2. Ovo je važan dio atmosfere i diatomski plin kisik čini 20,8% od Zemljine atmosfere . [5] Osim toga, kao oksidi element također čini gotovo polovicu Zemljine kore . [6]
Kisik je neophodan za održavanje najviše zemaljski život. Kisik se koristi u stanična respiracija i mnoge glavnih klasa organskih molekula živih organizama sadrži kisik, kao što su proteini , nukleinske kiseline , ugljikohidrati , i masti , kao i glavne sastavne anorganske spojeve životinjskih školjke, zubi i kosti. Većinu mase živih organizama kisik kao komponentu vode, glavni sastojak oblika života. S druge strane, kisik je stalno puniti fotosinteze , koja koristi energiju sunca za proizvodnju kisika iz vode i ugljičnog dioksida. Kisik je previše kemijski reaktivni ostati slobodan element u zraku bez da stalno puniti fotosinteze djelovanja živih organizama. Drugi oblik ( allotrope ) kisika, ozon (O
3), snažno upija ultraljubičasto UVB zračenja i visinskog ozonski omotač štiti biosferu od ultraljubičastog zračenja . No, ozon zagađivač blizu površine gdje je sporedni produkt smoga . Na niskim orbiti visinama, dovoljna atomski kisik prisutan uzrokovati koroziju letjelice . [7]
Kisik je otkriven neovisno Carl Wilhelm Scheele u Uppsali , u 1773. ili ranije, a Joseph Priestley u Wiltshireu , 1774. godine, ali je Priestley često se daje prednost, jer je njegov rad bio objavljen prvi put. Ime kisik je stvoren 1777. godine od strane Antoine Lavoisier , [8] čiji eksperimenti s kisikom pomogao diskreditirati tada popularni flogiston teoriju o izgaranju i korozije . Ime mu dolazi od grčkih korijena ὀξύς oxys, "kiselina", doslovno "oštro", pozivajući se na gorak okus u kiselinama i -γενής -genes ", proizvođača", doslovno "begetter", jer je u vrijeme imenovanja, bilo je pogrešno mislio da su svi kiseline potreban kisik u svom sastavu.
Zajedničko korištenje kisika uključuje stambene grijanje , motori s unutrašnjim izgaranjem , proizvodnju čelika , plastike i tekstila , lemljenja, zavarivanja i rezanja čelika i drugih metala , raketnih baruta , terapiju kisikom , te sustave za održavanje života u zrakoplovu , podmornicama , svemirski i ronjenje .Povijest
rani eksperimenti
Izvlačenje gori svijeća zatvoren u staklenoj žarulja.
Filon je eksperiment inspiriran kasnije istražiteljima .
Jedan od prvih poznatih eksperimenata na odnos između izgaranje i zrak je provela 2. pne stoljeća grčkog pisca na mehanici, Filon iz Bizanta . U svom radu Pneumatica, Filon je primijetio da izvrtanjem posudu iznad gori svijeća i okolnim vrat plovila vodom rezultirala malo vode diže u vrat. [9] Filon pogrešno pretpostavljaju da su dijelovi zraka u posudi se prevode u klasičnom Element vatre i na taj način bili u stanju pobjeći kroz pore na staklu. Mnogo stoljeća kasnije, Leonardo da Vinci izgrađena na Philo rada promatranjem da se dio zraka se konzumira tijekom izgaranja i disanja . [10]
U kasnom 17. stoljeću, Robert Boyle je dokazao da je neophodan za sagorijevanje zrak. Engleski kemičar John Mayow (1641-1679) rafiniran ovo djelo, pokazujući da vatra zahtijeva samo dio zraka koji je nazvao Spiritus nitroaereus ili samo nitroaereus. [11] U jednom eksperimentu, otkrio je da je postavljanje ili miš ili upaljenu svijeću u zatvorenom spremniku iznad vode uzrokovala voda rasti i zamijeniti jednu četrnaesti volumena zraku prije nego gašenje subjekte. [12] iz toga je on pretpostavljao da nitroaereus se konzumira u oba disanja i izgaranje.
Mayow primijetio da antimon su dobivali na težini kada se zagrije, i zaključiti da je nitroaereus mora imati u kombinaciji s njim. [11] Također je smatrao da su pluća odvojena nitroaereus iz zraka i prelazi u krv i tom rezultatu topline životinja i mišića kretanja od reakcija nitroaereus s određenim tvarima u tijelu. [11] Računi ovih i drugih eksperimenata i ideje su objavljeni u 1668. u svom radu Tractatus duo u sustavu "De respiratione". [12]
teorija flogiston
Glavni članak: flogiston teorija
Stari crtež muškarca, Koji nosi veliku kovrčavu periku i plast.
Stahl je pomogao razviti i popularizirati flogistonska kemija.
Robert Hooke , Ole Borch , Mihail Lomonosov , a Pierre Bayen ( fr ) sve proizvedene kisika u eksperimentima u 17. i 18. stoljeća, ali nitko od njih ga je prepoznala kao kemijskog elementa . [13] To je možda bio u dijelu zbog prevalencija filozofije izgaranja i korozije naziva flogistonska kemija, koja je tada bila omiljena objašnjenje tih procesa.
Osnovana je 1667. od strane njemačkog alkemičara JJ Becher , a korigirane kemičar Georg Ernst Stahl od 1731. godine, [14] Teorija flogiston ustvrditi da su sva zapaljivih materijala sastoji se od dva dijela. Jedan dio, nazvan flogiston, dobio je isključena kada je tvar koja sadrži Već je bio spaljen, a dephlogisticated dio je mislio da se njegov pravi oblik, ili vapno . [10]
Visoko zapaljive materijale koji ostavljaju malo ostataka , kao što su drvo ili ugljen, mislio je da su se uglavnom od flogiston; nesagorivim tvari koje korodirati, kao što su željezo, sadrži vrlo malo. Klima nije igrao ulogu u teoriji flogiston, niti su svi početni kvantitativni pokusi testirati ideju; Umjesto toga, ona se temelji na promatranju što se događa kada se nešto gori, koji se pojavljuju najčešće predmeti postati lakši i čini se da gube nešto u tom procesu. [10] Činjenica da je neka tvar kao drvo dobiva ukupnu težinu u gori bio skriven od strane uzgon plinovitih produkata izgaranja. Doista, jedan od prvih naznaka da je teorija flogiston bila netočna je da metali udebljati u hrđanja (kada su navodno izgubili flogiston).
Otkriće
Profil crtež Mlade muške Glave u ovalnom okviru.
Carl Wilhelm Scheele pobijediti Priestley do otkrića, ali objavljena naknadno.
Kisik je prvi otkrio švedski ljekarnika Carl Wilhelm Scheele . On je proizveden plin kisik zagrijavanjem živin oksid i razne nitrate od oko 1772. [5] [10] Scheele zove plin "vatra zrak" jer je to bio jedini poznati zagovornik izgaranja, a pisao na račun tog otkrića u rukopisu on je pod nazivom rasprava o zrak i vatra, koji je poslan u svom izdavaču u 1775. Taj dokument je objavljen u 1777. [15]
Crtež stariji ČOVJEK sjedi Za stolom i gleda paralelno s crtežom. Njegova Lijeva ruka počiva na prijenosno Računalo, NOGE prekrižene
Joseph Priestley obično se daje prednost u otkrivanju.
U međuvremenu, od 1. kolovoza 1774. godine, eksperiment je provelo britansko kanonik Josip Priestley usmjerena suncu na živinog oksida (Hgo) unutar staklene cijevi, koja se oslobađa plin je pod nazivom "dephlogisticated zrak". [5] On je naveo da svijeće spaljen svjetlije u plinu i da je miš bio aktivniji i živjeli duže, dok to disanje. Nakon disanje je plin sebe, on je napisao: ". Osjećaj da se i plućima nije bio osjetno razlikuje od zajedničkog zraku, ali pričini sam da moje grudi osjećao čini iznimno lagan i jednostavan za neko vrijeme nakon toga" [13] Priestley objavio svoju rezultati u 1775. u radu pod naslovom "Izvještaj o daljnjim otkrićima u zrak", koji je uključen u drugoj knjizi svoje knjige pod naslovom eksperimenata i promatranja raznih vrsta zraka . [10] [16] Zato što je objavio svoje nalaze prvi, Priestley obično se daje prednost u otkrivanju.
Francuski kemičar Antoine Laurent Lavoisier je kasnije tvrdio da je otkrio novu tvar samostalno. Priestley posjetio Lavoisier u listopadu 1774 i izvijeste ga o njegovom eksperimentu i kako je on oslobodio novi plin. Scheele je također objavio je pismo Lavoisier je 30. rujna 1774. godine da je opisao svoje otkriće ranije nepoznatog tvari, ali Lavoisier nikad priznao primanje ga (kopiju pisma pronađen je u Scheele je stvari nakon njegove smrti). [15]
Lavoisierov doprinos
Što Lavoisier nije (iako je to bila osporena u to vrijeme) je provesti prvo odgovarajuće kvantitativne eksperimente na oksidaciju i dati prvi ispravan objašnjenje kako se odvija izgaranje. [5] On koristi ove i slične eksperimente, sve započete 1774. godine, diskreditirati flogiston teoriju i dokazati da tvar otkrio Priestley i Scheele je bio kemijski element .
Crtež mladica okrenut premom promatraču, Ali gledajući sa Strane. Na Je nositi bijelu kovrčavu periku, Tamno odijelo i bijeli šal.
Antoine Lavoisier diskreditira teoriju flogiston.
U jednom eksperimentu, Lavoisier je primijetio da nije bilo opće povećanje težine kada kositra i zrak griju se u zatvorenoj posudi. [5] On je naveo da je zrak uleti kad je otvorio kontejner, što ukazuje da je dio zarobljen zrak je bio konzumira. On je također istaknuo da je tin je porastao na težini i da je porast bio isti kao i težina zraka koja je poletjela natrag u. Ovaj i drugi eksperimenti na izgaranje je dokumentirano u svojoj knjizi Sur la izgaranja en general, koji je objavljen 1777. godine. [5] U tom poslu, on je dokazao da je zrak mješavina dvaju plinova; 'vitalni zrak', što je neophodno za izgaranje i disanja, te azote (grč. ἄζωτον "beživotno"), koji nije podržao bilo. Azote kasnije postao dušika na engleskom jeziku, iako je zadržao ime u francuskim i nekoliko drugih europskih jezika . [5]
Lavoisier preimenovan 'vitalni zrak' da oxygène 1777 od grčkih korijena ὀξύς (oxys) ( kiselina , doslovno "oštro", s okusom kiselina) i -γενής (-genēs) (proizvođač, doslovno begetter), jer je pogrešno vjerovao da je kisik bio sastojak svih kiselina. [8] Kemičari (kao što je Sir Humphry Davy 1812.) na kraju utvrđeno da je Lavoisier je bio u krivu u tom smislu (vodikovih predstavlja temelj za kiselinom kemiju), ali do tada je bio previše dobro uspostavljena ime ,
Kisik je ušao u engleski jezik, unatoč protivljenju engleskih znanstvenika i činjenicu da je Englez Priestley prvi put izoliran plin i napisano o tome. To je dijelom zbog pjesme hvale plin pod nazivom "Oxygen", u popularnoj knjizi Botanic Garden (1791) od strane Erasmus Darwin , djed Charlesa Darwina . [15]
kasnije povijest
Metalna konstrukcija framework stoji na snijegu U blizini stabla. Sredovječni muškarac nosio Je kaput, čizme, kožne rukavice i Kapu stoji strukturom i drži ga svojom desnom rukom.
Robert H. Goddard i tekući kisik benzin raketa
John Dalton je izvorni atomska hipoteza pretpostaviti da su svi elementi bili monatomic i da su atomi u spojevima normalno bi najjednostavnije Atomski odnosi u odnosu na drugu. Na primjer, Dalton pretpostavlja se da formula voda je bila HO, dajući atomska masa kisika je 8 puta veći od vodika, umjesto moderne vrijednosti od oko 16 [17] 1805., Joseph Louis Gay-Lussac i Alexander von Humboldt je pokazala da voda je načinjen od dva volumena vodika i jednog volumena kisika; a 1811 Amedeo Avogadro su stigli na ispravno tumačenje sastava vode, na temelju onoga što se sada zove Avogadrov zakon i diatomski elementarne molekule u tim plinovima. [18] [a]
Do kraja 19. stoljeća znanstvenici su shvatili da zrak može biti tekući i njegove komponente izolirane kompresijom i hlađenjem. Upotrebom kaskadnog metodom Swiss kemičar i fizičar Raoul Pierre Pictet upari tekućeg sumpornog dioksida , kako bi se rastopiti ugljični dioksid, koji se pak ispari ohladiti plin kisik dovoljno da se rastopiti. On je poslao telegram 22. prosinca 1877. na francuski akademije znanosti u Parizu, najavljujući svoje otkriće tekućeg kisika . [19] Samo dva dana kasnije, francuski fizičar Louis Paul Cailletet najavio je svoj vlastiti način ukapljivanje molekularni kisik. [19] Samo nekoliko kapi tekućine proizvedene su u svakom slučaju i nema smisla analiza može biti provedena. Kisik je ukapljeni u stabilnom stanju po prvi put 29. ožujka 1883. godine od strane poljskih znanstvenika iz Jagelonskom Sveučilišta , Zygmunt Wróblewski i Karol Olszewski . [20]
Godine 1891. škotski kemičar James Dewar je u stanju proizvesti dovoljno tekući kisik za proučavanje. [21] Prvi komercijalno održiv postupak za proizvodnju tekućeg kisika je samostalno razvio 1895. njemački inženjer Carl von Linde i britanski inženjer William Hampson. Obojica spustio temperaturu zraka dok se tekući, a zatim destilirana sastavne plinove ih kipućom off jedan po jedan, a njihova snimanja. [22] Kasnije, u 1901, oxyacetylene zavarivanje je pokazao po prvi put paljenjem smjese acetilena i komprimirani O
2. Ova metoda zavarivanja i rezanja metala kasnije je postao čest. [22]
Godine 1923., američki znanstvenik Robert Goddard je postao prva osoba koja je razviti raketni motor koji spalio tekuće gorivo; motor koristi benzin kao gorivo i tekući kisik kao oksidiranje . Goddard uspješno letio mali raketni tekuće gorivo 56 m pri 97 km / h, 16. ožujka 1926. godine u Auburn, Massachusetts , SAD. [22] [23]
Razine kisika u atmosferi se malo Trending prema dolje na globalnoj razini, vjerojatno zbog sagorijevanja fosilnih goriva. [24]
Karakteristike
Svojstva i molekularna struktura
Orbitalna dijagram, nakon što je Barrett (2002), [25] pokazuje sudjeluju orbitale iz svakog atoma kisika, molekularna orbitala koje proizlaze iz njihovog preklapanja, a Aufbau punjenje orbitala s 12 elektrona, 6 iz svake O atomom, počevši od najniže energije orbitala, a što je rezultiralo u kovalentnim karakterom dvostrukih veza s ispunjenim orbitala (i otkaza doprinosa parova protjecanja i protjecanja * i π i π * orbitalnih parova).
Pri standardnoj temperaturi i tlaku , kisik je bezbojan, bez mirisa i okusa plina sa molekulske formule O
2, što se naziva dikisika. [26]
Kao dikisika, dva atoma kisika kemijski vezani jedan na drugi. Veza može biti na različite načine opisan na temelju razine teoriji, ali je razumno i jednostavno opisati kao kovalentnom dvostrukom vezom koji proizlazi iz punjenja molekularnih orbitala formiranih iz orbitale pojedinih atoma kisika, punjenje koji rezultira vezom redoslijed dva. Točnije, dvostruka veza je rezultat uzastopne, niske do visokih energija ili Aufbau , punjenje orbitala, a dobivenu otkazivanja doprinosima 2S elektrona, nakon postupnog punjenja niske protjecanja i protjecanja * orbitala; σ preklapanje dviju atomskih 2P orbitala koje leže duž OO molekularne osi i π preklapanja dva para atomskih 2P orbitala okomito na OO molekularne osi, a zatim ukidanje doprinosa iz preostala dva od šest 2p elektrona nakon djelomičnog punjenja od najniže π i π * orbitala. [25]
Ova kombinacija otkazivanja i σ i π preklapa rezultate u karakteru dikisika je dvostruka veza i reaktivnosti, te tripletnih elektroničke osnovnom stanju . Elektronska konfiguracija s dva nesparenih elektrona, kao što je pronađena u dikisika (vidi ispunjene π * orbitale na slici) orbitale koje su jednakog energetski tj degenerik -je konfiguracija nazvao spina triplet državu. Dakle, u prizemlju stanje O
2 molekula naziva se tripletnih kisik . [27] [b] Najveći energijom, djelomično ispunjene orbitale su antibonding , pa je njihova punjenje slabi redoslijed veza od tri do dva. Zbog svojih nesparenih elektrona, trostruki kisik reagira samo polako i kod većine organskih molekula koje su u paru elektrona vrti; to sprečava spontano izgaranje. [28]
Kapanje tekućeg kisika se savija uz magnetsko polje, ilustrirajući svoje paramagnetskim nekretnine
U obliku trolista O
2 molekule su paramagnetičan . To jest, oni dati magnetske karakter kisik kad je u prisutnosti magnetskog polja zbog spina magnetskog momenta u nesparenih elektrona u molekuli, a negativna energija razmjene između susjednih O
2 molekule. [21] Tekući kisik toliko magnetsko da u laboratorijskim demonstracije, most tekućeg kisika može biti podržan od vlastite težine između polova snažnog magneta. [29] [c]
Potkošulja kisik je naziv za nekoliko vrsta viših energetskih molekularne O
2 u kojem su svi elektronski spinovi u paru. To je puno više reaktivno s uobičajenim organskim molekulama nego što je molekularni kisik per se. U prirodi, singlet kisik obično je načinjena od vode tijekom fotosinteze, koristeći energiju sunca. [30] Također je proizveden u troposfere strane fotolize ozona svjetlo kratkog valne duljine, [31] i u imunološkom sustavu u obliku izvor aktivnog kisika. [32] Karotenoidi u fotosintetskih organizama (a možda i životinje) igraju važnu ulogu u apsorbiranju energiju iz singlet kisik i pretvoriti ga u unexcited osnovno stanje prije nego što može uzrokovati štetu na tkivima. [33]
Allotropes
Glavni članak: Allotropes kisika
Središnji atom pozitivno nabijen i krajnji atomi Su negativno nabijeni.
Ozon je rijetka plina na Zemlji uglavnom nalaze u stratosferi .
Prostor za punjenje modela zastupljenosti dikisika (O 2) molekula
Zajednički allotrope elementarnog kisika na Zemlji zove dikisika , O
2, najveći dio Zemljine atmosferskog kisika (vidi Pojava ). O 2 ima duljinu veze od 121 pm i energiju veza 498 kJ · mol -1 , [34] koja je manja od energije drugih dvostruke veze ili para jednostruke veze u biosferom i odgovoran je za egzotermne reakcije O 2 s bilo organske molekule. [28] [35] Zbog svog sadržaja energije O2 koristi složenim oblicima života, kao što su životinje, u staničnog disanja (vidi biološka uloga ). Ostali aspekti O
2 su pokrivene u nastavku ovog članka.
Trioxygen (O
3) obično je poznat kao ozona te je vrlo reaktivan allotrope kisika koji je štetan za pluća tkivo. [36] Ozon je proizveden u gornjim slojevima atmosfere , kada O
2 kombinira s atomskog kisika od strane cijepanje O
2 od ultraljubičastog (UV) zračenja. [8] S obzirom da ozon upija snažno u UV dijelu spektra , u ozonskom omotaču od gornjoj atmosferi djeluje kao zaštitna zračenja štit za planetu. [8] U blizini Zemljine površine, to je zagađivač formiran kao nusproizvod u ispušnim plinovima automobila. [36] mctastabilan molekula tetraoxygen (o
4) je otkriven u 2001, [37] [38] i predpostavlja se da postoji u jednoj od šest faza krutine kisika . To je dokazano u 2006 da je to faza, stvorio tlačenjem O
2 do 20 GPa , zapravo je romboedrijske O
8 klastera . [39] Ovaj klaster ima potencijal da bude mnogo snažnije oksidans od bilo O
2iliO
3 i stoga se mogu koristiti uraketnog goriva. [37] [38] Metalna faza Je otkriven 1990. KADA krutina kisik podvrgne tlaku Iznad 96 GPa [40] , TE Je prikazano u 1998. GODINE pri VRLO niskim temperaturama, jajnih stanica faza postajesupravodljivi. [41]
Fizikalna svojstva
Kisik iscjedak (Spektar) cijevi. Zelena boja Je slična boji nekog"Aurora borealis"
Vidi također: tekući kisik ja čvrste kisika
Kisik otapalakše u Vodi OD dušika, TE u slatkovodnom lakše Nego morske vode. Voda u ravnoteži sa zrakom sadrži Oko 1 Molekula otopljene O
2 ZA svaki 2 molekule N
2 (1: 2), u usporedbi s normalnim omjeru OD približno 1: 4 Topljivost kisika u Vodi ovisi o temperaturi, TE otprilike dvostruko Više (14,6 mg · L -1 ) otapa pri 0 ° C Nego na 20 ° C (7,6 mg · L -1 ). [13] [42] u 25 ° C i 1standardna atmosfera (101,3 kPa ) Photo, slatkovodne sadrži Oko 6,04 mililitara (Ml) kisika po litri TE morska vodasadrži Oko 4,95 ml PO litri. [43] na 5 ° C Je topivost raste činiti 9,0 ml (50% Više Nego na 25 ° C) po litri vode sam 7,2 ml (45% više) PO litri morske vode.
Plinoviti kisik otapa u Vodi na sealevel
5 ° C 25 ° C
Slatkovodni 9,0 ml 6,04 ml
Morska voda 7,2 ml 4,95 ml
Kisik se kondenzira polukružno 90.20 K(-182,95 ° C, -297,31 ° F), A smrzava pri 54,36 K (-218,79 ° C, -361,82 ° F). [44] Itekućina ja čvrsta O
2 jasni Molarni višak tvari s laganimneba plavi boje uzrokovan apsorpcijom u crvenom (za razliku OD plave boje Neba, Koji Je zbog Rayleigh rasipanjaplavog svjetla). Visoke čistoće tekućina O
2 obično dobivenfrakcijskom destilacijomukapljenog photo. [45] tekući kisik može Se također kondenzirati s zrakom pomoću tekućeg dušika Kao rashladno sredstvo. [46]
Kisik Je Visoko reaktivna tvar ja Mora Biti odvojena OD zapaljivih materijala. [46]
Spektroskopiju molekularnog kisika povezana s atmosferskim procesima aurora , svijetljenje neba ja nightglow. [47] Na apsorpciju üHerzberg kontinuuma ja Schumann-Runge bendovau ultraljubičastom stvara atomski kisik Koji Je Vazan u kemiji srednjeg atmosferi. [48] pobuđenom stanju potkošulja molekularni kisik Je odgovoran ZA crvenu kemiluminescencije u otopini. [49]
Izotopi i zvjezdani podrijetla
Glavni članak: Izotopi kisika
Koncentrične-kugla dijagram, koji prikazuje, iz jezgre prema vanjskoj ljusci, željeza, silicija, kisika, neona, ugljika, helija i vodika slojeva.
Kasno u životu masivna zvijezda, 16 O koncentrati u O-školjku, 17 O u H-ljuske i 18 O u On-ljuske.
Daunloudovanje nastali kisik se sastoji OD tri stabilna izotopa , 16 O , 17 O ja 18 O, Sa 16 O Tome ŠTO Je najviše u izobilju (99.762%prirodnog bogatsva). [50]
Najviše 16 O sebisintetizira na kraju helij fuzijskog procesa u masivne zvijezde , Ali neki Je napravio polukružno procesu neon gori. [51] 17 O prvenstveno se sastoji OD spaljivanja vodika ühelij tijekom CNO ciklusu, What Je Cest izotopa u vodik gori zona zvijezda. [51] Većina 18 o nastaje KADA SE14 N (Napravljen u izobilju OD CNO gori) bilježi 4 Hejezgru, čineći 18 o Cest u helija bogate zonarazvile, masivnih zvijezda. [51]
četrnaest radioizotopiSu naznačena. Najstabilniji Su 15 O svremenom poluraspadaOD 122,24 sekundi i 14 O s vremenom poluraspada OD 70,606 sekundi. [50] SVE OD preostalihradioaktivnihizotopa imaju poluživot Koji Su manje OD 27 S, A većina njih imaju poluživot koje Su manje OD 83 milisekundi. [50] najčešćipropadanja načinOD izotopa lakši OD 16 o Jeβ + propadanja [52] [53] [54] da bi se dobio dušik, A najčešći način ZA izotopi teži OD 18 O JEbeta raspad , Cime se dobije fluor. [50]
događaj
Vidi također: silikatni minerali , Kategorija: oksid minerale , Stellar stanovništvo , Cosmochemistry ja Astrochemistry
Deset najčešćih Elementa u galaksiji Mliječni putprocjenjuje spektroskopskim [55]
Z Element Maseni udio u dijelovima na milijun
1 Vodik 739,000 71 × masa kisika (crveno bar)
2 helijum 240.000 23 × masa kisika (crveno bar)
8 Kisik 10.400
6 ugljen 4600
10 Neon 1340
26 Željezo 1090
7 Dušik 960
14 Silicij 650
12 Magnezij 580
16 Sumpor 440
Kisik Je najrasprostranjeniji kemijski element koji mase u Zemljinoj biosferi, zrak, više sam Kopno. Kisik JE treći najobilniji kemijski element koji u svemiru, NAKON vodika i helija. [4] O 0,9% ODSunca's masom Je kisik. [5] Kisik Cini 49,2% ODZemljine koreMase [6] Kao Dio oksidnih spojeva, Kao Sto Susilicij dioksid ja najzastupljeniji element koji po Masi u Zemljinoj kori. Da Je ujedno i Glavni sastojak svjetskim oceanima (88,8% po Masi). [5] kisik plin Je Drugi najčešći sastojak üZemljinoj atmosferi, Zauzima 20,8% svoje zapremine i 23,1% svoje mase (OKO 10 15 Tona). [5] [56] [d] Zemlja Je neobično među PlanetaSunčevog sustava u vlasništvo Tako visoku koncentraciju plina kisika polukružno atmosferi: Mars(s 0,1% o
2 volumena) iVeneraimaju mnogo manje, O
2 okružuje TIH Planeta se proizvodi isključivo ultraljubičastog zračenja na molekule sadrže kisik, Kao Sto Su ugljični dioksid.
Neobično Visoka koncentracija plina kisika na Zemlji rezultat ciklusa kisika. Ovaj tekstbiogeokemijsko ciklus opisuje kretanje kisika unutar i Između njezinih triju glavnih rezervoara na Zemlji: atmosferu, biosfere TE litosfere. Glavni vožnje Faktor ciklusa kisika Jefotosinteza, Koja Je odgovorna ZA moderne Zemljinu atmosferu. Fotosinteza otpušta kisik ü atmosferu, DOKdisanje , propadanjaA izgaranje ga ukloniti Iz atmosfere. U ovom ravnoteži, proizvodnja i potrošnja javljaju po istoj stopi OD otprilike 1 / 2000. cijele atmosferskog kisika Godisnje.
Karta svijeta pokazuju da je more-površina kisika potrošena oko ekvatora i povećava prema polovima.
Hladna voda IMA Više otopljeni O
2 .
Besplatno kisika također pojavljuje u otopini u svjetskim vode. Povećana topljivost O
2 na nižim temperaturama (vidi fizička svojstva ) IMA važne implikacije ZA Život u oceanu, Kao polarni oceani podržava mnogo veću gustoću OD Života zbog svog visokog sadržaja kisika. [57] Voda onečišćena s biljnim hranjivim tvarima, Kao Sto Su nitrati ILI fosfati mogu stimulirati Rast algi procesom Koji se naziva eutrofikacijeja propadanja TIH organizama i drugih biomaterijala može smanjiti o
dva poručio u eutrofnih vode. Znanstvenici procjenjuju Taj aspekt kvalitete vode mjerenjem vodebiokemijska potrošnja kisika, ILI iznos OD O
2 Je required da bi se vratiti na normalne koncentracije. [58]
analiza
Vrijeme evolucija koncentracije kisika-18 na ljestvici od 500 milijuna godina pokazuje mnoge lokalne vrhove.
500 milijuna Godina klimatskih promjenavs 18 O
Paleoclimatologists mjeriti omjer kisika-18 i kisik-16 u školjkama ja kostura morskih organizama ZA određivanje klimatskih milijuna godina (vidi odnosa izotopa kisika ciklus ). Morske vode molekule koje sadrže lakši izotopkisik-16, ispari na Nešto brže OD Molekula vode koje sadrže 12% teže kisik-18, ja na nesrazmjer povećava na nižim temperaturama. [59] tijekom razdoblja niskih globalne temperature, snijeg i kišu OD koje ispari voda IMA tendenciju da Bude Veca u da kisik-16, A morska voda ostavili teži da Bude veći u kisik-18. Morski organizmi Onda ugraditi Više kisika-18 u svoje kosture i školjke Nego ŠTO bi u toplije klime. [59] Paleoclimatologists i izravno izmjeriti Taj omjer Molekula vode ODtemeljnih ledenih uzoraka Stara Kao i stotine tisuća Godina.
Planetarni geolozi Su mjereni relativne količine izotopa kisika u uzorcima Iž Zemlje , na Mjesecu , Marsu , ja meteoritima , Ali nisu Dugo mogli dobiti referentne vrijednosti ZA omjere izotopa ü Suncu , Smatra da Su Isti Kao i ONI OD primordijalnog solarna maglica. Analiza ZAsilicija napolitanki izložena sunčevim vjetrom u postoru i Vraca se srušio Genesis letjelicapokazala da Sunce IMA veći udio kisika-16 Nego ŠTO Je, Na Zemlju. Mjerenje podrazumijeva DA je pozvana nepoznati process iscrpljena kisik-16 od suncadisk protoplanetary materijalaPRIJE ujedinjenjem prašine žitarice koje nastaju Zemlju. [60]
Kisik predstavlja Dva spektrofotometrijskih apsorpcijske vrpce izviru na valnim duljinama 687 i 760 nm. Nekidaljinskih istraživanja znanstvenici Su predložili pomoću Mjerenje sjaja Koji Dolazi Iz vegetacije nadstrešnice u tim bendovima okarakterizirati zdravstveni status biljaka Iž satelitskeplatforme. [61] Ovaj tekst access iskorištava činjenicu da Je u TIH bendova Je moguće diskriminirati Vegetacija Jerefleksije OD njegova fluorescencije, What Je mnogo slabiji. Mjerenje Je tehnički teško zbog niskogomjera signal-šumja fizičke strukture vegetacije, Ali da JE predložen Kao mogući način praćenjaciklusa ugljika sa satelita na globalnoj razini.
Biološka uloga O 2
Glavni članak: dikisika u biološkim reakcijama
Fotosinteze i respiracije
Dijagram fotosinteze procesa, uključujući i prihod od vode i ugljičnog dioksida, osvjetljenje i oslobađanje kisika. Reakcije proizvodnju ATP i NADPH u Calvin ciklus sa šećerom kao nusproizvod.
Fotosinteza dijeli vode da oslobodi O
2 i popravci CO
2 u šećer u Ono ŠTO SE zoveCalvin ciklus ,
U prirodi, Slobodni kisik Je proizveden OD Strane svijetlo-driven cijepanje vode tijekom oxygenic fotosinteze. Preme nekim procjenama,zelene alge ja cijanobakterijeu pomorskim uvjetima osigurati Oko 70% slobodnog kisika proizvedenog na Zemlji, A OSTATAK Je proizveden OD kopnenih biljaka. [62] Ostale procjene oceanskog doprinos atmosferskog kisika Su veći, A neki procjene Su vati, what ukazuje oceani proizvoditi ~ 45% svake GODINE Zemljine atmosferskog kisika. [63]
Pojednostavljena ukupni formula ZA fotosintezu je: [64]
6 CO 2 + 6 H
2 O +fotoni→ C
6 H
12 O
6 + 6 O
2
ILI jednostavno
ugljični dioksid + Voda + Sunčeva svjetlost → glukoza + dikisika
Fotolitičko razvijanje kisika Dolazi u tilakoidnih membrana ZA fotosintetski organizama zahtijeva energiju četiri fotona. [E] Mnogi koraci Su uključeni, Ali rezultat Je formiranjeproton gradijentu Kroz tilakoidnog membrana, Koja se koristi ZA sintezu adenozin trifosfata (ATP) Preko photophosphorylation. [65]o
dva preostala (NAKON proizvodnje molekule vode) se otpušta u atmosferu. [f]
Molekularna dikisika, O
2 , bitno Je ZA staničnog disanja u SVIMaerobnih organizama. Kisik se koristi ümitohondrijima generirati ATP tijekom oksidativne fosforilacije. Reakcija ZA aerobnu disanje Je u Biti obrnuto OD fotosinteze i pojednostavljeno Kao:
C
6 H
12 O
6 + 6 O
2 → 6 CO 2 + 6 H
2 O + 2880 kJ · mol -1
Nema komentara:
Objavi komentar