نسبة الأكسجين في الهواء
- يتكون الهواء الجوي من مجموعة من الغازات ، حيث يتكون من 78 في المائة من غاز النيتروجين.
- يتكون من 21 في المائة أكسجين و 0.9 في المائة أرجون.
- ومجموعة أخرى من الغازات مثل الأوزون وثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى.
عنصر الأكسجين
- إنه غاز في درجة حرارة الغرفة ويوجد في حالة غازية وهو غاز غير معدني.
- رمز الأكسجين هو oa وهو عنصر كيميائي يقع في المجموعة السادسة من عناصر الفترة الثانية من الجدول الدوري ويسمى مجموعة الجليكوجين.
- يكون الأكسجين الغازي في حالته الطبيعية على شكل غاز ثنائي الذرة O2 ويعتبر من اللافلزات.
- الأكسجين عامل مؤكسد قوي وتتكون المركبات الكيميائية بسبب الميل إلى الترابط.
- يوجد الأكسجين بطبيعته في الأوزون ، O3 ، حيث يكون الحديد هو العنصر الأول والأكسجين هو ثاني أكثر العناصر وفرة.
- من حيث الوفرة ، الأكسجين هو العنصر الثالث بعد الهيدروجين والهيليوم.
الخواص الكيميائية للأكسجين
- في الحالات العادية ، يكون على شكل جزيء ، وليس عنصرًا حرًا ، وهو جزيء نشط كيميائيًا.
- تتميز تفاعلات الأكسجين بأنها تفاعلات الأكسدة والاختزال ، حيث يقبل الأكسجين إلكترونين لتكوين أكاسيد وبالتالي يدخل المؤكسدات.
- يتفاعل الأكسجين مع النيتروجين في حالات البرق في طبقات الغلاف الجوي.
- في درجات الحرارة المنخفضة ، يتفاعل الأكسجين مع الفلور.
- تتشكل العديد من المعادن نتيجة تفاعلها مع الأكسجين ، مكونة طبقة من الأكاسيد على سطحها ، مثل الألومنيوم والتيتانيوم.
الخصائص الفيزيائية للأكسجين
- في الظروف العادية ، ثنائي الذرة O2 هو غاز عديم الطعم والرائحة واللون.
- يبلغ طول الرابطة مائة وواحد وعشرين وتقدر طاقتها بأربعمائة وثمانية وتسعين كيلوجول / مول.
- عندما نريد الحصول على الأكسجين السائل الأزرق ، يجب أن يبرد إلى درجة معينة حتى يتكثف.
- ينتج عن التقطير التجزيئي للهواء المسال أكسجين نقي للغاية ، ويجب فصل هذه المادة عن المواد القابلة للاشتعال لأنها مادة عالية النشاط.
- اعتمادًا على درجة الحرارة ، يكون التركيب البلوري متعدد الأشكال.
- يوجد الأكسجين في النظام البلوري الثلاثي عند درجة حرارة تتراوح بين -229.35 و -249.26 درجة مئوية.
- يصبح الأكسجين في النظام البلوري المكعب عندما تتراوح درجات الحرارة بين -218.75 و -229.35 درجة مئوية.
- يصبح الأكسجين في النظام البلوري أحادي الميل أحادي الميل عندما تصل درجة الحرارة إلى أقل من -249.26 درجة مئوية.
- يذوب الأكسجين في الماء أكثر من النيتروجين ، لكنه يعتبر ضعيفًا.
أصل الأكسجين
- الأكسجين الجزيئي هو الشكل الأكثر شيوعًا على الأرض.
- أكثر تآصل الأكسجين شيوعًا هو الأوزون
- هناك تآصلات أخرى أقل شهرة مثل الأكسجين الذري وأكسجين الأوكتان.
- يتكون الأوزون من رابطة من ثلاث ذرات أكسجين وهو على شكل غاز أزرق برائحة مميزة.
- يصنف الأوزون أيضًا على أنه مؤكسد قوي ويعتبر من المواد التي تتلف أنسجة الرئة.
- عندما يتفاعل O2 مع الأكسجين الذري ، يتكون الأوزون بسبب الأشعة فوق البنفسجية.
- أيضًا ، عندما يتفاعل الأكسجين مع ثاني أكسيد النيتروجين ، يتشكل الأوزون.
- حيث تمتص طبقة الأوزون الأشعة فوق البنفسجية ، فإنها تحمي من الإشعاع.
- عندما يقترب من الأرض ، يعتبر ملوثًا للهواء.
- ما يعرف باسم أحادي الأكسجين ينتج عن دوران الإلكترونات وهو نشط كيميائيًا.
- يتشكل في كثير من الحالات ، بما في ذلك عندما يتكون من الماء ، من خلال الطاقة الشمسية.
- يتكون التروبوسفير عندما يتكسر الأوزون بفعل الأشعة فوق البنفسجية.
- تساعد الكاروتينات الموجودة في النباتات أيضًا في عملية الطاقة العالية المتمثلة في امتصاص الأكسجين وتحويله إلى أكسجين ثلاثي.
ظهور الأكسجين
- قبل ملياري سنة ، لم يكن الهواء الجوي يحتوي على الأكسجين ، وحدث شيء ما يمنحه الأكسجين.
- إذا عدنا إلى آلة الزمن ، نجد أنه لا يمكننا التنفس بدون استخدام خزانات الأكسجين.
- ظهر هذا الغاز قبل 2.4 مليار سنة وبدون هذا الحدث ، لما عاشت الكائنات الحية على سطح الأرض.
- درس العلماء سبب وجود الأكسجين وافترضوا أن الحياة نفسها مسؤولة عن وجود الأكسجين.
- شهدت الحياة تطورات عديدة قبل ظهور الأكسجين ، وكان عمر الأرض ملياري سنة عندما ظهر الأكسجين ، والآن يبلغ عمرها أربعة مليارات ونصف المليار سنة ، وكانت الكائنات الحية في ذلك الوقت وحيدة الخلية.
- لا نعرف متى بدأت الحياة ، لكن أقدم الحفريات تعود إلى ثلاثة مليارات ونصف المليار سنة.
- هذا يعني أن الحياة كانت موجودة قبل تكوين الأكسجين ، ويعتقد العلماء أن هذه الكائنات الحية هي السبب في تكوين الأكسجين.
- اكتشف العلماء أن هناك كائنات حية تسمى البكتيريا الزرقاء أطلقت غاز الأكسجين لمدة خمسمائة مليون سنة ، لكنهم لا يستطيعون التأكد من ذلك لأنه أمر لا يصدق.
- تفسير آخر للهواء هو أن الأكسجين النقي يتكون من وجود مواد كيميائية على شكل غازات بركانية تتفاعل مع الأكسجين.
نسبة الأكسجين في الغلاف الجوي
- تبلغ نسبة الأكسجين واحدًا وعشرين بالمائة ، وهي كافية للحفاظ على التوازن.
الخصائص العامة للأكسجين
- الأكسجين ليس له طعم.
- الأكسجين هو أيضا عديم اللون والرائحة.
- الأكسجين غاز لا يتفاعل أو يتفاعل مع الكهرباء أو الحرارة.
- الأكسجين غاز يذوب في الكحول والماء والعديد من السوائل الأخرى.
- الأكسجين أثقل كثافة من الهواء ، 1.429 جرام لكل لتر.
- آخر حالة معروفة للأكسجين هي الغاز ، ولكن يمكن أن تتغير إلى سائل عند تعرضها لدرجة حرارة -182.96 درجة مئوية.
- ويتحول إلى حالة صلبة عند درجة حرارة 218.4.
استخدام الأكسجين
1- الأكسجين في النقل
- في الطائرات ، تحتاج إلى هواء للطيران لأنه يشكل خمس الغازات ، مما يساعد على توفير الضغط أثناء الطيران.
- تحتاج الصواريخ والسيارات إلى الأكسجين السائل لزيادة معدل احتراق الوقود.
- في حالة الغواصات ، يستخدم بيروكسيد الهيدروجين لتشغيل المحركات قبل وصولها إلى السطح.
2- استخدام الأكسجين في تنقية المياه الملوثة
تعمل البكتيريا والكائنات الدقيقة مع الأكسجين لقتل الكائنات الطفيلية والبكتيرية التي يمكن أن تكون سامة.
3- الأكسجين في المرح
- قدمت بعض المنظمات الأكسجين المنكه ، على الرغم من رفض المنظمات الطبية لذلك لأنه لا يخضع للإشراف الطبي وغير آمن.
- وكل ذلك من أجل المتعة وتقليل التوتر وتحسين الحالة المزاجية لمستخدميها.
4- استخدام الأكسجين في عملية التنفس
- تحتاج العديد من الكائنات إلى الأكسجين ، مثل الثدييات.
- تتنفس الكائنات الحية الأكسجين ، الذي يدخل إلى الرئتين ، ويمتصه الدم ، وينتقل إلى الخلايا الأخرى في بقية الجسم ، وهي عملية تسمى التنفس الخلوي.
- إنه يبني الطاقة البشرية من خلال مشاركة الأكسجين والجلوكوز وينتج ثاني أكسيد الكربون.
- يحتاج بعض المرضى إلى الأكسجين عندما لا يستطيعون التنفس بشكل طبيعي.
- يتم استخدامه من قبل بعض مرضى سرطان الرئة.
- تستخدم أطقم الغواصات خزانات الأكسجين إذا كانت الغواصة بها ثقب تحت الماء.
- إذا كان هناك ثقب في الطائرة ، فإن الأكسجين يساعد الركاب.
5- الأكسجين كمبرد
- يستخدم مستخدمو الكمبيوتر الأكسجين كمبرد للمعدات ويستخدم أيضًا كمبرد في أنظمة الصواريخ.
- يتميز الأكسجين السائل بقدرته على التبريد لأن درجة حرارته ليست عالية وكثافته منخفضة.
استخدام الأكسجين كغاز مضغوط
يستخدم الأكسجين في المسامير والمثاقب والرشاشات لأنه يعتبر غازًا مضغوطًا وتحتاج هذه الأدوات إلى هواء مضغوط.
1- الاستخدام الصناعي للأكسجين
- يمكن استخدام الأكسجين في اللحام نظرًا لقدرته على خفض درجة حرارة اللهب.
- يستخدم الأكسجين في إنتاج الصلب والمركبات غير المرغوب فيها في الفولاذ.
- يمكن استخدامه في إنتاج بعض المركبات مثل الميثانول والأسيتيلين.
2- الأكسجين كمؤشر بيئي
يستخدم العلماء الأكسجين لضمان نقاء الماء وصلاحيته ، لذلك يجب أن يكون مستوى الأكسجين مناسبًا لأنه إذا كان مرتفعًا ، يمكن أن يقتل الكائنات الحية.
3- استخدام الأكسجين في المجال الطبي
- يجب أن تحتوي المستشفيات على أسطوانات أكسجين لعلاج المرضى وخاصة مرضى سرطان الرئة.
- يتم استخدامه في حاضنات الأطفال ، وخاصة الأطفال حديثي الولادة الذين لم يكتمل نموهم عند الولادة.
- يجب تنظيم الكمية حتى لا يتلفها صقر الأكسجين.
4- الهواء
- الهواء ضروري للحياة ولا يمكن للحياة أن توجد بدونه لأن جميع الكائنات الحية تعتمد عليه بشكل أساسي.
- إذا اختفى الأكسجين لأي سبب من الأسباب ، فسيؤدي ذلك إلى موت جميع الكائنات الحية.
- يوجد الهواء أيضًا في كل مكان في مياه الأنهار والمحيطات والبحار وبين الكهوف والصخور والكهوف.
- نشعر أحيانًا بنقص الرياح ، وعدم وجود أكسجين ، ولكنه موجود بالفعل ، لكننا لا نشعر به لأنه خفيف.
5- معنى الهواء
- الهواء مهم جدًا لتنفس جميع الكائنات الحية.
- يساعد في بناء النباتات.
- تولد دورات الرياح أيضًا الكهرباء.
- يساعد في حرق الوقود.
- تحمي الأرض من الأشعة الضارة وتنقل الأشعة المرئية.
- يساعد في نقل الصوت ويحمي الأرض من النيازك.
- يعمل على الحفاظ على درجة حرارة الأرض وينتج الخل ويوزع درجات حرارة الأرض
6- نسبة الغازات في الهواء
- يتكون الهواء من ثمانية وسبعين بالمائة من النيتروجين.
- الأكسجين هو واحد وعشرون بالمائة.
- هناك غازات خاملة ، مثل الأرجون ، والتي تشكل 97٪.
- وثاني أكسيد الكربون الذي يشكل ثلاثة بالمائة.
- مع بعض بخار الماء غير ثابت.
8- مكونات الغلاف الجوي
- يتكون من ثاني أكسيد الكربون وستة وأربعون جزءًا من الألف في المائة.
- الأرجون ، ويمثل تسعمائة وأربعة وثلاثين ألف بالمائة.
- النيتروجين ، الذي يشكل ثمانية وسبعين بالمائة ، هو العنصر الأكثر وفرة في الهواء.
- النسبة المئوية للأكسجين ثلاثة وعشرون وخمسة عشر من المئة من المئة.
9- تكوين الغلاف الجوي
- ينقسم الغلاف الجوي حسب الاختلافات الحرارية وهي كالتالي
- يصل ارتفاع الكرة الدوارة إلى ستة عشر كيلومترًا فوق مستوى سطح البحر وتحتوي على ثمانين بالمائة من الهواء.
- يصل ارتفاع هذه الطبقة عند خط الاستواء إلى سبعة عشر كيلومترًا وعند القطبين سبعة كيلومترات.
- يتميز بدرجات حرارة متغيرة.
- النجم الأوسط وهو على بعد حوالي خمسة وثمانين بالمائة من النجم الدوار.
- أعلى جسم كروي ، يبعد حوالي 50 كم عن جسم كروي دوار ويحتوي على الأوزون.
- الفضاء على بعد أربعمائة إلى خمسة وتسعين كيلومترًا.
- كروي حراري ، يبعد حوالي أربعمائة وخمسين مسافة عن الكرة المركزية.
- الفضاء غير الكوكبي ، على بعد حوالي تسعمائة كيلومتر.
10- خواص الهواء
- ليس لها شكل محدد ، فهي تحتل الحاوية التي تحتويها.
- نلاحظ كتلة الهواء ونجدها بمقارنة كرة فارغة مع كرة مليئة بالهواء. الكرة الممتلئة لها كتلة أكبر من الكرة الفارغة.
- الهواء قابل للانتشار ، على سبيل المثال عندما نضع فم بالون مملوء بالهواء في فم بالون فارغ ، يتحرك الهواء في البالون الفارغ.
- يمكن أن تتمدد بالحرارة وتتقلص مع البرودة.
- والدليل على ذلك أننا إذا أحضرنا وعاءًا ووضعنا فيه ماءً وبالونًا على سطح الماء ثم وضعناه على الموقد ، فإننا نلاحظ أن البالون يتضخم مع ارتفاع الهواء وبالتالي ينفخ البالون.
- إنه ليس موصل للكهرباء.
- إنه قابل للتوسيع والضغط.
- ليس لها لون أو رائحة أو طعم.
كيف يتكون الهواء؟
- يتكون الهواء نتيجة الحركة الصاعدة للغازات الخفيفة.
- تظل هذه الغازات عائمة في الفراغ بسبب جاذبية الأرض لأن الجاذبية تمنع الغازات من الهروب من الغلاف الجوي.
- تتجمع هذه الغازات بنسب مختلفة لتكوين الهواء.
أسباب حركة الهواء
- يتكون الهواء من مجموعة من الجزيئات الصغيرة التي تتحرك بشكل عشوائي.
- عندما تقوم أشعة الشمس بتسخين الأرض وتسخين جزيئات الهواء ، يصبح الهواء أكثر عشوائية ويبدأ في التوسع والانتشار.
- يؤدي هذا إلى ارتفاع الهواء وتقليل كثافته.
- ينزل الهواء البارد ويرتفع الهواء الساخن وهذا يساوي الضغط الجوي.
في الختام قدمنا لكم كل المعلومات حول أهمية الأكسجين واستخدامه ومكوناته ، ولذلك يجب على كل منا أن يهتم بزراعة الأشجار حتى يتجدد مستوى الأكسجين في الهواء باستمرار.