شرح تصویر:
تصویر اهمیت بنیادی این عنصر در هوا، و (به شکل متصل به هیدروژن) در آب را نشان می‌دهد.
شکل ظاهری:
اکسیژن گازی بی‌رنگ و بی‌بو است.
کاربردها:
بیش‌ترین مصرف صنعتی گاز اکسیژن در صنایع فولاد است. مقادیر زیادی از اکسیژن نیز در تولید مواد شیمیایی متنوعی مثل نیتریک اسید و هیدروژن پراکسید می‌شود. از اکسیژن برای ساختن اپوکسی‌اِتان (اتیلن اکسید) نیز استفاده می‌شود که به عنوان ضدیخ و همچنین در تولید پلی‌استر کاربرد دارد. همچنین اکسیژن در ساخت کلرواتان به کار می‌رود که پیش‌ماده پی‌وی‌سی است.
گاز اکسیژن برای جوشکاری و برش فلزات با اُکسی‌ـ استیلن نیز کاربرد دارد. یکی دیگر از مصارف رو به رشد اکسیژن در تصفیه فاضلاب شهری و پساب‌های صنعتی است.
نقش زیست‌شناختی:
اکسیژن برای اولین بار حدود ۲ میلیارد سال قبل در اثر فتوسنتز جلبک‌های سبزـ‌آبی در جوّ زمین ظاهر شد. فتوسنتز با استفاده از انرژی خورشید، مولکول‌های آب را به اکسیژن و هیدروژن می‌شکند. اکسیژن وارد جو می‌شود و هیدروژن در ترکیب با کربن دی‌اکسید، زیست‌توده را می‌سازد.
هنگامی که موجودات زنده به انرژی نیاز دارند اکسیژن را از طریق تنفس می‌گیرند. این اکسیژن به شکل کربن دی‌اکسید به جوّ بازمی‌گردد.
گاز اکسیژن به خوبی در آب حل می‌شود و این باعث می‌شود که موجودات هوازی بتوانند در رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و اقیانوس‌ها زندگی کنند.
فراوانی طبیعی:
اکسیژن ۲۱ درصد از حجم هوا را تشکیل می‌دهد. این مقدار، مابین دو حد مهم است: ۱۷ درصد، که پایین‌تر از آن تنفس برای افرادی که عادت به چنین شرایطی ندارند دشوار می‌شود و ۲۵ درصد، که بالاتر از آن بسیاری از ترکیبات آلی بسیار اشتعال‌پذیرند. عنصر اکسیژن و ترکیبات آن ۴۹/۲ درصد جرم پوسته زمین و در حدود دو سوم جرم بدن انسان را تشکیل می‌دهند.
برای به دست آوردن گاز اکسیژن دو روش اصلی وجود دارد. روش اول تقطیر هوای مایع است. روش دوم عبور دادن هوای پاک و خشک از میان زئولیت‌هایی است که نیتروژن را جذب می‌کنند و اکسیژن را باقی می‌گذارند. روش جدیدتری که اکسیژنی با خلوص بالاتر به‌دست می‌دهد گذراندن هوا از روی غشاهای سرامیکی نیمه‌تراوا است.
در آزمایشگاه، اکسیژن را می‌توان از برقکافت آب یا افزودن کاتالیستِ منگنز(IV) اکسید به محلولِ آبی هیدروژن پراکسید تهیه کرد.
در سال ۱۶۰۸ میلادی، کورنلیوس درِبِل نشان داده بود که با حرارت دادن شوره برگ تنباکو (پتاسیم نیترات KNO3) یک گاز آزاد می‌شود. این گاز اکسیژن بود، هر چند که در آن زمان این موضوع روشن نشده بود.
امروزه اعتبار کشف اکسیژن به طور مشترک به سه شیمی‌دان داده شده است: یک انگلیسی، یک سوئدی و یک فرانسوی. جوزف پریستلی اولین کسی بود که گزارشی در مورد اکسیژن منتشر کرد. او در سال ۱۷۷۴ میلادی با متمرکز کردن نور خورشید روی جیوه اکسید (HgO) و جمع‌آوری گاز حاصل، اکسیژن تولید کرد. او اشاره کرد که در این گاز شمع با نور بیشتری می‌سوزد و تنفس ساده‌تر است. پریستلی خبر نداشت که کارل ویلهِلم شیل در ژوئن ۱۷۷۱ میلادی اکسیژن را تولید کرده بود. شیل در مورد این کشف گزارشی نوشته بود ولی این گزارش تا سال ۱۷۷۷ منتشر نشد. آنتوان لاووازیه نیز مدعی شد که اکسیژن را کشف کرده است و پیشنهاد داد که این گاز جدید اکسیژن (به معنی اسیدساز) نام نهاده شود زیرا تصور می‌کرد که منشأ تمامی اسیدها است.
|
| ||||
|
|
| انرژی‌های یونش | اول | دوم | سوم | چهارم | پنجم | ششم | هفتم | هشتم |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| kJ/mol | ۱۳۱۳/۹۴۲ | ۳۳۸۸/۶۷۱ | ۵۳۰۰/۴۷ | ۷۴۶۹/۲۷۱ | ۱۰۹۸۹/۵۸۴ | ۱۳۳۲۶/۵۲۶ | ۷۱۳۳۰/۶۵ | ۸۴۰۷۸/۳ |
حالت‌های اکسایش معمول: ۱- ، ۲-
ایزوتوپ‌ها:
| ایزوتوپ | جرم اتمی | فراوانی طبیعی (٪) | نیمه‌عمر | شیوه واپاشی |
|---|---|---|---|---|
| 16O | ۱۵/۹۹۵ | ۹۹/۷۵۷ | - | - |
| 17O | ۱۶/۹۹۹ | ۰/۰۳۸ | - | - |
| 18O | ۱۷/۹۹۹ | ۰/۲۰۵ | - | - |
داده‌ها:
W. M. Haynes, ed., CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, 95th Edition, Internet Version 2015, accessed December 2014
Tables of Physical & Chemical Constants, Kaye & Laby Online, 16th edition, 1995. Version 1.0 (2005), accessed December 2014
J. S. Coursey, D. J. Schwab, J. J. Tsai, and R. A. Dragoset, Atomic Weights and Isotopic Compositions (version 4.1), 2015, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, accessed November 2016
خواص و کاربردها:
John Emsley, Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements, Oxford University Press, New York, 2nd Edition, 2011
Thomas Jefferson National Accelerator Facility - Office of Science Education, It’s Elemental - The Periodic Table of Elements, accessed December 2014
تاریخچه:
Elements 1-112, 114, 116 and 117 © John Emsley 2012. Elements 113, 115, 117 and 118 © Royal Society of Chemistry 2017
همه عنصرها