رنگ اکسیژن چیست؟ چرا ما، از جمله تمام اشکال زندگی، نمی توانیم بدون آن زندگی کنیم؟ چه چیزی در مورد این عنصر خاص است؟ ممکن است خودتان این سؤالات را پرسیده باشید – و همینطور بسیاری دیگر.

در واقع، اکسیژن یکی از فراوان‌ترین عناصر شیمیایی روی این سیاره است و از زمان کشف رسمی آن در سال 1773 توسط کارل ویلهلم شیله و جوزف پریستلی، دانشمندان را گیج کرده است. وقتی بعداً به برخی از حقایق در مورد اکسیژن برسیم، دلیل این را رسمی گفتم.

در ارتباط با گروه کالکوژن، اکسیژن مولکولی، دی اکسیژن یا O2، یک ترکیب کووالانسی بسیار فرار است.

همانطور که به نظر می رسد، کشف اکسیژن کلیدی برای توسعه علم شیمی بود: در واقع، فرآیند انتزاع الکترون از یک مولکول، به نام فرآیند شیمیایی اکسیداسیون، نام خود را از این عنصر گرفته است. این به دلیل این واقعیت است که اکسیژن عنصری ظرفیت تشکیل “اکسید” با اکثر عناصر شیمیایی را دارد.

از نظر فنی، این عنصر همچنین سومین عنصر فراوان در جهان است که به ترتیب پس از هیدروژن و هلیوم قرار دارد.

از این رو، در این مقاله با چند واقعیت در مورد این عنصر شیمیایی جذاب آشنا خواهید شد. ما می خواهیم به خواص فتوشیمیایی آن (یعنی رنگ آن) بپردازیم. اما همچنین، امیدواریم چیزهای جدیدی را برای افزودن به دانش خود کشف کنید. بیا شروع کنیم.

خواص عمومی اکسیژن

ابتدا نگاهی به خواص فیزیکی و شیمیایی اکسیژن مولکولی خواهیم داشت.

اکسیژن یک گاز بی رنگ و بی مزه در شرایط عادی است. این ترکیب شیمیایی عملاً بی بو است. با این حال، مردم بیان کرده اند که در واقع می توان بین هوا یا اکسیژن خالص تمایز قائل شد. اگر بوی اکسیژن وجود دارد، ممکن است به دلیل خستگی بویایی آن را بو نکنیم.

همانطور که قبلا ذکر کردیم، رایج ترین شکلی که عنصر اکسیژن می گیرد، اکسیژن مولکولی، دی اکسیژن یا به سادگی O2 است.

مولکول‌های دی‌اکسیژن که در شرایط استاندارد به شکل گاز یافت می‌شوند، توسط دو اتم اکسیژن تشکیل شده‌اند که از طریق پیوند کووالانسی به یکدیگر متصل هستند.

با این حال، اکسیژن همیشه به شکل گاز نیست.

 

مانند بسیاری از ترکیبات شیمیایی، تحت شرایط خاصی که در مورد آن صحبت می کنیم، می تواند به حالت های مختلف ماده منتقل شود.

مایع Oاکسیژن

Lاکسیژن مایع شکل متراکم دی‌اکسیژن است. امروزه از اکسیژن مایع در بسیاری از صنایع مانند زیردریایی، هوا فضا و یا در پزشکی استفاده می شود.

در سال 1877، اکسیژن مایع برای اولین بار توسط Louis Paul Cailletet (فرانسه) و Raoul Pictet (سوئیس) کشف شد. این پس از آن بود که مایکل فارادی بیشتر گازهای شناخته شده در سال 1845 را به مایع تبدیل کرد، اما با 6 مورد از آنها که در آن زمان به عنوان “گازهای دائمی” شناخته می شدند، نتوانست این کار را انجام دهد. اکسیژن یکی از آن گازها بود.

کمی چگال تر از آب در حالت مایع، O2 مایع دقیقاً 1.141 گرم بر سانتی متر مکعب چگالی دارد. در نقطه انجماد 54.36 کلوین (361.82- درجه فارنهایت یا -218.79 درجه سانتیگراد)، به یک جامد تبدیل می شود.

علاوه بر این، اکسیژن مایع پارامغناطیس است، نوع خاصی از مغناطیس. مواد پارامغناطیس (مانند اکسیژن مایع) به سمت میدان مغناطیسی خارجی جذب ضعیفی می‌شوند. آزمایش را در این ویدیو ببینید:

 

 

اکسیژن همچنین یک عامل اکسید کننده است زیرا می تواند مواد آلی یا معدنی (مانند فلزات) را به راحتی اکسید کند. از زمان اختراع آن در سال 1926 توسط رابرت گدارد، در واقع به عنوان عامل اکسید کننده در موشک های با سوخت مایع استفاده می شود.

جامد Oاکسیژن

تحت فشار استاندارد اتمسفر و در دماهای زیر 54.36 K (361.82- درجه فارنهایت، 218.79- درجه سانتیگراد)، دی اکسیژن از گاز به جامد تبدیل می شود و یک کریستال اسپین شبکه تشکیل می دهد. همچنین در این حالت، اکسیژن دو اتمی یکی از معدود مولکول های کوچکی است که یک گشتاور دوقطبی مغناطیسی را حمل می کند.

رنگ و خواص اکسیژن در کشورهای مختلف

حال سوال این است:

رنگ اکسیژن چیست؟? خب، اکسیژن گازی بی رنگ است. با این حال، هنگامی که به شکل مایع است، به رنگ آبی آسمانی کم رنگ می آید.

در رنگ اکسیژن جامداز سوی دیگر، از آبی روشن، صورتی تا آبی کمرنگ، آبی کمرنگ، نارنجی، قرمز تیره تا مشکی و فلزی در شش فاز مختلف ممکن متغیر است.

شما اساساً می توانید دی اکسیژن جامد را در 6 فاز مختلف داشته باشید. و هر کدام رنگ خاصی را نشان می دهند.

چرا اکسیژن مایع آبی است؟

مانند آنچه برای آب اتفاق می افتد (که اتفاقاً آبی نیز است!)، انتقال انرژی الکترون ها در اکسیژن (که علت مغناطیس پارا مغناطیس آن نیز هستند) نور را در طیف قرمز جذب می کنند. بنابراین نور قرمز تا حدی جذب می شود و رنگ مکمل آن را به ماده می دهد: آبی.

اگر اطلاعات بیشتری می خواهید، این مقاله در مجله آموزش شیمی شما را تحت پوشش قرار می دهد.

حقایق دیگر در مورد اکسیژن

اکسیژن یک عنصر شیمیایی جذاب است. جدا از خواص فیزیکی و شیمیایی، تاریخچه شگفت انگیزی نیز دارد. بیشتر به دانش جدید خود اضافه کنید و برخی از حقایق زیر را در زیر هضم کنید.

اگر حتی بیشتر تشنه هستید، حتماً توضیحات ما در مورد 100 واقعیت شیمی را بررسی کنید!

چه کسی اکسیژن را کشف کرد؟

سوال “چه کسی” تنها باعث سردرگمی می شود زیرا منابع ممکن است متفاوت باشد.

اولین اشاره به اکسیژن در مطالعه 1604 مایکل سندیوگیوس است. یک فیلسوف، پزشک و کیمیاگر لهستانی، به او اشاره کرد که هوا حاوی ماده ای به نام «سیبوس ویتا» است که به معنای غذای زندگی است.

با این حال، اکثر محققان می گویند که کاشف واقعی اکسیژن کارل ویلهلم شیله، داروساز سوئدی است. بین سال‌های 1771 و 72، شیل نمک‌های فلزی مختلف از جمله چندین نیترات را آزمایش کرد. Scheele انتشار یک عامل احتراق ناشناخته در آن زمان را کشف کرد.

شیل در دستنوشته خود نوشت: رساله در هوا و آتشمشاهدات او در مورد به اصطلاح “گاز آتش” که از گرم کردن نیترات آزاد می شود. او یافته های خود را در سال 1775 ارائه کرد و دو سال بعد آنها را منتشر کرد.

با این حال، در همان زمان، جوزف پریستلی، یک روحانی بریتانیایی با نام مناسب، مشاهده کرد که اکسید جیوه در یک لوله شیشه‌ای، پس از قرار گرفتن در معرض نور خورشید، گازی را آزاد می‌کند که او آن را «هوای تخلیه‌شده» می‌نامید. او همچنین خاطرنشان کرد که شمع‌ها در هوای دفلوژیستیک روشن‌تر می‌سوزند و موش حتی پس از قرار گرفتن در معرض آن بیشتر عمر می‌کند. او همچنین سعی کرد آن را تنفس کند و خاطرنشان کرد که مانند تنفس هوای معمولی است. پریستلی این یافته ها را در مقاله خود در سال 1775 به نام منتشر کرد گزارشی از اکتشافات بیشتر در هوا.

در یک یادداشت متفاوت، آنتوان لاووازیه نیز ادعا کرد که به طور مستقل این ماده را کشف کرده است. لاووازیه و پریستلی هر دو مکاتباتی را رد و بدل کردند و نظرات خود را به اشتراک گذاشتند. با این حال، اولی دریافت هر گونه نامه ای از کارل ویلهلم شیله را تکذیب کرد.

منشاء اکسیژن در زمین از کجاست؟

اکسیژن به عنوان فراوان ترین عنصر در سراسر جهان در رتبه سوم قرار دارد. با این حال، این تنها حدود 1٪ از اکسیژن را تشکیل می دهد، زیرا دو عنصر اصلی، هیدروژن و هلیوم، به ترتیب 75٪ و 23٪ از کل جهان را تشکیل می دهند.

اما در طول شکل گیری زمین نسبتا کمیاب بود.

بر اساس نظریه‌ها، اشکال اولیه سیانوباکتری‌ها اکسیژن تولید کرده و آن را به جو سیاره ما قبل تاریخ اضافه کرده‌اند. مانند گیاهان امروزی، این موجودات از فتوسنتز به عنوان نوعی رزق استفاده می کردند. برای میلیون‌ها سال، آن‌ها دی‌اکسید کربن را جذب کردند و اکسیژن آزاد کردند – یک رویداد بزرگ به نام رویداد بزرگ اکسیداسیون.

اثر O2 در خون چیست؟

اکسیژن برای عملکردهای بدن ما بسیار مهم است. بدون آن، ما دوام زیادی نخواهیم داشت. اکسیژن نه تنها منبع اصلی انرژی است که فعالیت تمام سلول‌های بدن ما را تامین می‌کند، بلکه چندین عملکرد ثانویه دیگر نیز دارد، مانند یک عامل بافر – کنترل سطح pH ما.

میانگین سطح O2 خون حدود 75-100 میلی متر جیوه یا میلی متر جیوه است. زمانی که به زیر نرمال می رسد، ممکن است دچار تنگی نفس شویم. به همین ترتیب، خون ما به دلیل افزایش دی اکسید کربن خون یا CO2 اسیدی می شود.

حالا اگر O2 خون افزایش یابد چه؟ ما هیپراکسی را تجربه خواهیم کرد، که در صورت تشدید، ممکن است منجر به سمیت اکسیژن شود. این وضعیت همچنین ممکن است آسیب شدیدی به بدن شما وارد کند.

چرا وقتی اکسیژن خون کم می شود آبی می شویم؟

قرمز روشن است رنگ خون اکسیژن دار به دلیل پروتئین، هموگلوبین. با این حال، زمانی که فردی هیپوکسی را تجربه می کند، هموگلوبین به گلبول های قرمز خون متصل نمی شود و در نتیجه رنگ تیره تری ایجاد می کند و ما را مایل به آبی نشان می دهد.

اساساً، اکسیژن یک کمپلکس هماهنگی با گروه «هم» روی هموگلوبین تشکیل می‌دهد. این مجموعه قرمز رنگ است، در حالی که هموگلوبین آزاد در واقع آبی است.

چرا اتم های اکسیژن معمولاً به رنگ قرمز نشان داده می شوند؟

اگر با مدل‌های مولکولی آشنا هستید (و باید!)، مطمئناً می‌دانید که اتم‌های اکسیژن معمولاً قرمز رنگ هستند.

با توجه به اینکه این رنگ‌ها (سیستم رنگ‌آمیزی CPK) معمولاً از رنگ خود عناصر الهام می‌گیرند (هیدروژن سفید است زیرا همیشه بی رنگ است، کربن به دلیل ذغال سیاه است، پودر گوگرد زرد است…) پس از هر چیزی که داریم، به نظر می‌رسد که این رنگ‌ها غیرمعمول به نظر می‌رسد. فقط توضیح داد

الهام از رنگ آمیزی سنتی اتم های اکسیژن به رنگ قرمز چندان واضح نیست. این احتمالاً مربوط به اکسیژن مورد نیاز برای احتراق است (و آتش قرمز است)، یا به دلیل واقعیت قبلی که به آن پرداختیم: اکسیژن باعث می شود هموگلوبین قرمز روشن به نظر برسد!

به جمع بندی

و این بحث ما را در مورد این عنصر به پایان می رساند.

بنابراین رنگ اکسیژن چیست، شما بگو؟ خوب، پاسخ این است: بستگی به وضعیت فیزیکی و شیمیایی آن دارد. در حالت گاز بی رنگ است. آبی کم رنگ یا آسمانی در حالت مایع و سایه های آبی، قرمز و سیاه-فلزی در حالت جامد.