund), ijzer (ijzer (III) oxyde Fe2O3, binnen hematiet en roest) en andere metalen.

De rest van de korst van de Aarde wordt ook gemaakt van zuurstofsamenstellingen, in het bijzonder calcium carbonaat (in kalksteen) en silicaten (in veldspaat). Wateroplosbaar silicaten in de vorm van Na4SiO4, Na2SiO3, en Na2Si2O5 worden gebruikt zoals detergentia en kleefstoffen.[81]

De zuurstof doet ook dienst als ligand die voor overgangsmetalen, metaal-o vormt2 banden met iridium atoom binnen Complexe Vaska,[82] met platina in PtF6,[83] en met het ijzercentrum van heme groep hemoglobine.

Organische samenstellingen en biomoleculen

Onder de belangrijkste klassen van organische samenstellingen die bevatten is de zuurstof (waar „R“ een organische groep) is: alcoholen (R-OH); ethers (R-o-r); ketonen (R-Co-r); aldehyden (R-Co-h); carboxylic zuren (R-COOH); esters (R-coo-r); zure anhydriden (R-Co-o-Co-r); en amiden (R-C (O) - NR2). Er zijn vele belangrijke organisch oplosmiddelen dat zuurstof bevat, omvattend: aceton, methanol, ethylalcohol, isopropanol, furan, THF, diethyl ether, dioxane, ethyl acetate, DMF, DMSO, azijnzuur, en mierezuur. Aceton ((CH3)2CO) en fenol (C6H5OH) worden gebruikt als voedermaterialen in de synthese van vele verschillende substanties. Andere belangrijke organische samenstellingen die zuurstof bevatten zijn: glycerol, formaldehyde, glutaraldehyde, citroenzuur, azijn anhydride, en acetamide. Epoxiden zijn ethers waarin het zuurstofatoom deel van een ring van drie atomen uitmaakt.

De zuurstof reageert spontaan met velen organisch samenstellingen bij of onder kamertemperatuur in een geroepen proces autoxidatie.[84] De meesten van organische samenstellingen dat bevat wordt de zuurstof niet gemaakt door directe actie van O2. De organische samenstellingen belangrijk in de industrie en handel die door directe oxydatie van een voorloper worden gemaakt omvatten ethyleen oxyde en peracetic zuur.[81]

Het element wordt gevonden in bijna allen biomoleculen dat het belangrijke (of langs geproduceerd) leven is. Een paar slechts gemeenschappelijke complexe biomoleculen, zoals squalene en carotine, bevat geen zuurstof. Van de organische samenstellingen met biologische relevantie, koolhydraten bevat het grootste aandeel door massa van zuurstof. Allen vetten, vetzuren, aminozuren, en proteïnen bevat zuurstof (wegens de aanwezigheid van carbonyl groepen in deze zuren en hun ester residu). De zuurstof komt ook binnen voor fosfaat (Portugal43−) groepen in de biologisch belangrijke energie-dragende molecules ATP en ADP, in de backbone en purine (behalve adenine) en pyrimidines van RNA en DNA, en in beenderen zoals calcium fosfaat en hydroxylapatite.

Voorzorgsmaatregelen

Giftigheid

Hoofd artikel: De giftigheid van de zuurstof

Het gas van de zuurstof (O2) kan zijn giftig bij opgeheven gedeeltelijke druk, leidend tot uitbarstingen en andere gezondheidsproblemen.[85][86] De giftigheid van de zuurstof begint gewoonlijk bij gedeeltelijke druk voor te komen meer dan 50 kiloPascal (kPa), of 2.5 keer het normale zeeniveau O2 gedeeltelijke druk van ongeveer kPa 21. Daarom door geleverde lucht zuurstof maskers in medische toepassingen is typisch samengesteld uit 30% O2 door volume (kPa ongeveer 30 bij standaarddruk).[25] In één keer, voorbarige babys werden geplaatst in incubators het bevatten O2- de rijke lucht, maar deze praktijk werd beëindigd nadat sommige babys door het werden verblind.[25]

Zuivere ademhaling O2 in ruimtetoepassingen, zoals in modern wat ruimte kostuums, of in vroeg ruimtevaartuig zoals Apollo, veroorzaakt geen schade toe te schrijven aan de lage totale gebruikte druk.[87] In het geval van spacesuits, O2 de gedeeltelijke druk in het ademhalingsgas is, in het algemeen, kPa ongeveer 30 (1.4 keer normaal), en het voortvloeien O2 de gedeeltelijke druk in het slagaderlijke bloed van de astronaut is slechts marginaal meer dan normaal zeeniveau O2 gedeeltelijke druk (zie slagaderlijk bloedgas).

De giftigheid van de zuurstof aan de longen en centraal zenuwstelsel kan ook binnen diep voorkomen vrij duiken en oppervlakte geleverde duik.[25] Verlengde ademhaling van een luchtmengsel met O2 gedeeltelijke drukkPa meer dan 60 kan uiteindelijk tot permanent leiden long bindweefselvermeerdering.[88] Blootstelling aan a O2 de gedeeltelijke druk groter dan kPa 160 kan tot normaal fatale uitbarstingen (voor duikers) leiden. De scherpe zuurstofgiftigheid kan voorkomen door een luchtmengsel met 21% te ademen O2 bij 66 m of meer van diepte terwijl het zelfde ding kan voorkomen door 100% te ademen O2 bij slechts 6 m.[88][89]

Verbranding en andere gevaren

0
0
0
OS

De hoogst-geconcentreerde bronnen van zuurstof bevorderen snel verbranding. Brand en explosie gevaren er bestaan wanneer geconcentreerde oxidatiemiddelen en brandstoffen worden gebracht in dichte nabijheid; nochtans, is een ontstekingsgebeurtenis, zoals hitte of een vonk, nodig om verbranding teweeg te brengen.[90] De zuurstof zelf is niet de brandstof, maar het oxidatiemiddel. De gevaren van de verbranding zijn ook op samenstellingen van zuurstof met een hoog oxydatief potentieel, van toepassing zoals peroxyden, chloraten, nitraten, perchloraat, en dichromates omdat zij zuurstof aan een brand kunnen schenken.

Geconcentreerd O2 verbranding om snel en energiek zal toestaan te werk te gaan.[90] Staal pijpen en opslagvaten die worden gebruikt om zowel gasachtig op te slaan en over te brengen en vloeibare zuurstof als brandstof zal handelen; en daarom het ontwerp en de vervaardiging van O2 de systemen vereist speciale opleiding om ervoor te zorgen dat de ontstekingsbronnen worden geminimaliseerd.[90] De brand die doodde Apollo 1 de bemanning op een stootkussen van de testlancering spreidde zo snel uit omdat de capsule met zuiver onder druk werd gezet O2 maar bij lichtjes meer dan atmosferische druk, in plaats van de normale druk ⅓ die in een opdracht worden gebruikt.[91][92]

Vloeibare zuurstofmorserijen, indien toegestaan om in organische kwestie, zoals te doorweken hout, petrochemische stoffen, en asfalt kan veroorzaken deze materialen aan doe ontploffen onvoorspelbaar op verder mechanisch effect.[90] Op contact met het menselijke lichaam, kan het ook veroorzaken cryogeen brandwonden aan de huid en de ogen.

Zie ook

Nota's en citaten

  1. ^ a B Emsley 2001, p.297
  2. ^ a B Zuurstof. Los Alamos Nationaal Laboratorium. teruggewonnen 2007-12-16.
  3. ^ a B c D e F g h i j Kok & Lauer 1968, p.500
  4. ^ NASA (2007-09-27). "Het Onderzoek van NASA wijst op Zuurstof ter wereld 2.5 Miljard Jaar geleden". Persmededeling. teruggewonnen 2008-03-13.
  5. ^ a B c D Mellor 1939
  6. ^ Moleculaire Orbitale Theorie. De Universiteit van Purdue. teruggewonnen 2008-01-28.
  7. ^ Pauling, L. De aard van de Chemische Band. Cornell Universitaire Pers, 1960.
  8. ^ a B Jakubowski, Henry. Biochemie online. De Universiteit van heilige John. teruggewonnen 2008-01-28.
  9. ^ Een orbit is een concept van quantum werktuigkundigen dat modelleert een elektron als a wave-like deeltje dat heeft een spacial distributie over een atoom of een molecule.
  10. ^ a B c Emsley 2001, p.303
  11. ^ Demonstratie van een brug van vloeibare zuurstof die tegen zijn eigen gewicht tussen de polen van een krachtige magneet wordt gesteund. Universiteit van LAB van de DEMONSTRATIE van de Afdeling van de Chemie Wisconsin-Madison. teruggewonnen 2007-12-15.
  12. ^ Het paramagnetisme van de zuurstof kan analytisch in de paramagnetische analisatoren van het zuurstofgas worden gebruikt die de zuiverheid van gasachtige zuurstof bepalen. (De literatuur van het bedrijf van de analysatoren van de Zuurstof (drietal). Servomex. teruggewonnen 2007-12-15.)
  13. ^ Krieger-Liszkay 2005, 337-46
  14. ^ Harrison 1990
  15. ^ Wentworth 2002
  16. ^ Hirayama 1994, 149-150
  17. ^ Chieh, Chung. De Lengten en de Energieën van de band. Universiteit van Waterloo. teruggewonnen 2007-12-16.
  18. ^ a B Stwertka 1998, p.48
  19. ^ Stwertka 1998, p.49
  20. ^ a B Cacace 2001, 4062
  21. ^ a B Bal, Phillip. "Nieuwe gevonden vorm van zuurstof", Het Nieuws van de aard, 2001-09-16. teruggewonnen 2008-01-09. 
  22. ^ Lundegaard 2006, 201–04
  23. ^ Desgreniers 1990, 1117–22
  24. ^ Shimizu 1998, 767–69
  25. ^ a B c D e F Emsley 2001, p.299
  26. ^ De oplosbaarheid van de lucht in water. Toolbox van de Techniek. teruggewonnen 2007-12-21.
  27. ^ Evans & Claiborne 2006, 88
  28. ^ Lide 2003, Sectie 4
  29. ^ Overzicht van de Cryogene Systemen van de Scheiding en van het Vloeimiddel van de Lucht. Universele Industriële Gassen, Inc. teruggewonnen 2007-12-15.
  30. ^ Blad van de Gegevens van de Veiligheid van de vloeibare Zuurstof het Materiële (PDF). Het TriGas van Matheson. teruggewonnen 2007-12-15.
  31. ^ a B c D e De Nucliden/de Isotopen van de zuurstof. EnvironmentalChemistry.com. teruggewonnen 2007-12-17.
  32. ^ a B c Meyer 2005, 9022
  33. ^ a B c D Emsley 2001, p.298
  34. ^ Gegeven de cijfers zijn voor waarden tot 50 mijlen (80 km) boven de oppervlakte
  35. ^ Leurder 1980
  36. ^ Dit wordt berekend door al vrij te verdelen O2 in de atmosfeer aan het tarief wordt het gebruikt voor ademhaling door de volledige biosfeer. Dit is duidelijk een extreme berekening aangezien de meeste organismen goed vóór de druk van zouden sterven O2 viel aan nul, en daarom zou het tarief van consumptie beduidend van het huidige tarief verminderen.
  37. ^ Van de Chemie en de Vruchtbaarheid van Overzeese Wateren door H.W. Harvey, 1955, die C.J.J. aanhaalt. Vos, „op de coëfficiënten van absorptie van atmosferische gassen in overzees water“, Publ. Circ. Cons. Explor. Mer, nr. 41, 1907. Harvey merkt nochtans op dat volgens recentere artikelen in Aard de waarden ongeveer te hoge 3% schijnen te zijn.
  38. ^ a B c D e F g h Emsley 2001, p.301
  39. ^ Fenical 1983, „Mariene Installaties“
  40. ^ Bruine 2003, 958
  41. ^ De membranen van Thylakoid maken deel uit van chloroplast in algen en installaties terwijl zij eenvoudig één binnen van vele membraanstructuren zijn cyanobacteria. In feite, wordt de chloroplast verondersteld om geëvolueerd= te hebben van cyanobacteria dat eens symbiotische partners met progenerators van installaties en algen was.
  42. ^ a B Raven 2005, 115–27
  43. ^ De oxydatie van het water wordt gekatalyseerd door a mangaan- het bevatten enzym complex bekend als zuurstof complex evolueren (OEC) of water-verdelende complex gevonden aan de lumenalkant van thylakoidmembranen verbonden. Het mangaan is belangrijk cofactor, en calcium en chloride ook voor de reactie worden vereist voor te komen. (Raven 2005)
  44. ^ Co2 wordt bevrijd van een ander deel van hemoglobine (zie Het effect van Bohr)
  45. ^ „Voor mensen, is het normale volume 6-8 liter per minuut.“ [1]
  46. ^ (1.8 gram) * (60 minuten) * (24 uren) * (365 dagen) * (6.6 miljard mensen) /1,000,000=6.24 miljard ton
  47. ^ Campbell 2005, 522–23
  48. ^ Freeman 2005, 214, 586
  49. ^ a B Berner 1999, 10955-57
  50. ^ Werkloosheidsuitkering 1965, 5–27
  51. ^ Jastrow 1936, 171
  52. ^ a B c D e Kok & Lauer 1968, p.499.
  53. ^ a B c Britannica medewerkers 1911, „John Mayow“
  54. ^ a B Wereld van Chemie medewerkers 2005, „John Mayow“
  55. ^ Morris 2003
  56. ^ a B c D e F g h Emsley 2001, p.300
  57. ^ Priestley 1775, 384–94
  58. ^ DeTurck, Dennis; Gladney, Larry en Pietrovito, Anthony (1997). Het interactieve Handboek van PFP96. Universiteit van Pennsylvania. teruggewonnen 2008-01-28.
  59. ^ Roscoe 1883, 38
  60. ^ Nochtans, werden deze resultaten meestal genegeerd tot 1860. Een deel van deze verwerping was toe te schrijven aan de overtuiging dat de atomen van één element nr zouden hebben chemische affiniteit naar atomen van het zelfde element, en deel was toe te schrijven aan duidelijke uitzonderingen op de wet van Avogadro die niet tot later in termen van het scheiden van molecules werden verklaard.
  61. ^ a B Daintith 1994, p.707
  62. ^ a B c Hoe de Producten worden gemaakt medewerkers, „Zuurstof“
  63. ^ Goddard-1926. NASA. teruggewonnen 2007-11-18.
  64. ^ De nietcryogene Processen van de Scheiding van de Lucht. Inc. UIG. (2003). teruggewonnen 2007-12-16.
  65. ^ Het ruimte Gebruik van de Pendel van Drijfgassen en Vloeistoffen, NASA, 2001=09, <http://www-pao.ksc.nasa.gov/kscpao/nasafact/ps/SSP.ps>. teruggewonnen 16 December 2007 
  66. ^ a B Kok & Lauer 1968, p.510
  67. ^ De reden is dat het verhogen van het aandeel van zuurstof in het ademhalingsgas bij lage druk handelt om geïnspireerda te vergroten O2 gedeeltelijke druk meer dichtbij aan dat gevonden bij zeeniveau.
  68. ^ Ntsb- rapport. De nationale Raad van de Veiligheid van het Vervoer. teruggewonnen 2007-12-16.)
  69. ^ a B Bren, Linda (november-December 2002). De Staven van de zuurstof: Is een Adem van Verse Lucht met een waarde van het?. FDA het tijdschrift Van de consument. De V.S. Het Beleid van het voedsel en van de Drug. teruggewonnen 2007-12-23.
  70. ^ De Hulp van Ergogenic. Piek Prestaties online. teruggewonnen 2008-01-04.
  71. ^ George Goble's uitgebreide homepage (spiegel).
  72. ^ Kok & Lauer 1968, p.508
  73. ^ a B Emsley 2001, p.304
  74. ^ Hand, Eric (2008-03-13). "De eerste adem van het ZonneSysteem". Aard 452: 259. doi:10.1038/452259a. 
  75. ^ Molenaar et al. 2003
  76. ^ Greenwood & Earnshaw 1997, 28
  77. ^ Maksyutenko et al. 2006
  78. ^ Chaplin, Martin (2008-01-04). Het Plakken van de Waterstof van het water. teruggewonnen 2008-01-06.
  79. ^ Ook, aangezien de zuurstof een hogere electronegativity dan waterstof heeft, maakt het lastenverschil tot het a polaire molecule. De interactie tussen verschillend dipolen van elke moleculeoorzaak een netto aantrekkelijkheidskracht.
  80. ^ Slimme 2005, 214
  81. ^ a B Kok & Lauer 1968, p.507
  82. ^ Crabtree 2001, 152
  83. ^ Kok & Lauer 1968, p.505
  84. ^ Kok & Lauer 1968, p.506
  85. ^ Sindsdien O2'is de s gedeeltelijke druk de fractie van O2 tijden de totale druk, opgeheven gedeeltelijke druk kan voorkomen één van beiden van hoogte O2 fractie in ademhalingsgas of van hoge ademhalingsgasdruk, of een combinatie allebei.
  86. ^ Kok & Lauer 1968, p.511
  87. ^ Wade, Teken (2007). Ruimte Kostuums. Encyclopedie Astronautica. teruggewonnen 2007-12-16.
  88. ^ a B Wilmshurst, Peter (1998). ABC van zuurstof: Duik en zuurstof. Brits Medisch Dagboek. teruggewonnen 2008-01-06.
  89. ^ Donald 1992
  90. ^ a B c D Werley 1991
  91. ^ Geen ontstekingsbron van de brand werd afdoend geïdentificeerda, hoewel wat bewijsmateriaal aan boog van een elektrovonk richt). (Rapport van Apollo 204 Inzameling van de Verwijzing van NASA van de Raad van het Overzicht de Historische, het Bureau van de Geschiedenis van NASA, HK van NASA, Washington, gelijkstroom)
  92. ^ Chiles 2001

Verwijzingen

Externe verbindingen

Het Lagerhuis van Wikimedia heeft media met betrekking tot:
Kijk omhoog zuurstof in
Wiktionary, het vrije woordenboek.
v • D • e
Met twee atomen chemische elementen

Waterstof H2 | Stikstof N2 | Zuurstof O2 | Fluor F2 | Chloor Cl2 | Broom Br2 | Jodium I2 | Astatine Bij2
v • D • e
E aantallen

Kleuren (E100-199) • Bewaarmiddelen (E200-299) • Anti-oxyderend & De regelgevers van de zuurheid (E300-399) • Bindmiddelen, stabilisatoren & emulgators (E400-499) • pH regelgevers & anti-caking agenten (E500-599) • De versterkers van het aroma (E600-699) • Divers (E900-999) • Extra chemische producten (E1100-1599)

Was (E900-909) • Synthetisch verglaast (E910-919) • Verbeterende agenten (E920-929) • Verpakkende gassen (E930-949) • Zoetmiddelen (E950-969) • Schuimende agenten (E990-999)

Het peroxyde van het calcium (E930) • Argon (E938) • Helium (E939) • Dichlorodifluoromethane (E940) • Stikstof (E941) • Lachgas (E942) • Butaan (E943a) • Isobutaan (E943b) • Propaan (E944) • Zuurstof (E948) • Waterstof (E949)
The original article is from Wikipedia. To view the original article please click here.
Creative Commons Licence

 
Custom Search