Otkriće kiseonika dogodilo se dva puta, u drugoj polovini 18. veka, sa razlikom od nekoliko godina. Godine 1771. Šveđanin Carl Scheele je dobio kisik zagrijavanjem salitre i sumporne kiseline. Nastali plin nazvan je "vatreni zrak". Godine 1774. engleski hemičar Joseph Priestley razložio je živin oksid u potpuno zatvorenoj posudi i otkrio kisik, ali ga je zamijenio za sastojak zraka. Tek nakon što je Priestley podijelio svoje otkriće sa Francuzom Antoineom Lavoisierom, postalo je jasno da je otkriven novi element (kalorizator). Dlan ovog otkrića pripada Priestleyju jer je Scheele objavio svoj naučni rad koji opisuje otkriće tek 1777. godine.

Kiseonik je element XVI grupe II perioda periodnog sistema hemijskih elemenata D.I. Mendeljejev, ima atomski broj 8 i atomsku masu 15,9994. Uobičajeno je da se kiseonik označava simbolom O(iz latinskog Oxygenium- stvaranje kiseline). Ime na ruskom kiseonik postalo izvedeno iz kiseline, termin koji je uveo M.V. Lomonosov.

Biti u prirodi

Kiseonik je najčešći element koji se nalazi u zemljinoj kori i okeanima. Jedinjenja kiseonika (uglavnom silikati) čine najmanje 47% mase zemljine kore, kiseonik se proizvodi u procesu fotosinteze u šumama i svim zelenim biljkama, najveći deo otpada na fitoplankton morskih i slatkih voda. Kiseonik je obavezna komponenta bilo koje žive ćelije, takođe se nalazi u većini materija organskog porekla.

Fizička i hemijska svojstva

Kiseonik je lagan nemetal, pripada grupi halkogena i ima visoku hemijsku aktivnost. Kiseonik je, kao jednostavna supstanca, gas bez boje, mirisa i ukusa, u tečnom je stanju - svetloplava providna tečnost i čvrsti - svetloplavi kristali. Sastoji se od dva atoma kiseonika (označeno formulom O₂).

Kiseonik je uključen u redoks reakcije. Živa bića udišu kiseonik u vazduhu. Kiseonik se široko koristi u medicini. Kod kardiovaskularnih bolesti, radi poboljšanja metaboličkih procesa, u želudac se unosi kisikova pjena („kiseonički koktel“). Subkutano davanje kiseonika koristi se za trofične čireve, elefantijazu, gangrenu. Vještačko obogaćivanje ozonom koristi se za dezinfekciju i dezodoraciju vazduha i prečišćavanje vode za piće.

Kiseonik je osnova života svih živih organizama na Zemlji, glavni je biogeni element. Dio je molekula svih najvažnijih supstanci koje su odgovorne za strukturu i funkciju stanica (lipida, proteina, ugljikohidrata, nukleinskih kiselina). Svaki živi organizam sadrži mnogo više kisika od bilo kojeg elementa (do 70%). Na primjer, tijelo prosječnog odraslog čovjeka težine 70 kg sadrži 43 kg kisika.

Kiseonik ulazi u žive organizme (biljke, životinje i ljude) kroz respiratorni sistem i vodu. Imajući u vidu da je najvažniji respiratorni organ u ljudskom tijelu koža, postaje jasno koliko kisika čovjek može primiti, posebno ljeti na obali nekog rezervoara. Odrediti potrebu osobe za kiseonikom je prilično teško, jer zavisi od mnogo faktora - starosti, pola, telesne težine i površine, sistema ishrane, spoljašnje sredine itd.

Upotreba kiseonika u životu

Kiseonik se koristi skoro svuda - od metalurgije do proizvodnje raketnog goriva i eksploziva koji se koriste za radove na putevima u planinama; od medicine do prehrambene industrije.

U prehrambenoj industriji kiseonik je registrovan kao aditiv za hranu, kao pogonsko gorivo i kao gas za pakovanje.

Kiseonik je glavni biogeni element koji je deo molekula svih najvažnijih supstanci koje obezbeđuju strukturu i funkcije ćelija – proteina, nukleinskih kiselina, ugljenih hidrata, lipida, kao i mnogih jedinjenja male molekularne težine. U svakoj biljci ili životinji postoji mnogo više kiseonika nego bilo koji drugi element (oko 70% u prosjeku). Ljudsko mišićno tkivo sadrži 16% kiseonika, koštano tkivo - 28,5%; ukupno, tijelo prosječne osobe (tjelesne težine 70 kg) sadrži 43 kg kiseonika. Kiseonik ulazi u organizam životinja i ljudi uglavnom preko organa za disanje (slobodni kiseonik) i sa vodom (vezani kiseonik). Potreba organizma za kiseonikom određena je nivoom (intenzitetom) metabolizma, koji zavisi od mase i površine tela, starosti, pola, ishrane, spoljašnjih uslova itd. U ekologiji je odnos ukupnog disanja (tj. ukupni oksidativni procesi) zajednice se određuje kao važna energetska karakteristika.organizama na njenu ukupnu biomasu.

Male količine kiseonika se koriste u medicini: kiseonik (iz tzv. kiseonikovih jastuka) daje se neko vreme za disanje pacijentima koji teško dišu. Međutim, mora se imati na umu da je produženo udisanje zraka obogaćenog kisikom opasno po ljudsko zdravlje. Visoke koncentracije kisika uzrokuju stvaranje slobodnih radikala u tkivima koji remete strukturu i funkcije biopolimera. Jonizujuće zračenje ima sličan efekat na organizam. Dakle, smanjenje sadržaja kiseonika (hipoksija) u tkivima i ćelijama kada je telo zračeno jonizujućim zračenjem ima zaštitni efekat - takozvani efekat kiseonika. Ovaj efekat se koristi u terapiji zračenjem: povećanjem sadržaja kiseonika u tumoru i smanjenjem njegovog sadržaja u okolnim tkivima, povećavaju zračenje tumorskih ćelija i smanjuju oštećenje zdravih. Kod nekih bolesti koristi se zasićenje organizma kiseonikom pod visokim pritiskom – hiperbarična oksigenacija.

Nastavak

Na početku ovog članka govorimo o tome da je riječ "hemija", tako strašna za mnoge ljude, kada se primjenjuje na prehrambene proizvode, prisutna posvuda. Kalcijum, kiseonik, magnezijum, gvožđe i druge supstance vitalne za ljudski organizam - sve je to hemija. Važno je samo znati šta i koliko je čovjeku potrebno za održavanje mladosti i zdravlja. U nastavku ovog članka - opis svojstava i važnosti određenih hemikalija za ljudski organizam.

Uloga kiseonika u ljudskom organizmu

Kiseonik je osmi element periodnog sistema hemijskih elemenata. Postoje niži oblici postojanja na našoj planeti koji ne prihvataju kiseonik i uopšte ne rade bez vazduha. Ali za ljude je kiseonik od vitalnog značaja. Bez toga, cijelo tijelo neće raditi, a pluća će izgubiti svoju važnost.

U slobodnom stanju kiseonik je gasovita supstanca. Ali na niskim temperaturama može se pretvoriti u tekućinu ili čak kristalizirati.

Molekul kiseonika sastoji se od samo 2 atoma kiseonika - O 2. Ali molekul ozona, koji je u suštini oblik kiseonika i apsolutno je neophodan za postojanje života na planeti Zemlji, ima 3 atoma kiseonika - O 3. Uništavanje ozonskog omotača u Zemljinoj atmosferi dovodi do povećanja radijacije, do uništavanja prirode, do pojave sve više novih oblika bolesti.

Gde, zaboga, ima kiseonika?

Pored atmosfere, kiseonik je i dalje prisutan u zemljinoj kori. Istovremeno, zanimljivo je da, u poređenju sa svim ostalim elementima, kiseonik čini čak 47%. Nalazi se u zemljinoj kori u obliku raznih jedinjenja. U svjetskim okeanima, uključujući slatku vodu, sadržaj kiseonika u svim vrstama jedinjenja je skoro 86%. Ali u atmosferi je samo 23%.

Osim atmosfere, zemlje i vode, kisik je dio ćelija apsolutno svih živih organizama iu mnogim organskim tvarima.

Ovo je zanimljivo! U hladnoj vodi okeana ima više kiseonika nego u toploj vodi.

U kojim procesima učestvuje kiseonik?

Kiseonik je najjači oksidant. Stoga sudjeluje u svim oksidativnim reakcijama ljudskog tijela.

Osim što osoba udiše i prima kisik sa zrakom, ova supstanca se dodatno koristi i u medicini i u prehrambenoj industriji.

U medicini se kiseonik koristi u bocama kiseonika i inhalatorima za lečenje raznih oboljenja respiratornog sistema, u opštoj anesteziji pri hirurškim operacijama.

U prehrambenoj industriji kisik se koristi kao plin za punjenje i kao pogonsko gorivo (sredstvo za stvaranje plina za mješavine proizvoda). Kiseonik je registrovan kao aditiv za hranu E-948.

Kiseonik vam omogućava da dišete i održavate postojanje. To je njegova glavna biološka uloga. Učestvuje u metaboličkim procesima, u razgradnji i svarljivosti različitih hranljivih materija.

Plan:

Istorija otkrića

Poreklo imena

Biti u prirodi

Potvrda

Fizička svojstva

Hemijska svojstva

Aplikacija

Biološka uloga kiseonika

Toksični derivati ​​kiseonika

10. Izotopi

Kiseonik

Kiseonik- element 16. grupe (prema zastarjeloj klasifikaciji - glavna podgrupa grupe VI), drugi period periodnog sistema hemijskih elemenata DI Mendeljejeva, sa atomskim brojem 8. Označen je simbolom O (lat. Kiseonik). Kiseonik je reaktivan nemetal i najlakši je element grupe halkogena. jednostavna supstanca kiseonik(CAS broj: 7782-44-7) u normalnim uslovima - gas bez boje, ukusa i mirisa, čija se molekula sastoji od dva atoma kiseonika (formula O 2), pa se zbog toga naziva i dioksigen.Tečni kiseonik ima svijetloplava, a čvrsta materija su svijetloplavi kristali.

Postoje i drugi alotropni oblici kiseonika, na primer, ozon (CAS broj: 10028-15-6) - u normalnim uslovima, plavi gas specifičnog mirisa, čiji se molekul sastoji od tri atoma kiseonika (formula O 3).

1. Istorija otkrića

Zvanično se vjeruje da je kisik otkrio engleski hemičar Joseph Priestley 1. avgusta 1774. razlaganjem živinog oksida u hermetički zatvorenoj posudi (Priestley je usmjeravao sunčeve zrake na ovo jedinjenje koristeći moćno sočivo).

Međutim, Priestley u početku nije shvatio da je otkrio novu jednostavnu supstancu, vjerovao je da je izolirao jedan od sastavnih dijelova zraka (i nazvao je ovaj plin "deflogisticirani zrak"). Priestley je svoje otkriće prijavio izvanrednom francuskom hemičaru Antoineu Lavoisieru. A. Lavoisier je 1775. ustanovio da je kiseonik sastavni deo vazduha, kiselina i da se nalazi u mnogim supstancama.

Nekoliko godina ranije (1771.), švedski hemičar Carl Scheele je dobio kiseonik. Kalcinirao je salitru sumpornom kiselinom, a zatim razgradio nastali dušikov oksid. Scheele je ovaj plin nazvao "vatrenim zrakom" i opisao svoje otkriće u knjizi objavljenoj 1777. (upravo zato što je knjiga objavljena kasnije nego što je Priestley najavio svoje otkriće, ovaj drugi se smatra otkrićem kisika). Šele je takođe izvijestio o svom iskustvu Lavoisieru.

Važna faza koja je doprinijela otkriću kisika bio je rad francuskog hemičara Pierrea Bayena, koji je objavio rad o oksidaciji žive i kasnijoj razgradnji njenog oksida.

Konačno, A. Lavoisier je konačno shvatio prirodu nastalog plina, koristeći informacije Priestleya i Scheelea. Njegov rad je bio od velike važnosti, jer je zahvaljujući njemu srušena teorija flogistona koja je u to vrijeme dominirala i kočila razvoj hemije. Lavoisier je proveo eksperiment sagorevanja različitih supstanci i opovrgnuo teoriju flogistona objavljivanjem rezultata o težini spaljenih elemenata. Težina pepela premašila je početnu težinu elementa, što je Lavoisieru dalo pravo da tvrdi da tokom sagorijevanja dolazi do kemijske reakcije (oksidacije) tvari, u vezi s tim, povećava se masa izvorne tvari, što opovrgava teorija flogistona.

Dakle, zasluge za otkriće kiseonika zapravo dijele Priestley, Scheele i Lavoisier.

1. porijeklo imena

Reč kiseonik (na početku 19. veka još se zvala "kiselina"), njenu pojavu u ruskom jeziku donekle je zaslužan M.V. Lomonosov, koji je uveo, uz druge neologizme, reč "kiselina"; tako je riječ "kiseonik", zauzvrat, bila pausiranje izraza "kiseonik" (francuski oxygène), koji je predložio A. Lavoisier (od drugih grčkih ὀξύς - "kiseo" i γεννάω - "rađam"), što se prevodi kao "generisanje kiseline", što je povezano sa njegovim izvornim značenjem - "kiselina", što je ranije značilo supstance zvane oksidi prema savremenoj međunarodnoj nomenklaturi.

1. Biti u prirodi

Kiseonik je najčešći element na Zemlji; njegov udio (kao dio različitih spojeva, uglavnom silikata) čini oko 47,4% mase čvrste zemljine kore. Morske i slatke vode sadrže ogromnu količinu vezanog kiseonika - 88,8% (masenih), u atmosferi je sadržaj slobodnog kiseonika 20,95% po zapremini i 23,12% po masi. Više od 1500 jedinjenja zemljine kore sadrži kiseonik u svom sastavu.

Kiseonik je sastavni dio mnogih organskih tvari i prisutan je u svim živim stanicama. Što se tiče broja atoma u živim ćelijama, to je oko 25%, u smislu masenog udjela - oko 65%.

U prethodnom članku smo shvatili odakle osoba dolazi. Za razumevanje procesa antioksidativnog sistema, koji takođe ima veliku funkcionalnost u lečenju organizma, treba razumeti značaj kiseonika za zdravlje i život čoveka.

Ako posmatramo vazduh prema njegovim komponentama, onda ćemo videti da među onim što udišemo ima sledeće u svom sastavu:

• 78% azota;
• 21% kiseonika;
• ostali gasovi 1% iu njihovom sastavu 0,03% CO2.

Hemijski elementi s različitim sposobnostima privlače dodatne elektrone na sebe, ova sposobnost ovisi o položaju bilo kojeg elementa u periodnom sistemu. Ova privlačnost, nazvana elektronegativnost, izražava svoje proizvoljne jedinice, a što su one veće, to je veća sposobnost privlačenja elektrona.

Kada dva različita atoma interaguju jedan s drugim, par elektrona će se kretati prema najelektronegativnijem atomu. Kiseonik je jedan od najelektronegativnijih elemenata. Takođe je najtraženiji sastojak na Zemlji.

Kiseonik se deli na dva oblika postojanja: kiseonik (O2) i ozon (Oz). To je plin bez boje i mirisa koji djeluje kao vitalna supstanca.
Interakcija sa svakim elementom periodnog sistema stvara ogroman broj spojeva.

Kiseonik je neophodna komponenta za snabdevanje čoveka životnom energijom

Zemlja skladišti slobodan kiseonik u svojoj atmosferi. Vezani kiseonik se skladišti u zemljinoj kori, kao i slatka i morska voda. Kiseonik obezbeđuje respiratorni proces, zatim, nakon oksidacije organskih jedinjenja, formira ugljen-dioksid i vodu, pri čemu se oslobađa energija.

Drugim riječima, dobijamo energiju koja je potrebna svakog minuta u našem životu, a koja je rezultat razgradnje hrane koju smo pojeli. Varenje hrane se odvija pod uticajem udahnutog kiseonika.

Sada kiseonik i fiziologija.

Najsloženiji kompleks promjena koje se dešavaju u organizmu na fizičkom, biološkom i fiziološkom nivou, na kojima tijelo prima i pretvara tvari i energiju, te ih neprestano razmjenjuje u okolini, jeste METABOLIZAM i razmjena energije. Ovaj proces je u osnovi transformacije energije iz besplatne, primljene
sa složenim organskim jedinjenjima, na električne, mehaničke i termičke. Odnos metabolizma masti, ugljikohidrata i proteina, praćen biohemijskim procesima koji regulišu hormone, omogućava nam da svoje ćelije maksimalno opskrbimo energijom.

Da li ste znali da je težina osobe 62% ispunjena kiseonikom?
Na primjer, ako je vaša težina 70 kg, tada je 43 kg kisika. Dozvolite mi da vam kažem jednu zanimljivu činjenicu
dnevno unosimo kiseonik u količini od 2 kg i udišemo 900 grama sa vazduhom. Ko ne zna, informacija za vas - Oz (ozon), kao oblik kiseonika, je toksičan.

Kome nije potreban kiseonik za život?

Nema potrebe za kisikom za anaerobne bakterije i stanovnike dubokog mora (njihova energija se zasniva
supstance dobijene kao rezultat vulkanske aktivnosti) Sva ostala živa bića trebaju kiseonik. Život na planeti je nemoguć bez toga. Njegovo samo 5-7 minuta odsustva stvara hipoksiju (gladovanje kiseonikom) tkiva i uzrokuje smrt.

Hrana donosi elektrone i protone vodonika u tijelo. Protoni se, na primjer, opskrbljuju hranom u organskim kiselinama, a elektroni se opskrbljuju metalima s promjenjivom valentnošću i vitaminima, posebno C i E. Biološka oksidacija dobiva neophodan supstrat, koji se sastoji od glukoze, u koju je, zauzvrat, lako probavljiva. ugljikohidrati iz prehrane se pretvaraju.

Jednostavno rečeno, kiseonik opskrbljuje elektronima, a vodonik protone. Zajedno, protoni i elektroni stvaraju kovalentne veze (biosinteza molekula). Vitalni elementi tijela (proteini, nukleinske kiseline, itd.) također su ispunjeni kisikom. Disanje bez njega je besmisleno, oksidacija masti, proteina, aminokiselina, ugljikohidrata i drugi biohemijski procesi također su nemogući bez kisika.

Tokom dana, kada smo budni, trošimo veliku količinu kiseonika. U naše tijelo ulazi prirodnim putem, udišu ga pluća. Nadalje, dragocjena biokomponenta koja ulazi u krv počinje apsorbirati hemoglobin, pretvarajući ga u oksihemoglobin, a zatim se distribuira na sve naše komponente (tkiva i organe). Ali takođe
takođe ulazi u vezanom obliku kada pijemo vodu. Dobivši kisik, tkiva ga troše na metabolički proces, za oksidaciju različitih elemenata. Dalji put kisika usmjeren je na njegov metabolizam u CO2 (ugljični dioksid) i H2O (vodu) i kao rezultat toga ga tijelo izlučuje - bubrezima i plućima.