חמצן: תכונות, מבנה, סיכונים, שימושים - כִּימִיָה - 2025

החמצן הוא יסוד כימי, כי הוא מיוצג על ידי הסמל O. הוא גז תגובתי, אשר מוביל את הקבוצה 16: chalcogens. שם זה נובע מהעובדה כי גופרית וחמצן נמצאים כמעט בכל המינרלים.

האלקטרוניטיביות הגבוהה שלה מסבירה את תאוות הבצע הגדולה שלה באלקטרונים, מה שמביא אותה לשילוב עם מספר גדול של אלמנטים; כך נוצר מגוון רחב של תחמוצות מינרליות המעשירות את קרום כדור הארץ. לפיכך, החמצן שנותר מחבר וגורם לנשימה של האווירה.

חמצן הוא לרוב שם נרדף לאוויר ומים, אך הוא נמצא גם בסלעים ומינרלים. מקור: Pxhere.

חמצן הוא היסוד השלישי בשפעת היקום, מאחורי מימן והליום, והוא גם המרכיב העיקרי על פי המסה של קרום כדור הארץ. יש לו אחוז אחוז בנפח של 20.8% מהאטמוספרה של כדור הארץ, והוא מייצג 89% ממסת המים.

בדרך כלל יש לו שתי צורות אלוטרופיות: חמצן דיאטומי (O ₂ ), שהוא הצורה הנפוצה ביותר בטבע, ואוזון (O ₃ ) שנמצא בסטרטוספרה. עם זאת, ישנם שני אחרים (O ₄ ו- O ₈ ) שקיימים בשלבים הנוזלים או המוצקים שלהם, ובלחץ עצום.

חמצן מיוצר ללא הרף בתהליך הפוטוסינתזה, המתבצע על ידי פיטופלנקטון וצמחי אדמה. לאחר הייצור הוא משוחרר כך שיצורים חיים יוכלו להשתמש בו, בעוד שחלק קטן ממנו מתמוסס בים, ומקיים חיים מימיים.

לפיכך זהו נדבך חיוני עבור יצורים חיים; לא רק מכיוון שהוא קיים ברוב התרכובות והמולקולות היוצרות אותם, אלא גם מכיוון שהוא מתערב בכל התהליכים המטבוליים שלהם.

למרות שבידודו מיוחס באופן שנוי במחלוקת לקרל שיל וג'וזף פריסטלי בשנת 1774, יש אינדיקציות לכך שהחמצן למעשה היה מבודד לראשונה בשנת 1608, על ידי מייקל סנדיווגיוס.

גז זה משמש בפרקטיקה רפואית לשיפור תנאי החיים של חולים עם קשיי נשימה. בדומה, חמצן משמש לאפשר לאנשים למלא את תפקידם בסביבות בהן יש פחתה או אין גישה לחמצן אטמוספרי.

חמצן המיוצר באופן מסחרי משמש בעיקר בתעשייה המתכתית להמרת ברזל לפלדה.

הִיסטוֹרִיָה

רוח ניטרואלית

בשנת 1500, לאונרדו דה וינצ'י, על סמך הניסויים של פילו מביזנטיון שנערך במאה השנייה לפני הספירה. ג., הגיע למסקנה שחלק מהאוויר נצרך במהלך הבעירה והנשימה.

בשנת 1608 הראה קורנליוס דרבל שחימום סלפטרה (חנקתי כסף, KNO ₃ ) ייצר גז. הגז הזה, כפי שהיה ידוע מאוחר יותר, היה חמצן; אבל דרבל לא יכול היה לזהות אותו כפריט חדש.

ואז, בשנת 1668, ציין ג'ון מג'וב כי חלק מהאוויר שכינה "ספיריטוס ניטרואירוס" אחראי לירי, וכי הוא נצרך גם בזמן הנשימה ובעירה של חומרים. מג'וב ציין כי חומרים לא נשרפו בהיעדר הרוח החנקן.

מג'וב ביצע את הבעירה של אנטימון, וצפה בעלייה במשקל האנטימון במהלך הבעירה שלה. אז מג'וב הגיע למסקנה כי אנטימון בשילוב עם הרוח הניטרואריאלית.

תַגלִית

אף על פי שהיא לא זכתה להכרה בקהילה המדעית, בחיים או לאחר מותה, סביר שמיכאל סנדיווגיוס (1604) הוא מגלה החמצן האמיתי.

סנדיבוגיוס היה אלכימאי שוודי, פילוסוף ורופא שייצר את הפירוק התרמי של אשלגן חנקתי. הניסויים שלו הובילו אותו לשחרור החמצן, אותו כינה "cibus vitae": מזון החיים.

בין 1771 ל- 1772, הכימאי השוודי קרל וו שללה חימם תרכובות שונות: אשלגן חנקתי, תחמוצת מנגן ותחמוצת כספית. שלאלה ציין כי שוחרר מהם גז שהגביר את הבעירה, ושאותו כינה "אוויר אש".

הניסויים של ג'וזף פריסטלי

בשנת 1774, הכימאי האנגלי ג'וזף פריסטלי חימם תחמוצת כספית באמצעות זכוכית מגדלת בגודל 12 אינץ 'שריכזה את אור השמש. תחמוצת הכספית שחררה גז שגרם לנר לשרוף הרבה יותר מהר מהרגיל.

בנוסף, Priestly בדקה את ההשפעה הביולוגית של הגז. לשם כך, הוא הניח עכבר במיכל סגור אותו הוא ציפה לשרוד במשך רבע שעה; אולם בנוכחות הגז הוא שרד כשעה, יותר מכפי שהעריך.

Priestly פרסם את תוצאותיו בשנת 1774; בעוד ששלה עשה זאת בשנת 1775. מסיבה זו, גילוי החמצן מיוחס לעתים קרובות ל- Priestly.

חמצן באוויר

אנטואן לבואזייה, כימאי צרפתי (1777), גילה כי אוויר מכיל 20% חמצן וכאשר חומר נשרף הוא למעשה משלב עם חמצן.

לבואזייה הגיע למסקנה כי העלייה לכאורה במשקל שחוו החומרים במהלך בעורתם נבעה מירידה במשקל המתרחשת באוויר; מכיוון שחמצן בשילוב עם חומרים אלה ולכן נשמרו המוני המגיבים.

זה איפשר ללבואהייה לקבוע את חוק שימור החומר. לבואזייה הציע את שמו של החמצן שמקורו בחומצה שורשית "אוקסיס" ומ"גנים ". אז חמצן פירושו 'יוצר חומצה'.

שם זה שגוי, מכיוון שלא כל החומצות מכילות חמצן; למשל, הלידים מימן (HF, HCl, HBr ו- HI).

דלטון (1810) הקצה למים את הנוסחה הכימית HO ולכן משקל האטום של חמצן היה 8. קבוצה של כימאים, כולל: דייווי (1812) וברזליוס (1814) תיקנו את גישתו של דלטון והסיקו כי הנוסחה הנכונה למים היא H ₂ O והמשקל האטומי של חמצן הוא 16.

תכונות פיזיקליות וכימיות

מראה חיצוני

גז חסר צבע, חסר ריח וחסר טעם; ואילו לאוזון יש ריח חריף. חמצן מקדם בעירה, אך הוא אינו עצמו דלק.

חמצן נוזלי. מקור: סמ"ר ניקה גלובר, חיל האוויר האמריקני

בצורתו הנוזלית (תמונה עליונה) הוא בצבע תכלת, והגבישים שלו גם כחלחלים; אך הם יכולים לרכוש גוונים ורודים, כתומים ואפילו אדמדמים (כפי שיוסבר בחלק המבנה שלהם).

משקל אטומי

15,999 u.

מספר אטומי (Z)

8.

נקודת המסה

-218.79 מעלות צלזיוס

נקודת רתיחה

-182.962 מעלות צלזיוס.

צְפִיפוּת

בתנאים רגילים: 1,429 גרם / ל. חמצן הוא גז צפוף יותר מאוויר. בנוסף, מדובר במוליך גרוע של חום וחשמל. ובנקודת הרתיחה (הנוזלית), הצפיפות היא 1.141 גרם / מ"ל.

נקודה משולשת

54.361 K ו- 0.1463 kPa (14.44 אטם).

נקודה קריטית

154.581 K ו- 5.043 MPa (49770.54 כספומט).

חום של היתוך

0.444 ק"ג / מול.

חום האידוי

6.82 kJ / mol.

יכולת קלורית מולקולרית

29.378 J / (mol · K).

לחץ אדים

בטמפרטורה של 90 K יש לו לחץ אדים של 986.92 אטם.

מצבי חמצון

-2, -1, +1, +2. מצב החמצון החשוב ביותר הוא -2 (O ^2- ).

אלקטרונגטיביות

3.44 בסולם פאולינג

אנרגיית יינון

ראשית: 1,313.9 ק"ג / מול.

שני: 3,388.3 ק"ג / מול.

שלישית: 5,300.5 ק"ג / מול.

סדר מגנטי

פרמגנטי.

מסיסות במים

מסיסות החמצן במים פוחתת ככל שהטמפרטורה עולה. לדוגמא: 14.6 מ"ל חמצן / ליטר מים מומסים ב- 0 מעלות צלזיוס ו -7.6 מ"ל חמצן / ליטר מים על ידי 20 מעלות צלזיוס. מסיסות החמצן במי השתייה גבוהה יותר מאשר במי הים.

במצב של טמפרטורה 25 מעלות צלזיוס ובלחץ של 101.3 קפ"ה, מי שתייה יכולים להכיל 6.04 מ"ל חמצן / ליטר מים; ואילו מי מי הים רק 4.95 מ"ל חמצן / ליטר מים.

תגובתיות

חמצן הוא גז ריאקטיבי ביותר המגיב ישירות כמעט עם כל האלמנטים בטמפרטורת החדר ובטמפרטורות גבוהות; למעט מתכות עם פוטנציאל הפחתה גבוה יותר מאשר נחושת.

זה יכול גם להגיב עם תרכובות, ולחמצן את היסודות הקיימים בהם. זה מה שקורה כשהוא מגיב עם גלוקוז, למשל, לייצור מים ופחמן דו חמצני; או כאשר עץ או פחמימן נשרפים.

חמצן יכול לקבל אלקטרונים על ידי העברה מלאה או חלקית, וזו הסיבה שהוא נחשב כחומר מחמצן.

מספר החמצון או המדינה הנפוצים ביותר לחמצן הוא -2. עם מספר החמצון הזה הוא נמצא במים (H ₂ O), דו תחמוצת הגופרית (SO ₂ ) ופחמן דו חמצני (CO ₂ ).

כמו כן, בתרכובות אורגניות כמו אלדהידים, אלכוהולים, חומצות קרבוקסיליות; חומצות נפוצות כמו H ₂ SO ₄ , H ₂ CO ₃ , HNO ₃ ; והמלחים הנגזרים שלו: Na ₂ SO ₄ , Na ₂ CO ₃ או KNO ₃ . בכולם ניתן היה להניח את קיומו של O ^2- (מה שלא נכון לגבי תרכובות אורגניות).

תחמוצות

חמצן קיים כ- O ² במבני הגביש של תחמוצות מתכת.

לעומת זאת, בסופרוקסיד מתכתי, כמו אשלגן סופרוקסיד (KO ₂ ), קיים חמצן כ- O ₂ ^- ion . בעוד שבחמצן ממתכת, למשל, חמצן בריום (BaO ₂ ), חמצן מופיע כאיון O ₂ ^2- (Ba ²⁺ O ₂ ^2- ).

איזוטופים

לחמצן שלושה איזוטופים יציבים: ¹⁶ O, עם שפע של 99.76%; ¹⁷ O, עם 0.04%; ו- ¹⁸ O, עם 0.20%. שימו לב ש- ¹⁶ O הוא ללא ספק האיזוטופ הכי יציב ושופע.

מבנה ותצורה אלקטרונית

מולקולת חמצן ואינטראקציות שלה

מולקולת חמצן דיאומטית. מקור: קלאודיו פיסטילי

חמצן במצבו הקרקע הוא אטום שהתצורה האלקטרונית שלו היא:

2s ² 2p ⁴

על פי תורת קשרי הערכים (TEV), שני אטומי חמצן קשורים בצורה קוולנטית כך ששניהם משלימים בנפרד את אוקטט הערכיות שלהם; בנוסף לכך שהוא מסוגל לזווג את שני האלקטרונים הבודדים שלו מהאורביטלים 2p.

בדרך זו אם כן מופיעה מולקולת החמצן הדיאטומית, O ₂ (תמונה עליונה), שיש לה קשר כפול (O = O). יציבות האנרגיה שלו היא כזו שמעולם החמצן לא נמצא כאטומים בודדים בשלב הגז אלא כמולקולות.

מכיוון ש- O ₂ הוא הומנו-גרעיני, לינארי וסימטרי, הוא חסר רגע דיפול קבוע; לפיכך, האינטראקציות הבין-מולקולריות שלהם תלויות במסה המולקולרית שלהם ובכוחות הפיזור של לונדון. כוחות אלה חלשים יחסית לחמצן, מה שמסביר מדוע מדובר בגז בתנאי כדור הארץ.

עם זאת, כאשר הטמפרטורה יורדת או הלחץ עולה, מולקולות ה- O ₂ נאלצות להתגבר; עד כדי כך שהאינטראקציות שלהם הופכים משמעותיים ומאפשרים להיווצר חמצן נוזלי או מוצק. כדי לנסות להבין אותם מולקולרית, יש צורך לא לאבד את הראייה של O ₂ כיחידה מבנית.

אוֹזוֹן

חמצן יכול לאמץ מבנים מולקולריים אחרים יציבים במידה ניכרת; כלומר הוא נמצא בטבע (או בתוך המעבדה) בצורות אלוטרופיות שונות. אוזון (תמונה תחתונה), O ₃ , למשל, הוא האוטוטרופיה השנייה הידועה ביותר של חמצן.

מבנה הכלאה התהודה המיוצג על ידי מודל כדור ומוט למולקולת האוזון. מקור: בן מילס באמצעות ויקיפדיה.

שוב, TEV מקיים, מסביר ומראה שב- O ₃ חייבים להיות מבני תהודה שמייצבים את המטען הפורמלי החיובי של החמצן במרכז (קווים מנוקדים אדומים); בעוד שהחמצן בקצוות הבומרנג מפיץ מטען שלילי, מה שהופך את המטען הכולל לאוזון לניטרלי.

בדרך זו, איגרות החוב אינן יחידות, אך גם אינן כפולות. דוגמאות להיברידי תהודה נפוצים מאוד בכמה שיותר מולקולות או יונים אורגניים.

O ₂ ו- O ₃ , מכיוון שהמבנים המולקולריים שלהם שונים זהה, קורה הדבר גם עם תכונותיהם הפיזיקליות והכימיות, שלבי הנוזל או הגבישים (גם כאשר שניהם מורכבים מאטומי חמצן). הם משערים כי ככל הנראה הסינתזה רחבת היקף של אוזון מחזורי, שמבנהו דומה לזה של משולש אדמדם וחמצן.

כאן מסתיימים "האלוטרופים הרגילים" של החמצן. עם זאת, ישנם שני אחרים שיש לקחת בחשבון: O ₄ ו- O ₈ , שנמצאו או מוצעים בחמצן נוזלי ומוצק, בהתאמה.

חמצן נוזלי

חמצן גזי חסר צבע, אך כאשר הטמפרטורה יורדת ל -183 מעלות צלזיוס הוא מתמצה בנוזל כחול בהיר (בדומה לתכלת). האינטראקציות בין מולקולות O ₂ הן כעת כאלו שאפילו האלקטרונים שלהם יכולים לספוג פוטונים באזור האדום של הספקטרום הנראה כדי לשקף את צבעם הכחול האופייני.

עם זאת, תאורזה שבנוזל זה יש יותר ממולקולות O ₂ פשוטות , אך גם מולקולת O ₄ (תמונה נמוכה). נראה כאילו האוזון "נתקע" על ידי אטום חמצן אחר שאיכשהו מתערב בגלל המטען הפורמלי החיובי שזה עתה תיאר.

מבנה מודל מוצע עם כדורים ומוטות למולקולת הטטרה-חמצן. מקור: Benjah-bmm27

הבעיה היא שעל פי הדמיות חישוביות ומולקולריות, המבנה האמור עבור O ₄ אינו בדיוק יציב; עם זאת, הם צופים שהם קיימים כיחידות (O ₂ ) ₂ , כלומר שתי מולקולות O ₂ כל כך קרובות עד שהן יוצרים סוג של מסגרת לא סדירה (אטומי ה- O אינם מיושרים זה מול זה).

חמצן מוצק

ברגע שהטמפרטורה יורדת ל -218.79 מעלות צלזיוס, החמצן מתגבש במבנה מעוקב פשוט (שלב γ). ככל שהטמפרטורה יורדת עוד יותר, הגביש המעוקב עובר מעברים לשלב ה- ß (רנומבודרלי -229.35 מעלות צלזיוס) ו- α (מונוקליניים ו- -249.35 מעלות צלזיוס).

כל השלבים הגבישיים הללו של חמצן מוצק מתרחשים בלחץ הסביבה (1 אטמוספרה). כאשר הלחץ עולה ל 9 GPa (~ 9000 אטם), מופיע שלב ה- δ, שגבישיו כתומים. אם הלחץ ממשיך לעלות ל 10 GPa, מופיע החמצן האדום המוצק או שלב ε (שוב מונוקליני).

שלב ε הוא מיוחד מכיוון שהלחץ הוא כה עצום, עד שמולקולות ה- O ₂ לא רק מסדרות את עצמן כיחידות O ₄ , אלא גם O ₈ :

מבנה מודל עם כדורים ומוטות למולקולת אוקטה-חמצן. מקור: Benjah-bmm27

שימו לב ש- O _{8 זה} מורכב משתי יחידות O _{4 בהן} ניתן לראות את המסגרת הלא סדירה שכבר הוסברה. כמו כן, זה נכון לשקול את זה כארבעה O ₂ שנמצאים זה בזה מקרוב ובמיקומים אנכיים. עם זאת, יציבותם בלחץ זה היא כזו ש- O ₄ ו- O ₈ הם שני אלוטרופים נוספים לחמצן.

ולבסוף יש לנו את השלב metall, מתכתי (בלחצים העולה על 96 GPa), בו הלחץ גורם לאלקטרונים להתפזר בגביש; בדיוק כמו שקורה במתכות.

היכן למצוא והפקה

מינרלים

חמצן הוא היסוד השלישי ביקום המוני, מאחורי מימן והליום. זהו היסוד השופע ביותר בקרום כדור הארץ, המייצג כ- 50% מהמסה שלו. זה נמצא בעיקר בשילוב עם סיליקון, בצורה של תחמוצת סיליקון (SiO ₂ ).

חמצן נמצא כחלק מאינספור מינרלים, כגון: קוורץ, טלק, שדות שדה, המטיט, קופריט, ברוקיט, מלכיט, לימוניט וכו '. באופן דומה, הוא ממוקם כחלק מכמה תרכובות כמו קרבונטים, פוספטים, סולפטים, חנקות וכו '.

אוויר

חמצן מהווה 20.8% מהאוויר האטמוספרי בנפח. בטרופוספירה הוא נמצא בעיקר כמולקולת חמצן דיאטומית. בעוד שבסטרטוספירה, שכבה גזי בין 15 ל 50 ק"מ משטח כדור הארץ, היא נמצאת כאוזון.

האוזון מיוצר על ידי פריקה חשמלית על מולקולת O ₂ . אלוטרופיה זו של חמצן סופגת אור אולטרה סגול מקרינת השמש, וחוסמת את פעולתו המזיקה לבני אדם, שבמקרים קיצוניים קשורה להופעת מלנומות.

מים טריים ומלח

חמצן הוא מרכיב עיקרי במי ים ומים מתוקים מאגמים, נהרות ומי תהום. חמצן הוא חלק מהנוסחה הכימית של מים, המהווים 89% מהם לפי מסה.

לעומת זאת, למרות שמסיסות החמצן במים נמוכה יחסית, כמות החמצן המומסת בה חיונית לחיי מים, הכוללים מינים רבים של בעלי חיים ואצות.

יצורים חיים

האדם מורכב מכ- 60% מים ובו זמנית עשיר בחמצן. אך בנוסף, חמצן הוא חלק מתרכובות רבות כמו פוספטים, קרבונטים, חומצות קרבוקסיליות, קטונים וכו ', החיוניים לכל החיים.

חמצן קיים גם בפוליסכרידים, ליפידים, חלבונים וחומצות גרעין; כלומר, המכונים מקרומולקולות ביולוגיות.

זה גם חלק מפסולת מזיקה מפעילות אנושית, למשל: פחמן חד חמצני דו חמצני, כמו גם דו תחמוצת הגופרית.

ייצור ביולוגי

צמחים אחראים על העשרת האוויר בחמצן בתמורה לפחמן הדו-חמצני שאנו נושפים. מקור: Pexels.

חמצן מיוצר במהלך פוטוסינתזה, תהליך שבאמצעותו פיטופלנקטון ימי וצמחי יבשה משתמשים באנרגיית אור בכדי לגרום לתגובה של פחמן דו חמצני במים, ליצירת גלוקוז ושחרור חמצן.

ההערכה היא שיותר מ 55% מהחמצן המיוצר על ידי פוטוסינתזה נובע מפעולה של פיטופלנקטון ימי. לכן הוא מהווה את המקור העיקרי לייצור חמצן בכדור הארץ ואחראי על שמירת החיים עליו.

ייצור תעשייתי

ניזוק אוויר

השיטה העיקרית לייצור חמצן בצורה תעשייתית היא זו שנוצרה בשנת 1895, באופן עצמאי על ידי קארל פול גוטפריד פון לינד וויליאם המסון. שיטה זו ממשיכה לשמש גם כיום עם כמה שינויים.

התהליך מתחיל עם דחיסת האוויר כדי לעבות את אדי המים וכך לחסל אותו. לאחר מכן, האוויר ננזר על ידי התנהלותו על ידי תערובת של זאוליט וג'ל סיליקה, למיגור פחמן דו חמצני, פחמימנים כבדים ושאר המים.

בהמשך מופרדים רכיבי האוויר הנוזלי דרך זיקוק שברירי, ומשיגים את הפרדת הגזים הקיימים בו בנקודות הרתיחה השונות שלהם. בשיטה זו ניתן להשיג חמצן בטוהר של 99%.

אלקטרוליזה של מים

חמצן מיוצר על ידי אלקטרוליזה של מים מטוהרים מאוד, ועם מוליכות חשמלית שאינה עולה על 1 מיקרומטר / סנטימטר. מים מופרדים באמצעות אלקטרוליזה למרכיביהם. מימן כקטיון נע לכיוון הקתודה (-); בעוד חמצן נע לכיוון האנודה (+).

לאלקטרודות יש מבנה מיוחד לאיסוף הגזים ובהמשך לייצור נזילותן.

פירוק תרמי

פירוק תרמי של תרכובות כמו תחמוצת כספית וסלפטרה (אשלגן חנקתי) משחרר חמצן, אותו ניתן לאסוף לשימוש. פרוקסידים משמשים גם למטרה זו.

תפקיד ביולוגי

חמצן מיוצר על ידי פיטופלנקטון וצמחי יבשה באמצעות פוטוסינתזה. זה חוצה את דופן הריאה ובדם הוא נלכד על ידי המוגלובין, המעביר אותו לאיברים שונים לשימוש אחר כך במטבוליזם התא.

בתהליך זה משתמשים בחמצן במהלך חילוף החומרים של פחמימות, חומצות שומן וחומצות אמינו, לייצור בסופו של דבר פחמן דו חמצני ואנרגיה.

ניתן לתאר את הנשימה כדלקמן:

C ₆ H ₁₂ O ₆ + O ₂ => CO ₂ + H ₂ O + אנרגיה

גלוקוז מטבוליזם במערכת של תהליכים כימיים עוקבים, כולל גליקוליזה, מחזור קרבס, שרשרת הובלת האלקטרונים וזרחן חמצוני. סדרת אירועים זו מייצרת אנרגיה המצטברת כ- ATP (אדנוזין טריפוספט).

ATP משמש בתהליכים שונים בתאים כולל הובלת יונים וחומרים אחרים על פני קרום הפלזמה; ספיגת המעיים של חומרים; התכווצות תאי שריר שונים; מטבוליזם של מולקולות שונות וכו '.

לויקוציטים ומיקרופאגים פולימורפונוקלריים הם תאים פגוציטים המסוגלים להשתמש בחמצן לייצור יון סופרוקסיד, מי חמצן וחמצן יחידה המשמשים להשמדת מיקרואורגניזמים.

סיכונים

נשימת חמצן בלחצים גבוהים עלולה לגרום לבחילות, סחרחורות, עוויתות שרירים, אובדן ראייה, התקפים ואובדן הכרה. בנוסף, נשימה של חמצן טהור במשך תקופה ארוכה גורמת לגירוי ריאות, המתבטא בשיעול וקוצר נשימה.

זה יכול להיות גם הגורם להיווצרות בצקת ריאות: מצב חמור מאוד המגביל את תפקוד הנשימה.

אווירה עם ריכוז גבוה של חמצן יכולה להיות מסוכנת, מכיוון שהיא מקלה על התפתחות שריפות ופיצוצים.

יישומים

רופאים

חמצן מנוהל לחולים הסובלים מאי ספיקת נשימה; כזה הוא המקרה של חולי דלקת ריאות, בצקת ריאות או אמפיזמה. הם לא יכלו לשאוף חמצן בסביבה מכיוון שהם יושפעו קשה.

גם חולים עם אי ספיקת לב עם הצטברות נוזלים באלוואולי צריכים לספק חמצן; כמו גם חולים שעברו תאונה מוחית קשה (CVA).

צורך תעסוקתי

צוותי כיבוי הנלחמים בשריפה בסביבה עם אוורור לקוי, דורשים שימוש במסכות ובגדלי חמצן המאפשרים להם למלא את תפקידיהם מבלי לסכן את חייהם.

הצוללות מצוידות בציוד לייצור חמצן המאפשר לשייטים להישאר בסביבה סגורה וללא גישה לאוויר אטמוספרי.

צוללנים מבצעים את עבודתם שקועים במים ובכך מבודדים מאוויר אטמוספרי. הם נושמים דרך חמצן שנשאב דרך צינורות המחוברים לחליפת הצלילה שלהם או באמצעות צילינדרים המחוברים לגוף הצולל.

אסטרונאוטים מבצעים את פעילויותיהם בסביבות המצוידות במחוללי חמצן המאפשרים הישרדות במהלך נסיעה בחלל ובתחנת חלל.

תַעֲשִׂיָתִי

למעלה מ- 50% מהחמצן המיוצר בתעשייה נצרכים בהפיכת ברזל לפלדה. הברזל המותך מוזרק סילון חמצן על מנת להסיר את הגופרית והפחמן הקיימים; הם מגיבים לייצור הגזים SO ₂ ו- CO ₂ , בהתאמה.

אצטילן משמש בשילוב עם חמצן לחיתוך לוחות מתכת וגם לייצור ההלחמה שלהם. חמצן משמש גם בייצור זכוכית, מה שמגביר את הבעירה בירי הזכוכית כדי לשפר את שקיפותה.

ספקטרופוטומטריה של ספיגה אטומית

השילוב של אצטילן וחמצן משמש לשריפת דגימות ממקורות שונים בספקטרופוטומטר לספיגה אטומית.

במהלך ההליך, קרן אור ממנורה מונעת על הלהבה, שהיא ספציפית עבור היסוד שיש לכמת. הלהבה סופגת את האור מהמנורה, ומאפשרת לכמת את האלמנט.

הפניות

1. שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. (גרסה רביעית). מק גריי היל.
2. ויקיפדיה. (2019). חַמצָן. התאושש מ: en.wikipedia.org
3. ריצ'רד ואן נורדן. (13 בספטמבר 2006). רק שלב יפה? חמצן אדום מוצק: חסר תועלת אך מענג. התאושש מ: nature.com
4. אזנונו. (4 בדצמבר 2006). מבנה גביש חמצן מוצק מבנה גביש נקבע יחד עם גילוי אשכול O8 חמצן אדום. התאושש מ: azonano.com
5. המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. (2019). מולקולת חמצן. מאגר PubChem. CID = 977. התאושש מ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. ד"ר דאג סטיוארט. (2019). עובדות על מרכיב חמצן. כימיקול. התאושש מ: chemicool.com
7. רוברט סי בראסט. (9 ביולי 2019). חמצן: יסוד כימי. אנציקלופדיה בריטניקה. התאושש מ: britannica.com
8. Wiki Kids. (2019). משפחת חמצן: תכונות של מרכיבי VIA. התאושש מ: פשוט. מדע
9. Advameg, Inc. (2019). חַמצָן. התאושש מ: madehow.com
10. Lenntech BV (2019). טבלה תקופתית: חמצן. התאושש מ: lenntech.com
11. מחלקת הבריאות והשירותים הבכירים של ניו ג'רזי. (2007). חמצן: גיליון עובדות של חומר מסוכן. . התאושש מ: nj.gov
12. ימל מטארולו. (2015, 26 באוגוסט). יישומים תעשייתיים של חמצן תעשייתי. התאושש מ: altecdust.com