Oksygen

Iso	ÅR	Periode	MD	Ed	PD
Iso	ÅR	Periode	MD	MeV	PD
14 O	{syn.}	1,17677 min	β +	1,72	14 N
15 O	{syn.}	2,0357 min	β +	1,72	15 N
16 O	99,762 %	stabil med 8 nøytroner
17 O	0,038 %	stabil med 9 nøytroner
18 O	0,2 %	stabil med 10 nøytroner
19 O	{syn.}	26,91 s	β -	4.821	19 F
20 O	{syn.}	13,51 s	β-	3.814	20 F.

Enkle kroppsfysiske egenskaper

Vanlig tilstand

paramagnetisk gass

Allotrope i standardtilstand

Oksygen O 2

Andre allotropes

Ozon O 3, singlet oksygen O 2 *, syklisk ozon O 3, tetraoksygen O 4, octaoxygen O 8

Volumisk masse

1,42763 kg · m -3 TPN (O2-molekyl)

Krystallsystem

Kubikk

Farge

fargeløs

−218,79 ° C

−182,95 ° C

0,22259 kJ · mol -1

3,4099 kJ · mol -1

−118,56 ° C

5.043 MPa

−218,79 ° C

22,414 × 10 -3 m 3 · mol -1

Lydens hastighet

317 m · s -1 til 20 ° C , 5

Massiv varme

920 J · kg -1 · K -1

Termisk ledningsevne

0,02674 W · m -1 · K -1

Diverse

N o CAS

17778-80-2

Forholdsregler

SGH

Oksygen O 2 :

Fare H270, H280, P220, P244, P370 + P376, P403, H270 : Kan forårsake eller forsterke brann; oksidasjonsmiddel
H280 : Inneholder gass under trykk; kan eksplodere ved oppvarming
P220 : Hold / oppbevares vekk fra klær / ... / brennbare materialer
P244 : Forsikre deg om at det ikke er fett eller olje på reduksjonsventilene.
P370 + P376 : I tilfelle brann: Stopp lekkasje hvis det kan gjøres uten risiko.
P403 : Oppbevares på et godt ventilert sted.

WHMIS

Transportere

Oksygen O 2 :

1072

Kemler-kode:
25 : oksiderende gass (fremmer brann)
FN-nummer :
1072 : KOMPRIMERT OKSYGEN
Klasse:
2.2
Etiketter: 2.2 : Ikke-brennbare, ikke-giftige gasser (tilsvarer gruppene betegnet med A eller stor O) 5.1 : Oksiderende stoffer Emballasje: -

225

1073

Kemler-kode:
225 : nedkjølt flytende gass, oksidasjonsmiddel (fremmer brann)
UN-nummer :
1073 : KJØLEDE VÆSKEOKSYGEN
Klasse:
2.2
Etiketter: 2.2 : Ikke-brennbare, giftfrie gasser (tilsvarer grupper betegnet med hovedstad A eller O) 5.1 : Oksiderende stoffer Emballasje: -

Enheter av SI & STP med mindre annet er oppgitt.

Den oksygen er den grunnstoff av ordenstall 8 til symbol O. Det er gruppens holder gruppen av chalcogens , ofte kalt gruppe oksygen . Oppdaget uavhengig i 1772 av svensken Carl Wilhelm Scheele i Uppsala , og i 1774 av Pierre Bayen i Châlons-en-Champagne så vel som av briten Joseph Priestley i Wiltshire , ble oksygen kalt slik i 1777 av franskmannen Antoine Lavoisier og hans kone i Paris fra den antikke greske ὀξύς / oxús ("akutt", det vil si her "syre") og γενής / genḗs ("generator"), fordi Lavoisier feilaktig trodde - oksidasjon og forsuring var koblet sammen - at:

"Vi har gitt basen til den pustende delen av luften navnet oksygen, avledet av to greske ord ὀξύς , syre og γείνομαι , jeg genererer , fordi faktisk en av de mest generelle egenskapene til dette grunnlaget [Lavoisier snakker om oksygen] er å danne syrer ved å kombinere med de fleste stoffer. Vi vil derfor kalle oksygengass foreningen av denne basen med kalorien. "

Et molekyl med den kjemiske formelen O 2, Vanligvis kalt "oksygen" men " dioksygen " av kjemikere, består av to oksygenatomer bundet med en kovalent binding : under normale betingelser for temperatur og trykk , er dioksygen en gass , som utgjør 20,8% av volumet av jordens atmosfære på sjøen Nivå .

Oksygen er et ikke-metall som veldig lett danner forbindelser , spesielt oksider , med praktisk talt alle andre kjemiske elementer. Dette anlegget resulterer i høye treningsenergier, men kinetisk er dioksygen ofte ikke veldig reaktivt ved romtemperatur. En blanding av dioksygen og dihydrogen, jern eller svovel osv. Utvikler seg bare ekstremt sakte.

Det er i masse det tredje mest utbredte elementet i universet etter hydrogen og helium , og det mest utbredte av elementene i jordskorpen ; oksygen utgjør således på jorden :

86% av massen av hav , i form av vann ;
46,4% av massen av jordskorpen , særlig i form av oksider og silikater ;
23,1% av luftens masse , i form av oksygen eller ozon , dvs. 1,2 × 10 15 tonn, eller nesten 21% av det totale volumet av atmosfæren ;
62,5% av massen til menneskekroppen;
opptil 88% av massen til noen marine dyr.

Jorden var opprinnelig blottet for oksygen. Dette ble dannet av fotosyntese utført av planter , alger og cyanobakterier , sistnevnte hadde dukket opp for kanskje 2,8 milliarder år siden. Den oksygen O toer giftig for anaerobe organismer , som inkluderte de første livsformene som dukket opp på jorden, men er viktig for åndedrett av aerobe organismer , som utgjør de aller fleste levende arter i dag. Den cellulære respirasjonen er settet med metabolske veier , for eksempel Krebs-syklusen og respirasjonskjeden , for eksempel matet av glykolyse og β-oksidasjon , hvorved et celleenergiprodukt i form av ATP og reduserer kraften i form av NADH + H + og FADH 2.

Ved å akkumulere i jordens atmosfære , oksygen O 2som følge av fotosyntese dannet et ozonlag ved basen av stratosfæren under påvirkning av solstråling . Den ozon er en allotrop av oksygen i kjemisk formel O 3mer oksidant enn oksygen - noe som gjør det til et forurensende stoff uønsket når det er tilstede i troposfæren på bakkenivå - men som har karakteristikken til å absorbere ultrafiolette stråler fra solen og dermed beskytte biosfæren til denne skadelige strålingen: ozonlaget var skjoldet som tillot første landplanter som forlot havene for nesten 475 millioner år siden.

Oksygeninnholdet i havene har falt betydelig i flere år. Denne deoxygeneringen av havet - på grunn av global oppvarming og utslipp av jordbruksgjødsel - påvirker marint biologisk mangfold. Havene har mistet 77 milliarder tonn oksygen de siste 50 årene.

I industrien har det enorm betydning som oksidasjonsmiddel. I kraftstasjoner brennes drivstoffet enten med luft eller med rent oksygen ("oxy-fuel" -prosess). Oksysprenging av tunge petroleumsfraksjoner gir verdifulle forbindelser. I den kjemiske industrien brukes til produksjon av akrylsyre, en veldig viktig monomer . Heterogen katalytisk oksidasjon viser løfte om produksjon av hydroksymetyl-furfuralsyre og benzoesyre . Det er også et lovende råstoff for elektrokjemisk syntese av hydrogenperoksid. Oksidasjon med luft spiller en veldig viktig rolle i omdannelsen av farlige gasser (CO, metan ) til CO 2 mindre skadelig.

Element

Oksygen har sytten isotoper hvis massetall varierer fra 12 til 28. Oksygen av naturlig opprinnelse består av tre stabile isotoper : oksygen 16 16 O, oksygen 17 17 O og oksygen. 18 18 O. I tillegg tildeles oksygen en standard atommasse av 15.999 4 u . Oksygen 16 er den mest rikelig, dens naturlige overflod er 99,762%.

Flertallet av oksygen 16 syntetiseres ved slutten av prosessen med heliumfusjon i masser av stjerner, men en del produseres også under reaksjonene i neonfusjon . Oksygen 17 produseres hovedsakelig ved fusjon av hydrogen i helium under CNO-syklusen . Det er derfor en isotop som er vanlig for hydrogenforbrenningssonene til stjerner. Størstedelen av oksygen 18 produseres når nitrogen 14 14 N som er rikelig av CNO-syklusen, fanger en kjerne av helium 4 4 He. Oksygen-18 er derfor ofte til stede i de heliumrike områdene av massive stjerner som har utviklet seg .

Fjorten radioisotoper er identifisert. De mest stabile er 15 O oksygen som har den lengste halveringstiden (122,24 sekunder) og 14 14 O oksygen som har en halveringstid på 70,606 sekunder. Alle andre radioaktive isotoper har halveringstider på mindre enn 27 s, og de fleste har halveringstider på mindre enn 83 millisekunder. Oksygen 12 12 O har den korteste levetiden (580 × 10 −24 s ). Den vanligste typen radioaktivt forfall i isotoper som er lettere enn oksygen-16 er positronemisjon, som produserer nitrogen. Den vanligste typen forfall for isotoper som er tyngre enn oksygen-18 er β-radioaktivitet som gir fluor .

Oksygenbruk 18

Den oksygen 18 er en indikator Paleoklimatiske anvendt for å kjenne temperaturen i et område på et gitt tidspunkt: jo større isotopforholdet 18 O / 16 O er høy og den tilsvarende temperatur er lav. Dette forholdet kan bestemmes fra iskjerner , så vel som aragonitt eller kalsitt fra noen fossiler .

Denne prosessen er veldig nyttig for å bekrefte eller benekte en teori om naturlige terrestriske klimaendringer som Milanković-parametrene .

Som en stabil isotopisk markør, har den blitt brukt til å måle den ensrettet strømning av oksygen absorbert under fotosyntese av fenomenet fotorespirasjon. Det er vist at før økningen i CO 2i den industrielle tiden ble halvparten av oksygenet som ble løst ut, absorbert på nytt. Dette reduserte effektiviteten av fotosyntese med halvparten (Gerbaud og André, 1979-1980).

Viktigheten av tilstedeværelsen av oksygen

Liste over de ti vanligste elementene i Melkeveien (spektroskopisk estimering)

Z	Element	Massefraksjon i deler per million
1	Hydrogen	739 000
2	Helium	240 000
8	Oksygen	10.400
6	Karbon	4600
10	Neon	1340
26	Jern	1.090
7	Nitrogen	960
14	Silisium	650
12	Magnesium	580
16	Svovel	440

Oksygen er det mest kjemiske elementet når det gjelder masse i biosfæren, luften, vannet og bergarter på jorden. Det er også det tredje mest utbredte elementet i universet etter hydrogen og helium og representerer omtrent 0,9% av solens masse . Den utgjør 49,2% av massen av jordskorpen og er den viktigste bestanddelen av havene våre (88,8% av massen). Dioksygen er den nest viktigste komponenten i jordens atmosfære , og står for 20,8% av volumet og 23,1% av massen (eller omtrent 10 15 tonn). Jorden, ved å presentere en så høy gassformet oksygen i atmosfæren, utgjør et unntak blant planetene i solsystemet : oksygenet til de nærliggende planetene Mars (som kun representerer 0,1% av volumet av atmosfæren) og Venus har mye lavere konsentrasjoner der. Imidlertid produseres oksygenet rundt disse andre planetene bare av ultrafiolette stråler som virker på oksygenholdige molekyler som karbondioksid .

Den store og uvanlige konsentrasjonen av oksygen på jorden er resultatet av oksygensykluser . Denne biogeokjemiske syklusen beskriver bevegelser av oksygen i og mellom de tre hovedmagasinene på jorden: atmosfæren, biosfæren og litosfæren . Hovedfaktoren i realiseringen av disse syklusene er fotosyntese, som er hovedansvarlig for det nåværende oksygeninnholdet på jorden. Dioksygen er viktig for ethvert økosystem : fotosyntetiske levende vesener frigjør dioksygen i atmosfæren mens respirasjonen og nedbrytningen av dyr og planter forbruker det. I dagens likevekt utføres produksjon og forbruk i samme proporsjoner: hver av disse overføringene tilsvarer omtrent 1/2000 av det totale atmosfæriske oksygenet hvert år. Til slutt er oksygen en viktig komponent av molekyler som finnes i alle levende ting: aminosyrer , sukker osv.

Oksygen spiller også en viktig rolle i vannmiljøet. Den økte oksygenløseligheten ved lave temperaturer har en merkbar innvirkning på livet i havene. For eksempel er tettheten til levende arter høyere i polare farvann på grunn av den høyere oksygenkonsentrasjonen. Det forurensede vannet som inneholder plante næringsstoffer som nitrater eller fosfater kan stimulere algevekst gjennom en prosess som kalles eutrofiering og nedbrytning av disse og andre biomaterialer kan redusere mengden oksygen i eutrofisk vann. Forskere vurderer dette aspektet av vannkvaliteten ved å måle det biologiske oksygenbehovet til vannet eller mengden oksygen som trengs for å gå tilbake til en normal O 2 -konsentrasjon..

Enkel kropp

Struktur

Under normale temperatur- og trykkforhold er oksygen i form av en luktfri og fargeløs gass, dioksygen , med den kjemiske formelen O 2. Innenfor dette molekylet er de to oksygenatomene kjemisk bundet til hverandre i en triplettilstand . Denne bindingen, som har en rekkefølge på 2, blir ofte representert på en forenklet måte ved en dobbeltbinding eller ved assosiasjonen av en to-elektronbinding og to tre-elektronbindinger. Triplettilstanden til oksygen er grunntilstanden til oksygenmolekylet. Den elektroniske konfigurasjonen av molekylet har to uparede elektroner som okkuperer to degenererte molekylære orbitaler . Disse orbitaler er sagt å være anti- binding , og lavere binding ordre fra tre til to, slik at dioksygen bindingen er svakere enn trippelbindingen av dinitrogen som alle bindende atomorbitalene er oppfylt, men flere antiliating orbitaler ikke er det..

I sin normale triplettilstand er dioksygenmolekylet paramagnetisk , det vil si at det får magnetisering under påvirkning av et magnetfelt . Dette skyldes det magnetiske sentrifugeringsmomentet til de uparrede elektronene i molekylet, så vel som den negative utvekslingsinteraksjonen mellom tilstøtende O 2- molekyler.. Flytende oksygen kan tiltrekkes av en magnet, slik at flytende oksygen i laboratorieforsøk kan holdes i likevekt mot sin egen vekt mellom de to polene til en sterk magnet.

Den singlet oksygen er navnet gitt til flere arter av spente oksygenmolekyl hvor alle spinnene er sammenkoblet. I naturen er det ofte dannet av vann under fotosyntese , ved hjelp av energi fra solens stråler. Den produseres også i troposfæren gjennom fotolyse av ozon ved hjelp av korte bølgelengde lysstråler og av immunsystemet som en kilde til aktivt oksygen. De karotenoider fotosyntetiske organismer (men også noen ganger dyr) spiller en viktig rolle i å absorbere energien fra singlett oksygen og omdanne det til sin grunntilstand de-energisert før den kan skade stoffer.

Oksygen er veldig elektronegativ . Det danner lett mange ioniske forbindelser med metaller ( oksider , hydroksider ). Den danner også ionocovalent forbindelser med ikke-metaller (for eksempel: karbondioksid , svoveltrioksyd ) og kommer inn i sammensetningen av mange klasser av organiske molekyler, for eksempel, alkoholer (R-OH), karbonyler R CHO eller R 2 CO og karboksylisk syrer (R-COOH).

Dissosiasjonsenergi til diatomiske molekyler OX ved 25 ° C i kJ / mol ( ): $D ^ {o} _ {298}$

H
429,91

Hei

Li
340.5

Vær
437

B
809

C 1
076,38

N
631,62

O
498,36

F
220

Født

Na
270

Mg
358,2

Al
501.9

Si
799,6

P
589

S
517.9

Cl
267,47

K
271,5

Ca
383,3

Sc
671.4

Ti
666,5

V
637

Cr
461

Mn
362

Fe
407

Co
397.4

Ni
366

Cu
287.4

Zn
250

Ga
374

Ge
657.5

Ess
484

Se
429,7

Br
237,6

Kr
8

Rb
276

Sr
426,3

Y
714.1

Zr
766.1

Num
726,5

Mo
502

Tc
548

Ru
528

Rh
405

Pd
238.1

Ag
221

CD
236

I
346

Sn
528

Sb
434

Te
377

I
233.4

Xe
36.4

Cs
293

Ba
562

Les
669

Hf
801

Din
839

W
720

Åpne
627

Ben
575

Ir
414

Pt
418.6

Klokka
223

Hg
269

Tl
213

Pb
382.4

Bi
337.2

På

Lr
665

↓

den
798

Denne
790

Pr
740

Nd
703

Sm
573

EU
473

Gd
715

Tb
694

Dy
615

Ho
606

Er
606

Tm
514

Yb
387,7

Apg
794

Th
877

Pa
792

U
755

Np
731

Pu
656.1

Er
553

Cm
732

Bk
598

Jf
498

Er
460

Fm
443

Md
418

Nei
268

Allotropes

Den vanlige allotropen av oksygen på jorden heter dioxygen med den kjemiske formelen O 2. Den har en bindingslengde på 121 µm og en bindingsenergi på 498 kJ mol −1 . Det er formen som brukes av de mest komplekse livsformene, for eksempel dyr, under cellulær respirasjon og formen som utgjør det meste av jordens atmosfære.

Trioxygen O 3 , vanligvis kalt ozon , er en veldig reaktiv oksygenototrop som er skadelig for lungevev. Ozon er en metastabil gass som produseres i de øvre lagene i atmosfæren når dioksygen kombineres med atomoksygen, som i seg selv kommer fra fragmenteringen av dioksygen ved ultrafiolette stråler . Ettersom ozon absorberes sterkt i det ultrafiolette området av det elektromagnetiske spekteret , hjelper ozonlaget med å filtrere de ultrafiolette strålene som treffer jorden. Imidlertid, nær jordoverflaten, er det et forurensende stoff som produseres ved nedbrytning på varme dager av nitrogenoksider fra forbrenning av fossilt brensel under påvirkning av ultrafiolett solstråling. Siden 1970-tallet har ozonkonsentrasjonen i luften på bakkenivå økt som et resultat av menneskelige aktiviteter.

Det metastabile molekylet kalt tetraoksygen (O 4 ) ble oppdaget i 2001 og ble tidligere antatt å eksistere i en av de seks fasene med fast oksygen . Det ble bevist i 2006 at denne fasen, oppnådd ved å sette dioksygen under trykk til 20 GPa, faktisk består av en rombohedral O 8- klynge . Denne klyngen er potensielt et kraftigere oksidasjonsmiddel enn oksygen eller ozon, og kan derfor brukes i rakettdrivmidler . En metallfase, oppdaget i 1990 , dukker opp når fast oksygen blir utsatt for et trykk større enn 96 GPa, og det ble vist i 1998 at denne fasen blir superledende ved svært lave temperaturer .

Fysiske egenskaper

Oksygen er mer løselig i vann enn nitrogen. Vann i likevekt med luft inneholder omtrent ett molekyl oppløst oksygen for hver to nitrogenmolekyler . Når det gjelder atmosfæren, er forholdet omtrent ett molekyl oksygen til fire av nitrogen. Løseligheten av oksygen i vann avhenger av temperaturen: omtrent dobbelt så mye ( 14,6 mg L -1 ) er oppløst ved 0 ° C enn ved 20 ° C ( 7,6 mg L -1 ). Ved 25 ° C og et lufttrykk lik 1 atmosfære inneholder ferskvann omtrent 6,04 ml oksygen per liter, mens sjøvann inneholder omtrent 4,95 ml per liter. Ved 5 ° C øker løseligheten til 9,0 ml per liter ferskvann, som er 50% mer enn ved 25 ° C og til 7,2 ml per liter sjøvann, eller 45% mer.

Oksygen kondenserer ved 90,20 K ( −182,95 ° C ) og stivner ved 54,36 K ( −218,79 ° C ). De flytende og faste fasene av dioksygen er begge gjennomsiktige med en liten fargelegging som minner om den blå fargen på himmelen forårsaket av absorpsjon i det røde. Flytende oksygen med høy renhet oppnås vanligvis ved fraksjonell destillasjon av flytende luft. Flytende oksygen kan også produseres ved kondensering av luft ved bruk av flytende nitrogen som kjølevæske. Det er et ekstremt reaktivt stoff som må holdes borte fra brennbare materialer.

Selv om oksygen-17 er stabil, oksygen, består hovedsakelig av oksygen 16, har en særlig lav termisk nøytroninnfangningstverrsnitt tverrsnitt = 0,267 mb (vektet gjennomsnitt over de 3 stabile isotoper), som muliggjør bruk. I atomreaktorer som oksyd i brennstoffet og i vann som kjølevæske og moderator .

Ikke desto mindre forårsaker aktivering av oksygen av hjertets nøytroner dannelse av nitrogen 16 som avgir en spesielt energisk gammastråling (= 10,419 MeV ), men hvis periode er bare 7,13 s , dette som får denne strålingen til å gå ut raskt etter stenging av reaktoren.

Historisk

Første opplevelser

En av de første forsøkene kjent om forholdet mellom forbrenning og luften ledes av Philo av Bysants , greske forfatteren av II th århundre f.Kr.. AD I sin bok Tyr observerte Philo at ved å brenne et lys i en veltet beholder hvis åpning er nedsenket i vann, forårsaker det en økning i vannet i beholderhalsen som inneholder lyset. Philo antar feil og hevder at noe av luften i beholderen ble til et av de fire elementene , ild , som var i stand til å rømme fra beholderen på grunn av glassets porøsitet. Mange århundrer senere trekker Leonardo da Vinci på arbeidet til Philo of Byzantium og observerer at noe av luften forbrukes under forbrenning og respirasjon.

På slutten av XVII - tallet beviste Robert Boyle at luft er nødvendig for forbrenning. Den engelske kjemikeren John Mayow forbedrer Boyles arbeid ved å vise at forbrenning bare trenger en del av luften som han kaller spiritus nitroaereus eller bare nitroaereus . I et eksperiment fant han ut at når han plasserte en mus eller et tent lys i en lukket beholder med åpningen nedsenket i vann, steg nivået av vannet i beholderen og erstattet en fjortendedel av volumet av luften før forsøkspersonene ble slukket. Derfor antar han at nitroaereus forbrukes ved forbrenning så vel som ved åndedrett.

Mayow observerer at antimon øker i masse når det blir oppvarmet og utleder at nitroaereus må assosieres med det. Han mener også at lungene skiller nitroaereus fra luften og fører den ut i blodet, og at dyrevarme og muskelbevegelser er resultatet av at nitroaereus reagerer med visse stoffer i kroppen. Beretninger om disse og andre eksperimenter og Mayows ideer ble publisert i 1668 i Tractatus duo fra De respiratione .

Phlogiston

Robert Hooke , Ole Borch , Mikhail Lomonosov og Pierre Bayen klarer alt å produsere oksygen i eksperimenter på XVII - tallet XVIII - tallet, men ingen av dem anerkjente ham som kjemisk element . Dette skyldes sannsynligvis delvis den vitenskapelige teorien om forbrenning og korrosjon og kalles phlogisitic, som da var den mest utbredte forklaringen på å forklare disse fenomenene.

Etablert i 1667 av den tyske kjemikeren Johann Joachim Becher og modifisert av kjemikeren Georg Ernst Stahl i 1731, sier teorien om phlogiston at alle brennbare materialer består av to deler: en del kalt phlogiston som rømmer når stoffet som er i den inneholder brenner mens den avloggede delen utgjør den virkelige formen for stoffet.

Svært brennbare materialer som etterlater svært lite rester som tre eller kull anses å inneholde for det meste phlogiston mens ikke-brennbare stoffer som korroderer som metall inneholder veldig lite. Luft spiller ingen rolle i teorien om phlogiston, og heller ikke de første eksperimentene som opprinnelig ble utført for å teste ideen. Snarere er teorien basert på å observere hva som skjer når et objekt brenner, og flertallet av objekter ser lettere ut og ser ut til å ha mistet noe under forbrenningsprosessen. For å rettferdiggjøre det faktum at et materiale som tre faktisk har massen økt ved brenning, hevder Stahl at phlogiston har negativ masse. Det faktum at metaller også ser massen øke ved å ruste når de skal miste phlogiston, er en av de første ledetrådene som gjør ugyldig teorien om phlogiston ugyldig.

Oppdagelse

Oksygen ble først oppdaget av den svenske kjemikeren Carl Wilhelm Scheele . Den produserer oksygen ved å varme opp kvikksølvoksid og forskjellige nitrater rundt 1772. Scheele kaller denne gassen " Feuerluft " (luft av ild) fordi den er den eneste kjente oksidasjonsmiddel og skriver en redegjørelse for oppdagelsen i et manuskript som han ga tittelen Chemical Treaty of Air Brann som han sendte til forlaget sitt i 1775, men som ikke ville bli publisert før 1777.

Samtidig er den 1 st August 1774, førte et eksperiment den britiske pastoren Joseph Priestley til å få solstrålene til å konvergere mot et glassrør som inneholder kvikksølvoksid (HgO). Dette fører til frigjøring av en gass som han kaller "avluftet luft" . Han finner ut at lysets flamme er lysere i denne gassen, og at en mus er mer aktiv og lever lenger ved å puste den. Etter å ha pustet gassen selv skrev han: "følelsen av [denne gassen] i lungene mine var ikke merkbart forskjellig fra vanlig luft, men jeg hadde inntrykk av at pusten min var spesielt lett og lett. En stund etterpå" . Priestley publiserte sine funn i 1775 i en artikkel med tittelen An Account of Further Discoveries in Air inkludert i det andre bindet av sin bok, Experiments and Observations on Different Kinds of Air .

Den franske kjemikeren Antoine Laurent Lavoisier hevder senere å ha oppdaget dette nye stoffet uavhengig av Priestley. Priestley besøkte imidlertid Lavoisier i oktober 1774, fortalte ham om sin erfaring og hvordan han slapp ut gassen. Scheele sendte også et brev til Lavoisier den30. september 1774 der han beskriver sin egen oppdagelse av det tidligere ukjente stoffet, men Lavoisier uttaler at han aldri mottok det (en kopi av brevet finnes i Scheeles eiendeler etter hans død).

Bidrag fra Lavoisier

Selv om dette er omstridt i sin tid, er Lavoisiers bidrag utvilsomt å ha utført de første tilfredsstillende kvantitative eksperimentene på oksidasjon og å ha gitt den første riktige forklaringen på hvordan forbrenning foregår. Eksperimentene hans, alt startet i 1774, vil føre til miskreditering av teorien om phlogiston og bevise at stoffet oppdaget av Priestley og Scheele er et kjemisk element .

I et eksperiment observerer Lavoisier at det generelt ikke er noen økning i masse når tinn og luft varmes opp i et lukket kammer. Han merker at den omgivende luften strømmer inn i kabinettet når han åpner den, noe som beviser at en del av den fangede luften har blitt fortært. Han bemerker også at massen av tinn har økt, og at denne økningen tilsvarer den samme luftmassen som stormet inn i kabinettet da den ble åpnet. Andre eksperimenter som denne er detaljert i boken hans om forbrenning generelt , utgitt i 1777. I dette arbeidet viser han at luften er en blanding av to gasser: den "vitale luften" som er essensiell for åndedrett og forbrenning og nitrogen (fra gresk ἄζωτον , "berøvet liv" ) som er ubrukelig for dem.

Lavoisier omdøpte den "vitale luften" i oksygen i 1777 fra den greske roten ὀξύς ( oxys ) (syre, bokstavelig talt "hard" etter smaken av syrer og -γενής (-genēs) (produsent, bokstavelig talt "som genererer") fordi han feilaktig mener at oksygen er en bestanddel av alle syrer. Kjemikere, særlig Sir Humphry Davy i 1812, viser til slutt at Lavoisier tok feil i denne forbindelse (det er i virkeligheten hydrogen som er grunnlaget for syrekjemi), men navnet ble sittende fast.

Nylig historie

Den atomteori av John Dalton antatt at alle elementer er monoatomisk og atomene i de sammensatte legemer er i enkle rapporter. For eksempel antar Dalton at den kjemiske formelen for vann er HO, noe som gir oksygen en atommasse åtte ganger den for hydrogen i motsetning til den nåværende verdien som er omtrent seksten ganger den for hydrogen. I 1805 viste Joseph Louis Gay-Lussac og Alexander von Humboldt at vann dannes av to volum hydrogen og ett volum oksygen, og i 1811 klarer Amedeo Avogadro å tolke vannets sammensetning på grunnlag av det som nå kalles Avogadros lov og hypotesen om elementære diatomiske molekyler.

På slutten av XIX - tallet skjønte forskere at luft kan flytes og dets individuelle komponenter i komprimering og kjøling. Ved hjelp av en prosess i brusende , kjemikeren og fysiker sveitsiske Raoul Pictet faktum fordampe den svoveldioksyd væske for å flytende karbondioksid som, i sin tur, fordamper for å avkjøle tilstrekkelig dioksygen, derved VÆSKE. 22. desember 1877 sendte han et telegram til Academy of Sciences i Paris der han kunngjorde sin oppdagelse av flytende oksygen . To dager senere beskriver den franske fysikeren Louis Paul Cailletet sin egen metode for flytende oksygen. I begge tilfeller produseres bare noen få væskedråper, så det er umulig å utføre grundige analyser. Oksygen blir flytende i stabil tilstand for første gang 29. mars 1883 av den polske forskeren Zygmunt Wróblewski fra Jagiellonian University i Krakow og av Karol Olszewski .

I 1891 klarte den skotske kjemikeren James Dewar å produsere nok flytende oksygen til å kunne studere det. Den første kommersielt levedyktige prosessen for produksjon av flytende oksygen ble utviklet i 1895 uavhengig av den tyske ingeniøren Carl von Linde og den engelske ingeniøren William Hampson. I begge prosesser senkes lufttemperaturen til luften blir flytende, og de forskjellige gassformige forbindelsene destilleres ved å koke dem etter hverandre og fange dem. Senere, i 1901, ble oksyacetylen sveising introdusert for første gang ved å brenne en blanding av acetylen og komprimert oksygen. Denne metoden for sveising og skjæring av metall ble senere vanlig. I 1902 forestilte Georges Claude seg en prosess med flytende luft som forbedret effektiviteten til den som Linde hadde forestilt seg, og hvor arbeidet som ble gitt ved den adiabatiske ekspansjonen av luften etter kompresjon ble brukt i kompressoren. Den medfølgende kjøling ( Joule-Thomson-effekt ) brukes i en varmeveksler som kjøler luften ved kompressorutløpet. Claude utfører således separasjonen ved brøkdestillasjon av oksygen, nitrogen og argon.

I 1923 var den amerikanske forskeren Robert H. Goddard den første til å utvikle en rakettmotor med flytende drivstoff. Motoren bruker bensin som drivstoff og flytende oksygen som oksidasjonsmiddel . Goddard flyr vellykket med en liten rakett med flytende drivstoff. Han fikk den til å nå 56 m og 97 km / t 16. mars 1926 i Auburn (Massachusetts) .

Merknader og referanser

(fr) Denne artikkelen er delvis eller helt hentet fra Wikipedia-artikkelen på engelsk med tittelen " Oxygen " ( se listen over forfattere ) .

Merknader

Figurene motsatte er gyldige for høyder opptil 80 km over jordoverflaten.
Orbitalen er et begrep fra kvantemekanikken som modellerer elektronet som en bølgepartikkel som har en romlig fordeling rundt et atom eller et molekyl.
Oksygenparamagnetisme er en egenskap som brukes i paramagnetiske oksygenanalysatorer som bestemmer renheten til gassformet oksygen ( (no) “ Company litteratur om oksygenanalysatorer (triplett) ” , Servomex (åpnet 15. juni 2013 ) ).
Himmelens farge skyldes Rayleigh-spredning av blått lys.
Disse resultatene blir imidlertid stort sett ignorert frem til 1860. En av årsakene til denne avvisningen er troen på at atomer i ett element ikke kan ha kjemisk affinitet med et annet atom av samme element. I tillegg utgjør de tilsynelatende unntakene fra Avogadros lov, som først forklares senere av fenomenet dissosiasjon av molekyler, en annen grunn.

Referanser

(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press Inc,2009, 90 th ed. , 2804 s. , Innbundet ( ISBN 978-1-420-09084-0 )
(i) Beatriz Cordero Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia og Santiago Barragan Alvarez , " Covalent radii revisited " , Dalton Transactions ,2008, s. 2832 - 2838 ( DOI 10.1039 / b801115j )
Paul Arnaud, Brigitte JAMART, Jacques Bodiguel, Nicolas Brosse, Organisk kjemi 1 st syklus / License, PCEM, farmasi, Kurs, MCQ og applikasjoner , DUNOD,8. juli 2004, 710 s. , Myk omslag ( ISBN 2100070355 )
(in) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , TF-CRC,2006, 87 th ed. ( ISBN 0849304873 ) , s. 10-202
leksikon.airliquide.com
Oppføring "Oksygen" i den kjemiske databasen GESTIS fra IFA (tysk organ med ansvar for arbeidsmiljø og sikkerhet) ( tysk , engelsk ), åpnet 21. august 2018 (JavaScript kreves)
Lavoisier A. (1789). Elementær avhandling om kjemi , 1864, s. 48 .
Oksygen
(en) Jin Xiong, William Fischer, Kazuhito Inoue, Masaaki Nakahara, Carl E. Bauer , " Molecular Evidence for the Early Evolution of Photosynthesis " , Science , vol. 289, n o 5485, 8. september 2000, s. 1724-1730 ( ISSN 1095-9203 , DOI 10.1126 / science.289.5485.1724 , les online )
" Havene mangler oksygen " , på Reporterre ,8. juni 2019
(i) EA Guseinova , K. Yu. Adzhamov og SR Safarova , " Kinetiske parametere for dannelse av oksygenholdige forbindelser i vakuumgassolje-oksysprengingsprosessen " , Reaksjonskinetikk, mekanismer og katalyse , Vol. 129, n o to1 st april 2020, s. 925–939 ( ISSN 1878-5204 , DOI 10.1007 / s11144-020-01725-8 , leses online , åpnes 22. juni 2020 )
" Overflatekjemi av faserent M1 MoVTeNb-oksid under drift ved selektiv oksidasjon av propan til akrylsyre ", J. Catal. , vol. 285,2012, s. 48-60 ( les online )
(in) Yulia Rodikova og Elena Zhizhina , " Katalytisk oksidasjon av 5-hydroksymetylfurfural til 2,5-diformylfuran ved bruk av V-inneholdende heteropolysyrekatalysatorer " , Reaksjonskinetikk, Mekanismer og katalyse , Vol. 130, n o 1,1 st juni 2020, s. 403–415 ( ISSN 1878-5204 , DOI 10.1007 / s11144-020-01782-z , leses online , åpnes 22. juni 2020 )
“ Multifunksjonalitet av krystallinsk MoV (TeNb) M1-oksydkatalysatorer i selektiv oksidasjon av propan og benzylalkohol ”, ACS Catal , vol. 3,2013, s. 1103-1113 ( les online )
(in) " Elektrokjemisk syntese av hydrogenperoksid fra oksygen og vann " , Nature Reviews Chemistry ,2019( les online )
(in) Silviya Todorova , Borislav Barbov , Totka Todorova og Hristo Kolev , " CO oksidasjon over Pt-modifisert flyaskezeolit X " , Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis , Vol. 129, n o to1 st april 2020, s. 773–786 ( ISSN 1878-5204 , DOI 10.1007 / s11144-020-01730-x , leses online , åpnes 22. juni 2020 )
(i) I. Elizalde-Martínez , R. Ramírez-López , FS Mederos-Nieto og MC Monterrubio-Badillo , " Optimalisering av O2 / CH4 metan til oksid ved 823 K ved hjelp av alumina-ceria-støttede Pt-katalysatorer " , Reaction Kinetics, Mekanismer og katalyse , vol. 128, n o 1,1 st oktober 2019, s. 149–161 ( ISSN 1878-5204 , DOI 10.1007 / s11144-019-01641-6 , leses online , åpnes 22. juni 2020 )
Jacques Le Coarer , kjemi, minimum å vite , Les Ulis, Edp Sciences,Juni 2003, 184 s. ( ISBN 2-86883-636-4 ) , s. 59
(no) " Oxygen Nuclides / Isotopes " , på EnvironmentalChemistry.com (åpnet 22. juni 2013 )
(en) BS Meyer (19. - 21. september 2005). “ Nukleosyntese og galaktisk kjemisk utvikling av oksygenisotoper ” i arbeidsgruppen om oksygen i de tidligste solsystemprosedyrene fra NASAs kosmokjemiprogram og Lunar and Planetary Institute .
(in) " Nuclear structure of Oxygen 12 " , University of Szeged (åpnet 22. juni 2013 )
(in) " NUDAT 13O " (åpnet 22. juni 2013 )
(in) " NUDAT 14O " (åpnet 22. juni 2013 )
(in) " NUDAT 15O " (åpnet 22. juni 2013 )
Gerbaud, A., André, M., 1979. Fotosyntese og fotorespirasjon i hele hveteplanter. Anlegg. Physiol . 64, 735-738.
Gerbaud, A., André, M., 1980. Effekt av CO 2, O 2, og lys på fotosyntese og fotorespirasjon i hvete. Plantefysiol . 66, 1032-1036
(in) Ken Croswell , Alchemy of the Heaven , Anchor,Februar 1996, 340 s. ( ISBN 0-385-47214-5 , les online )
(en) John Emsley , Nature's Building Blocks: An AZ Guide to the Elements , Oxford, England, Oxford University Press ,2001, 538 s. ( ISBN 0-19-850340-7 , leses online ) , s. 297-304
(en) Gerhard A. Cook og Carol M. Lauer , “Oxygen” , i The Encyclopedia of the Chemical Elements , New York, Reinhold Book Corporation,1968( LCCN 68-29938 ) , s. 499-512
(in) "Oxygen" (versjon 26. oktober 2007 på internettarkivet ) , Los Alamos National Laboratory
Jérôme Morlon, " Hvorfor ... inneholder atmosfæren 21% oksygen?" " , Internett-brukeren,desember 2005(åpnet 23. juni 2013 )
(in) " Nutrient Cycles " , Institutt for biologi, Universitetet i Hamburg (åpnet 23. juni 2013 )
Michel Verdaguer, " Oxygène " , fagforening for lærere i fysikk og kjemi (åpnet 23. juni 2013 )
Fra The Chemistry and Fertility of Sea Waters av HW Harvey, 1955, med henvisning til CJJ Fox, "Om koeffisientene for absorpsjon av atmosfæriske gasser i sjøvann", Publ. Circ. Ulemper. Utforsker. Sea, n o 41, 1907. Harvey imidlertid at i henhold til nyere artikler Natur , verdier synes å være for høy 3%
(in) " Molecular Orbital Theory " , Purdue University (åpnet 9. juni 2013 )
(in) L. Pauling , The Nature of the Chemical Bond and the structure of molecules and crystals: an introduksjon til moderne strukturell kjemi , Ithaca, NY, Cornell University Press ,1960, 3 e ed. , 644 s. ( ISBN 0-8014-0333-2 )
(i) Henry Jokubowski, " Biochemistry Online " , St. John University (åpnes 9 juni 2013 ) , kapittel 8: Oksidasjon-fosforylering, den Kjemi til Di-Oxygen
(in) "Demonstrasjon av en bro av flytende oksygenstøttede kontrakter egenvekt entre les poles of a magnet Powerful" (versjon av 17. desember 2007 på Internet Archive ) , University of Wisconsin-Madison Chemistry Department
(in) Anja Krieger-Liszkay , " Singlet oxygen generation in photosynthesis " , Journal of Experimental Botanics , Oxford Journals, Vol. 56, n o 411,13. oktober 2004, s. 337-346 ( PMID 15310815 , DOI 10.1093 / jxb / erh237 )
(in) Roy M. Harrison , forurensning: årsaker, effekter og kontroll , Cambridge, Royal Society of Chemistry ,1990, 2 nd ed. , 393 s. ( ISBN 0-85186-283-7 )
(i) Paul Wentworth , I McDunn , AD Wentworth , C Takeuchi , J Nieva , T Jones , C Bautista , JM Ruedi og A Gutierrez , " Evidence for antistoff-katalysert ozondannelsen i bakteriedrepingen og inflammasjon " , Science , vol. 298, nr . 560113. desember 2012, s. 215-219 ( PMID 12434011 , DOI 10.1126 / science.1077642Jr. , Bibcode 2002Sci ... 298.2195W )
(en) Osamu Hirayama et al. , “ Singlet oxygen quenching ability of naturlig forekommende karotenoider ” , Lipids , Springer, vol. 29, n o to1994, s. 149-150 ( PMID 8152349 , DOI 10.1007 / BF02537155 )
(in) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press,2009, 90 th ed. , 2804 s. , Innbundet ( ISBN 978-1-4200-9084-0 )
(in) Chung Chieh, " Bond Lengths and Energy " , University of Waterloo (åpnet 15. juni 2013 )
(en) Albert Stwertka , Guide to the Elements , Oxford University Press ,1998, 238 s. ( ISBN 0-19-508083-1 ) , s. 48-49
(en) GD Parks og JW Mellor , Mellors moderne uorganiske kjemi , London, Longmans, Green og Co,1939, 6 th ed.
" The Earth's Climate " , CNRS (åpnet 15. juni 2013 )
Sylvestre Huet, " Himmelens ozon og byens ozon " , Befrielse ,19. august 1997(åpnet 15. juni 2013 )
(en) Fulvio Cacace , Giulia de Petris og Anna Troiani , “ Experimental Detection of Tetraoxygen ” , Angewandte Chemie International Edition , vol. 40, n o 212001, s. 4062-65 ( PMID 12404493 , DOI 10.1002 / 1521-3773 (20011105) 40:21 <4062 :: AID-ANIE4062> 3.0.CO; 2-X )
(en) Phillip Ball, " Ny form for oksygen funnet " , Nature News,16. september 2001(åpnet 15. juni 2013 )
(in) Lars F. Lundegaard Gunnar Weck , Malcolm I. McMahon , Serge Desgreniers og Paul Loubeyre , " Observation of year O 8molekylært gitter i fasen av fast oksygen ” , Nature , vol. 443, n o 7108,2006, s. 201-04 ( PMID 16971946 , DOI 10.1038 / nature05174 , les online )
(in) K. Shimizu , K. Suhara Mr. Ikumo , MI Eremets og K. Amaya , " Superconductivity in oxygen " , Nature , vol. 393, n o 6687,1998, s. 767-69 ( DOI 10.1038 / 31656 )
(in) " Luftløselighet i vann " , The Engineering Toolbox (åpnet 16. juni 2013 )
(in) David Hudson Evans og James B. Claiborne , The Physiology of Fishes , Boca Raton, CRC Press ,2006, 601 s. ( ISBN 0-8493-2022-4 ) , s. 88
(in) David R. Lide , "Seksjon 4, Egenskapene til elementene og uorganiske forbindelser; Smeltende, kokende og kritiske temperaturer av elementene ” , i David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, Florida, CRC Press ,2003( ISBN 0-8493-0595-0 )
(in) " Oversikt over kryogene luftseparasjon og flytende systemer " , Universal Industrial Gases, Inc. (åpnet 16. juni 2013 )
(in) " Sikkerhetsdatablad for flytende oksygenmateriale " , Matheson Tri Gas (åpnet 16. juni 2013 )
(in) Joseph Jastrow , Story of Human Error , Ayer Publishing,1936, 445 s. ( ISBN 0-8369-0568-7 , leses online ) , s. 171
(en) "John Mayow" , i Encyclopaedia Britannica ,1911, 11 th ed. ( les online )
(en) "John Mayow" , i World of Chemistry , Thomson Gale,2005( ISBN 0-669-32727-1 )
(in) " Oxygen " på http://www.webelements.com (åpnet 30. juni 2013 )
(in) Richard Morris , The Last Sorcerers: The Path from Alchemy to the Periodic Table , Washington, DC, Joseph Henry Press,2003, 294 s. ( ISBN 0-309-08905-0 , les online )
" Lavoisier, reisen til en revolusjonær forsker " , CNRS (åpnet 30. juni 2013 )
Bernadette Bensaude-Vincent og Isabelle Stengers , History of kjemi , Paris, Syros ,2001, 360 s. ( ISBN 978-2-7071-3541-4 )
(i) Joseph Priestley , " An Account of Further Discoveries in Air " , Philosophical Transactions , Vol. 65,1775, s. 384-94 ( DOI 10.1098 / rstl.1775.0039 )
" Antoine Laurent Lavoisier ' , National Customs Museum (åpnes 1 st juli 2013 )
(i) Dennis Deturck Larry Gladney og Anthony Pietrovito, "Gjør vi tar for gitt Atomer? " (Versjon av 17. januar 2008 på Internet Archive ) , University of Pennsylvania, på http://www.physics.upenn.edu
(in) Henry Enfield Roscoe og Carl Schorlemmer , A Treatise on Chemistry , D. Appleton and Co.,1883, s. 38
(en) John Daintith , Biographical Encyclopedia of Scientists , Bristol GB / Philadelphia (Pa.), CRC Press ,1994, 1075 s. ( ISBN 0-7503-0287-9 , leses online ) , s. 707
(in) " Polen - Kultur, vitenskap og media. Kondensasjon av nitrogen og oksygen " på http://www.poland.gov.pl (vist en st juli 2013 )
(en) “Oxygen” , i Hvordan produkter lages , The Gale Group, Inc,2002
(i) " Goddard-1926 " , NASA (åpnes 1 st juli 2013 )

Se også

Bibliografi

Historie av oksygen. Fra alkymi til kjemi

Relaterte artikler

Eksterne linker

(no) “ Tekniske data for oksygen ” (åpnet 23. april 2016 ) , med de kjente dataene for hver isotop på undersider
Priestley, Scheele, Lavoisier. Fra deflogistisk luft til brannluft og oksygen.

1. 3

Hei

Være

IKKE

Født

Ikke relevant

Den

Eller

Ess

Jeg

Dette

Hadde

Lese

Din

Bein

På

Kunne

Nei

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

Alkali- metaller	Alkalisk jord	Lanthanides	Overgangs metaller	Dårlige metaller	metall loids	Ikke- metaller	halogen gener	Noble gasser	Varer uklassifisert
		Actinides
		Superaktinider