Oxigen

L'oxigen és un element químic de nombre atòmic 8. En la seua forma molecular, O₂, és un gas a temperatura ambient. Representa aproximadament el 20% de la composició de l'atmosfera terrestre. És un dels elements més importants de la química orgànica i participa de forma molt important en el cicle energètic dels éssers vius, essencial en la respiració cel·lular dels organismes aeròbics. És un gas incolor, inodor i insípid. Existeix una forma molecular formada per tres àtoms d'oxigen, O₃, denominada ozó.

Un àtom d'oxigen combinat amb dos de hidrogen formen una molècula d'aigua.

Taula de continguts

1 Característiques de l'oxigen
2 Característiques principals
- 2.1 Oxigen gas
- 2.2 Oxigen líquid i sòlid
3 Aplicacions
4 Història
5 Abundància i obtenció
6 Compostos
7 Rol biològic
8 Isòtops
9 Precaucions
10 Vegeu també
11 Referències

[edita] Característiques de l'oxigen

Símbol: O
Grup: 16
Període: 2
Massa atòmica: 15.9994 uma
Punt de fusió: 54.8K (-218.3ºC/-360.9ºF)
Punt d'ebullició: 90.2K (-182.9ºC/-297.2ºF)
Densitat: 1429 kg/m³

[edita] Característiques principals

[edita] Oxigen gas

En condicions normals de pressió i temperatura, l'oxigen es troba en estat gasós formant molècules diatòmiques (O₂) que a pesar de ser inestables es generen durant la fotosíntesi de les plantes i són posteriorment utilitzades pels animals en la respiració (vegeu cicle de l'oxigen).

Aquestes molècules de gas oxigen, estan formades per dos àtoms units mitjançant un enllaç químic doble, aportant cada un els dos electrons desaparellats que té.

Estructura del gas oxigen

          O = O

[edita] Oxigen líquid i sòlid

L'oxigen líquid i sòlid té una lleugera coloració blavosa i en aquests dos estats és molt paramagnètic. L'oxigen líquid s'obté usualment mitjançant la destil·lació fraccionada de l'aire líquid junt amb el nitrogen.

Reacciona amb la pràctica totalitat dels metalls (exceptuant els metalls nobles) provocant la corrosió.

[edita] Aplicacions

La principal utilització de l'oxigen és com oxidant ja que té una elevada electronegativitat, només superada pel fluor, així, per exemple, s'usa oxigen líquid en els motors de propulsió dels coets, mentre que en els processos industrials i en el transport l'oxigen per a la combustió es pren directament de l'aire. Altres aplicacions industrials són la soldadura i la fabricació d'acer i metanol.

La medicina també fa ús de l'oxigen subministrant-lo com a suplement a pacients amb dificultats respiratòries; i s'empren botelles d'oxigen en diverses pràctiques esportives com el submarinisme o laborals, en el cas d'accedir a llocs tancats, o escassament ventilats, amb atmosferes contaminades (neteja interior de dipòsits, treball en sales de pintura, etc.)

L'oxigen provoca una resposta d'eufòria als què l'inhalen, pel que històricament ha estat usat com a divertiment, pràctica que persisteix avui en dia. En el segle XIX també es va utilitzar, mesclat amb òxid nitrós com analgèsic.

[edita] Història

L'oxigen, del grec ὀξύς, àcid, i -gen, de l'arrel γεν, generar, , nom donat per Antoine L. Lavoisier al 1774 que a la fi s'ha demostrat inexacte en la mesura en què hi ha nombrosos àcids que no contenen oxigen, va ser descobert pel farmacèutic suec Karl Wilhelm Scheele al 1771, però el seu treball no va obtenir reconeixement immediat i en ocasions s'atribueix a Joseph Priestley qui el va descobrir independentment l'1 d'agost de 1774.

[edita] Abundància i obtenció

És l'element més abundant de l'escorça terrestre (un 46,7% estimat), i dels oceàns (entorn del 87% com a component de l'aigua) i el segon en l'atmosfera (20.947% en volum).

Els òxids de metalls, silicats (SiO₄^4-) i carbonats (CO₃^2-) es troben amb freqüència en les roques del sòl. En l'atmosfera es troba com a oxigen molecular, O₂, diòxid de carboni i en menor proporció com a monòxid de carboni (CO), ozó (O₃), diòxid de nitrogen (NO₂), monòxid de nitrogen (NO), diòxid de sofre (SO₂), etc.

En els planetes exteriors (més allunyats del Sol) i en cometes es troba aigua congelada i altres compostos d'oxigen, per exemple, a Mart hi ha diòxid de carboni congelat. L'espectre d'aquest element també s'aprecia sovint en les estrelles.

[edita] Compostos

La seva alta electronegativitat el fa reaccionar amb gairebé qualsevol element químic exceptuant els pocs gasos nobles. El compost més notable de l'oxigen és l'aigua (H₂O); altres compostos ben coneguts són el diòxid de carboni, els alcohols (R-OH), aldehids, (R-CHO), i àcids carboxílics (R-COOH).

Els radicals clorat (ClO₃^-), perclorat (ClO₄^-), cromat (CrO₄^2-), dicromat (Cr₂O₇^2-), permanganat (MnO₄^-) i nitrat (NO₃^-) són forts agents oxidants. Els epòxids són èters en els que l'àtom d'oxigen forma part d'un anell de tres àtoms.

L'Ozó (O₃) es forma mitjançant descàrregues elèctriques en presència d'oxigen molecular (durant les tempestes elèctriques per exemple), i s'acumula a l'atmosfera a la capa d'ozó. S'ha trobat a l'oxigen líquid, en petites quantitats, una doble molècula d'oxigen (O₂)₂.

[edita] Rol biològic

L'oxigen respirat pels organismes aerobis, alliberat per les plantes mitjançant la fotosíntesi, participa en la conversió de nutrients en energia (ATP). La seva disminució provoca hipoxèmia i la falta total d'ell anòxia podent provocar la mort de l'organisme.

[edita] Isòtops

L'oxigen té tres isòtops estables i deu de radioactius. Tots els radioisòtops tenen una vida mitja de menys de tres minuts.

[edita] Precaucions

L'oxigen pot ser tòxic a elevades pressions parcials.

Alguns compostos com l'ozó, el peròxid d'hidrogen i radicals hidroxil són molt tòxics. El cos humà ha desenvolupat mecanismes de protecció contra aquestes espècies tòxiques. Per exemple el glutatió actua com a antioxidant, igual que la bilirubina (un producte derivat del metabolisme de la hemoglobina).

Les atmosferes riques en oxigen en presència de materials combustibles són susceptibles de provocar incendis que es propaguen amb gran rapidesa així com explosions. El mateix succeeix si les fonts d'oxigen són clorats, perclorats, dicromats, etc.; aquests compostos amb alt poder oxidant, poden a més provocar cremades químiques.

Els derivats oxigenats, són propensos a generar radicals lliures, especialment durant els processos metabòlics. Aquests radicals són altament reactius, i són capaços de danyar les cèl·lules i el seu ADN, i per tant són relacionats amb el càncer i l'envelliment.