- елемент, необхідний для існування життя на нашій планеті.
Кисень (від лат. Oxygenium) - хімічний елемент у Періодичній системі елементів, який має позначку О і протонне число 8. Кисень - основний компонент повітря, яким ми всі дихаємо. Джерелом кисню для атмосфери є процеси фотосинтезу. Дві третини кисню виробляють наземні рослини (тропічні ліси є значним джерелом), а решта третини - морськими рослинами (переважно морськими водоростями). Молекулярний кисень O2 вперше з’явився на Землі у більших кількостях під час палеопротерозою (2500 - 1600 млн років тому) в результаті метаболізму анаеробних організмів. Слово кисень походить від двох слів по-грецьки: οξυς (оксис) (кислий, гострий) та γεινομαι (geinomai) (нерест).
Характеристика
При стандартній температурі та тиску кисень виникає як двовалентна молекула O2, в якій два атоми кисню з’єднані між собою. Кисень - безбарвний газ. У рідкому і твердому стані він має світло-блакитний колір. Він мало розчинний у воді. Цей факт має велике значення для життя водних організмів, оскільки дозволяє їм дихати. Кисень - дуже реактивний елемент. Реакції синтезу кисню найчастіше екзотермічні.
Основна властивість кисню полягає в тому, що він діє як сильний окислювач. За винятком галогенів, рідкісних газів та деяких благородних металів, кисень безпосередньо поєднується з усіма елементами. Зазвичай для початку згаданих реакцій потрібна більш висока температура, але тоді вже виділеної теплоти реакції достатньо, щоб вони протікали спонтанно. Якщо екзотермічні реакції речовин з киснем супроводжуються розвитком світла, їх називають горінням. Щоб речовина загорілася, її потрібно нагріти до температури займання, яка змінюється в залежності від речовини. Піддаючись теплу, випаровується речовина реагує з киснем, виділяючи таку велику теплоту реакції, що тверді компоненти газів, що згоряють, нагріваються і запалюються. Потім додаткові кількості речовини випаровуються променевим теплом, спалюються тощо, поки речовина не згорить.
Кисень як діоксиген (двовалентна молекула O2) найпоширеніший на Землі.
• Газ кисню становить 21 об’ємний об’єм в атмосфері. Океанська вода, яка займає 2/3 земної поверхні, складається з 86% ваги кисню.
• У земній корі кисень є основним елементом, він присутній майже у всіх гірських породах. Його вміст оцінюється в 46 - 50% за вагою. У глибоких шарах земного тіла вміст кисню зменшується, і передбачається, що він присутній у земному ядрі лише в слідах.
• Оксиген значно менший у просторі. На 1000 атомів водню припадає лише один атом кисню.
На додаток до звичайних двоатомних молекул O2, кисень також зустрічається у вигляді триатомної молекули, такої як озон O3. У звичайних умовах це високореактивний газ блакитного кольору та характерного запаху з надзвичайно сильним окислювальним ефектом. При -112 ° C він конденсується до рідкого темно-синього озону, а при -193 ° C утворюється червоно-фіолетовий твердий озон. Отримати озон порівняно легко за допомогою тихого електричного розряду в атмосфері чистого кисню. Це створює суміш кисню та озону, де вміст О3 зазвичай досягає 10%. Чистий озон можна отримати шляхом дробової перегонки цієї газоподібної суміші.
• У медицині використовується для стерилізації інструментів. Ефекти відносно популярної сьогодні озонотерапії, яка, на думку її прихильників, повинна призвести до регенерації клітин і тканин, є дещо спірною. Противники цього методу вказують на можливі ризики подібних процедур омолодження через високу реакційну здатність та токсичність озону.
• Бактерицидна дія озону використовується для дезінфекції питної води замість раніше часто використовуваного дезінфікуючого засобу газоподібних газів хлором або гіпохлоритом.
• Сильний окислювальний ефект озону дуже часто використовується у паперовій промисловості для відбілювання целюлози для виробництва паперу.
Озоновий шар
Надзвичайно важливу роль для земного життя відіграє т. Зв озоновий шар атмосфери, який захищає планету від ультрафіолетового сонячного світла. Це частина стратосфери на висоті 25-35 км над земною поверхнею, в якій спостерігається значно збільшене співвідношення озону до звичайного двоатомного кисню.
Приземний озон
Протилежністю життєво корисного озону в стратосфері є озон на рівні землі, який відбувається безпосередньо над земною поверхнею. Цей газ небезпечний для здоров’я людини, викликає подразнення та респіраторні захворювання, збільшує ризик нападів астми, подразнення очей та головного болю. Ми спостерігаємо посилене утворення приземного озону, особливо в спекотні літні дні в населених пунктах з високою концентрацією вихлопних газів від автомобільних двигунів, де вміст оксидів азоту та газоподібних вуглеводнів у повітрі зростає. Це явище називають сухим смогом, а за його частою появою також і смогом у Лос-Анджелесі. В останні роки всі пасажирські автомобілі оснащені каталізаторами, які перетворюють оксиди азоту в інертний газ азоту та токсичний окис вуглецю у відносно нешкідливий CO2.
Впровадження цих заходів дозволило знизити концентрацію приземного озону у великих промислових центрах на кілька десятків відсотків.
Нещодавно в чотириатомній молекулі була виявлена нова форма кисню - тетраоксиген (O4), темно-червоний колір у твердому стані в результаті тиску 20 ГПа. Його властивості вивчаються для використання в ракетному паливі та подібних сферах застосування, оскільки він є набагато сильнішим окисником, ніж O2 або O3.