اکسیژن یک گاز کالکوژن غیر فلزی است که با حرف اختصاری O نشان داده می شود و توسط فردی به نام “جوزف پریستلی” در سال 1774 کشف شد؛ البته قبل از آن فردی به نام “کارل اسکیل” در سوئد در سال 1771 هم در مورد اکسیژن صحبت کرده بود؛ اما تا سال 1777 چیزِ رسمی منتشر نکردند.
اکسیژن استاندارد بدون رنگ، بدون طعم و بدون بو است. نام آن را از یک کلمه یونانی گرفته اند که به معنای اسید و ژن هایی است که قابل شکل پذیری هستند.
“پریستلی” ترکیبات مختلفی که شامل منگنز اکسید، جیوه اکسید و پتاسیم نیترات بود را حرارت داد و متوجه شد گازی تولید می شود که نام آن را آتشِ هوا گذاشت و بعد از آن جیوه اکسید را با استفاده از نور خورشید روی یک لیوان شیشه آهنربایی گرم کرد؛ سپس از جیوه گازی آزاد شد که باعث می شد زود تر از حالت معمول بسوزد و بعد؛ آزمایشاتی را روی آن انجام داد.
بعد از آن یک عدد موش را داخل شیشه قرار دادند؛ شیشه ای که داخل آن گاز اکسیژن وجود داشت و توقع داشتند که موش فقط یک دقیقه زنده بماند؛ اما به خاطر وجود اکسیژن تا یک ساعت زنده ماند.
نامگذاری اکسیژن
“انتواین لاووزیر” فردی بود که اکسیژن را نام گذاری کرد. آزمایشات زیادی را مانند “پریستلی” انجام داد تا چیز های زیادی در مورد این گاز بداند و متوجه شد که هوا از 20 درصد اکسیژن ساخته شده و آن را با یک ماده آتش زا هم ترکیب کرد؛ سپس متوجه شد که مقدار گاز تولید شده از جیوه اکسید برابر با وزن از دست رفته جیوه اکسید می باشد و وقتی که مواد با اکسیژن واکنش نشان می دهند، وزنی مشابه با وزن از دست رفته شان در هوا می گیرند. او از این آزمایش متوجه واکنش های شیمیایی شد.
کشف اولیه اکسیژن
دانشمندان زیادی متوجه وجود ماده ای با همین ویژگی ها به عنوان اکسیژن شدند. بعضی از کشف های اولیه مربوط به کشف هایی مانند کشف “لئوناردو داوینچی” در سال هزار و 550 بود که متوجه شد درصدی از هوا در تنفس ما دخیل است.
بعد از آن؛ در سال 1365 “رابرت هوک” متوجه شد که پتاسیم نیترات حاوی ماده ای است که در هوا وجود دارد. در سال 1368 “جان مایو” متوجه وجود گاز اکسیژن در هوا شد و این کشفیات ادامه پیدا کرد.
در ادامه چند واقعیت سریع در مورد اکسیژن آورده شده است.
- اکسیژن سمی نیست؛ اما در غلظت بالا ممکن است خطرناک باشد.
- به راحتی داخل آب سرد حل می شود و حل شدن آن در آب سرد راحت تر از آب گرم است.
- اکسیژن با فتوسنتز در هوا ذخیره می شود و حلال پذیری بیشتری نسبت به نیتروژن در آب دارد و در آب تازه نسبت به آب دریا حلال پذیری بیشتری خواهد داشت.
- اکسیژن عاملی برای زندگی و حیات است و اکثر موجودات؛ برای زنده ماندن به اکسیژن نیاز دارند.
- حیوانات و گیاهان برای تنفس به اکسیژن نیاز دارند.
- گاز اکسیژن بی رنگ، بی بو و بی مزه است.
- رنگ اکسیژن مایع و جامد آبی کم رنگ است.
- اکسیژن همچنین در رنگ های دیگر از جمله قرمز، صورتی، نارنجی و سیاه نیز وجود دارد. حتی نوعی اکسیژن وجود دارد که شبیه فلز است!
- اکسیژن یک فلز نیست.
- گاز اکسیژن به طور معمول مولکول دو ظرفیتی O2 است. ازن، O3، شکل دیگری از اکسیژن خالص است.
- اکسیژن از احتراق پشتیبانی می کند. با این وجود خود اکسیژن خالص نمی سوزد!
- اکسیژن از نوع مغناطیسی است. به عبارت دیگر، اکسیژن ضعیف جذب یک میدان مغناطیسی می شود، اما مغناطیس دائمی را حفظ نمی کند.
- تقریباً 3/2 از جرم بدن انسان اکسیژن است زیرا اکسیژن و هیدروژن آب را تشکیل می دهند. این امر باعث می شود اکسیژن از نظر جرم فراوان ترین عنصر در بدن انسان باشد. اتم های هیدروژن در بدن شما بیشتر از اتم های اکسیژن است، اما جرم آنها بسیار کم است.
- اکسیژن برانگیخته مسئول رنگ های قرمز روشن و زرد-سبز شفق قطبی است.
- اکسیژن استاندارد وزن اتمی برای سایر عناصر بود تا سال 1961 که با کربن 12 جایگزین شد. وزن اتمی اکسیژن 15.999 است که معمولاً در محاسبات شیمی تا 16.00 گرد می شود.
- هوای خشک حدود 21٪ اکسیژن، 78٪ نیتروژن و 1٪ گازهای دیگر است. در حالی که اکسیژن در جو نسبتاً فراوان است، اما آنقدر واکنش پذیر است که ناپایدار است و باید به طور مداوم توسط فتوسنتز از گیاهان دوباره پر شود.
- اعتقاد بر این است که جثه اکثر موجودات در زمان ماقبل تاریخ بسیار بزرگتر است زیرا اکسیژن با غلظت بالاتری وجود دارد. به عنوان مثال، 300 میلیون سال پیش، سنجاقک ها به اندازه پرندگان بزرگ بودند!
- اکسیژن سومین عنصر فراوان در جهان است. این عنصر در ستاره هایی ساخته شده است که جرم آنها در حدود 5 برابر خورشید ما است. این ستاره ها کربن یا هلیوم را همراه با کربن می سوزانند. واکنشهای همجوشی اکسیژن و عناصر سنگین تری را تشکیل می دهند.
- اکسیژن طبیعی از سه ایزوتوپ تشکیل شده است که اتم هایی با تعداد پروتون یکسان، اما تعداد نوترون های متفاوتی دارند. این ایزوتوپ ها O-16، O-17 و O-18 هستند. اکسیژن -18 فراوانترین ماده است که مسئول 99.762٪ عنصر است.
- تنها دو عنصر است که آنها با اکسیژن ترکیب نمی شود، گازهای نجیب هلیوم و نئون. معمولاً اتم های اکسیژن حالت اکسیداسیون (بار الکتریکی) -2 دارند. با این حال، حالت های اکسیداسیون 2 + ، 1 و 1 نیز شایع هستند.
- آب شیرین حاوی حدود 6.04 میلی لیتر اکسیژن محلول در هر لیتر است، در حالی که آب دریا فقط حاوی 4.95 میلی لیتر اکسیژن است.