الأكسجين Oxygen
(1) وجوده والخواص الفيزيائية
- الأكسجين هو غاز لافلز ينتمي للمجموعة 6A في الجدول الدوري.
- الأكسجين هو العنصر الأكثر توفّرًا وهو يُمثل:
- 50% بالكتلة من القشرة الأرضية
- 60% بالكتلة من جسم الإنسان
- 20% بالحجم من الهواء الذي نتنفسه.
- المصدر الطبيعي الرئيسي للأكسجين التجاري هو الهواء.
- نحصل على غاز الأكسجين النقي نسبيًّا بإسالة الهواء ثم تقطيره تجزيئيًّا ، فيتكثف الأكسجين عندما يبرد متحوّلًا إلى سائل أزرق في الحالة السائلة
أهم استخدامات غاز الأكسجين
- أكثر الاستخدامات التجارية لغاز الأكسجين هو عملية أكسدة الشوائب في الحديد عند صناعة الصلب.
- تستخدم فرق الإغاثة الطبية غاز الأكسجين لإنقاذ الضحايا الذين استنشقوا دخان الحرائق والذين تعرضوا للصدمات الكهربائية أو الغرق.
- يستخدم في بعض الحالات الطبية الحرجة، مثل الالتهاب الرئوي والتسمم بالغاز ، يحتاج المريض إلى استنشاق هواء غني بالأكسجين لمدة طويلة.
- توجد أسطوانات الأكسجين في الطائرات لأغراض السلامة في حالات الطوارئ وللاستخدام الطبي.
لماذا توجد في الطائرات أسطوانات من غاز الأكسجين؟
- توجد أسطوانات الأكسجين في الطائرات لأغراض السلامة في حالات الطوارئ وللاستخدام الطبي حيث توفر الأكسجين للركاب والطيارين في حال انخفاض ضغط المقصورة أو عند الحاجة لأكسجين إضافي.
- يقل الضغط الجوي في الارتفاعات العالية لدرجة يصعب على الإنسان التنفس، لذا يتم توفير الأكسجين لضمان السلامة.
الأوزون O3
- الأوزون O3 هو شكل آخر للأكسجين ينتج عند تمرير شرارة كهربائية عبر الأكسجين، ويحدث ذلك عند حدوث العواصف الكهربائية الرعدية.
- كما يتكوّن الأوزون في طبقات الجو العليا للأرض بتأثير الأشعة فوق البنفسجية على الأكسجين.
- يتكوّن الأوزون أيضًا بالقرب من مولدات الكهرباء ذات الجهد العالي.
- يحمي الأوزون الكائنات الحية من الزيادة في الأشعة فوق البنفسجية الناتجة من الشمس.
- الأوزون عامل مؤكسد قوي يُستخدَم تجاريًّا لتبييض الدقيق ولتعقيم مياه الشرب .
- بما أنّ الأوزون مركّب غير ثابت ، فإنّه يُنتجَ في المكان الذي سوف يُستخدَم فيه ، ويُحضَّر بإمرار الهواء من خلال تفريغ كهربائي.
(2) خواصه الكيميائية
- تُسمّى عملية اتحاد المواد كيميائياً بالأكسجين بالأكسدة، وناتج تفاعل الأكسدة هو الأكسيد.
- يتكون نوعان من الأكاسيد بحسب كمية الأكسجين عند الاتحاد بالعنصر، وتختلف الأكاسيد في خواصها تبعاً لنوع العنصر وظروف التفاعل.
(أ) عندما تكون كمية الأكسجين قليلة، تتكوّن الأكاسيد بحسب المعادلة التالية:
(ب) عندما تكون كمّية الأكسجين وافرة ، تتكوّن فوق الأكاسيد بحسب المعادلة التالية:
- الأكسجين الحر هو عبارة عن ذرّة تحتوي على إلكترونات غير زوجية نشيطة كيميائيًا.
- يتم تمثيل الأكسجين الحر التالي:
O2 → 2[O]