Sabem que l'oxigen és un gas que necessitem per respirar i que és un dels condicionants perquè la vida es pugui desenvolupar tal com la coneixem. Les propietats de l'oxigen són múltiples i innecessàries per a nosaltres. Tot i això, moltes persones les desconeixen.
Per això, dedicarem aquest article a explicar-te quines són les principals propietats de l'oxigen, les seves característiques i molt més.
Què és l'oxigen
L'oxigen és un element químic que es classifica com a no metàl·lic. Normalment es troba en estat gasós i és abundant a l'atmosfera terrestre. De fet, comprèn al voltant del 20,8% del volum actual de l'atmosfera en la forma molecular, O2. A l'univers és el tercer element més abundant, després de l'hidrogen i l'heli. L'oxigen és un component crucial per a la vida tal com ho entenem, i és particularment important en la formació de molècules d'aigua, H2O, quan es combina amb hidrogen.
A causa de la seva naturalesa altament reactiva, l'oxigen (O) rares vegades es troba en la seva forma elemental. En canvi, normalment s´uneix amb altres àtoms d´oxigen per formar molècules o reacciona amb altres elements per formar compostos químics.
Normalment, la molècula d'oxigen es troba en estat diatòmic (O2) sota pressió i temperatura ambient estàndard. No obstant això, en determinades circumstàncies ambientals, pot existir com a molècula triatòmica (ozó O3). Per exemple, la molècula d'ozó a l'estratosfera es crea mitjançant la descomposició de l'O2 per la llum ultraviolada. D'altra banda, l'ozó a la troposfera es produeix com a resultat d'interaccions fotoquímiques entre òxids de nitrogen i compostos orgànics volàtils.
A causa de la seva alta reactivitat, els àtoms d'aquest particular element es poden trobar en una àmplia gamma de compostos orgànics i inorgànics a tot el planeta, existint en diversos estats de la matèria. Com a resultat, és un element extremadament freqüent tant al món com a l'univers.
Propietats de l'oxigen
Aquestes són les propietats de l'oxigen més conegudes i útils:
- Símbol químic i nombre atòmic: L'oxigen es representa amb el símbol «O» a la taula periòdica i té un nombre atòmic de 8, la qual cosa significa que té 8 protons al nucli.
- Estat físic: A temperatura ambient, l'oxigen es troba en estat gasós, i forma la molècula O2. Aquesta és la forma més comuna d'oxigen a l'atmosfera terrestre.
- Incolor, inodor i insípid: L'oxigen és un gas sense color, sense olor i sense sabor perceptible, cosa que significa que no podem detectar-ho a través dels nostres sentits.
- Reactivitat: L'oxigen és altament reactiu. Pot reaccionar amb una àmplia varietat de substàncies i aquesta propietat és fonamental en processos de combustió i en la respiració d'organismes vius.
- Suport de la vida: L'oxigen és essencial per a la respiració aeròbica de la majoria dels éssers vius, incloent-hi els éssers humans. En aquest procés, l'oxigen és utilitzat per les cèl·lules per produir energia.
- combustió: L'oxigen és necessari per a la combustió. Quan es combina amb substàncies combustibles, com ara el carboni en un procés d'oxidació, produeix calor i llum. Això és fonamental a la indústria ia la cuina, per exemple.
- Solubilitat: L'oxigen és soluble en aigua, cosa que permet que els organismes aquàtics, com els peixos, puguin obtenir-lo de l'aigua per respirar-los. Aquesta propietat és similar a la solubilitat d'altres elements a l'aigua, com el nitrogen, que pots conèixer detalladament al nostre article sobre propietats del nitrogen.
- densitat: L'oxigen és més dens que l'aire, cosa que significa que tendeix a acumular-se a la part inferior d'espais tancats. Aquesta propietat té implicacions a la seguretat en entorns industrials.
- Aplicacions industrials: L'oxigen s'utilitza en diverses aplicacions industrials, com ara la soldadura i el tall de metalls, la producció d'acer i vidre i en la fabricació de productes químics. Si voleu conèixer més sobre les propietats d'altres elements, podeu consultar les nostres pàgines sobre propietats de l'alumini o canvis químics de la matèria.
- Efectes mediambientals: L'oxigen és essencial en processos naturals com l'oxidació de matèria orgànica en descomposició i la formació de capes d'ozó a l'estratosfera, que protegeixen la Terra de la radiació ultraviolada. Aquest darrer aspecte està relacionat amb la importància del ozó a la nostra atmosfera.
Origen i descobriment
Si bé alguns atributs de l'oxigen van ser reconeguts des de l'antiguitat a través de l'estudi de l'aire, no va ser fins al 1772 que Carl Wilhelm Scheele, un farmacèutic suec, va descobrir l'oxigen com a element. Durant un experiment en què es cremava òxid de mercuri, va observar l'alliberament d'aire del foc.
Durant el mateix període, hi va haver altres científics que també van fer un descobriment semblant al de Joseph Priestley, un clergue britànic. Van fer experiments comparables i li van donar el nom d'«aire desflogistitzat».
Després de les activitats inicials, Antoine de Lavoisier va dedicar els seus estudis a l'anàlisi de l'oxidació i la combustió. Va desacreditar la creença anterior sobre l'existència del «flogist», una suposada substància que es troba a tots els combustibles. En canvi, va postular l'existència d'un element químic nou: l'oxigen.
John Dalton va crear la seva teoria atòmica el 1808. Aquesta teoria postulava que cada element químic constava d'un sol àtom i que la menor quantitat possible de cada element s'utilitzava per formar compostos. Dalton creia que la fórmula química de l'aigua era HO, encara que més tard es va descobrir que això era incorrecte. La fórmula real de laigua és H2O.
El 1877, els físics Raoul Pictet i Louis Paul Cailletet van aconseguir adquirir oxigen líquid, encara que la quantitat era insuficient per examinar-ho. Tot i això, el químic James Dewar va poder aconseguir una quantitat suficient d'oxigen líquid per a la seva posterior anàlisi el 1891. El 1895, es va establir la tècnica inicial per fabricar oxigen líquid amb valor comercial.
Altres propietats de l'oxigen
En circumstàncies típiques de temperatura i pressió, l'oxigen passa desapercebut a la seva aparença i no té color, olor ni sabor. L'oxigen és més soluble en aigua que el nitrogen: l'aigua dolça té uns 6,04 ml d'oxigen per litre i l'aigua de mar té 4,95 ml per litre.
A una temperatura de -182,95 °C, l'oxigen pot patir una transformació del seu estat gasós al seu estat líquid, procés conegut com a condensació. A una temperatura encara més baixa, -218,79 °C, es pot transformar de líquid a sòlid o congelar-se. Durant aquest procés, l'oxigen adquireix un to blau subtil.
Els isòtops d'oxigen són un aspecte important de la investigació científica. Aquests isòtops són variacions d'àtoms d'oxigen amb diferent nombre de neutrons, cosa que provoca variacions a la massa atòmica. Es fan servir en diversos camps, inclosos la geologia, la climatologia i la biologia.
En geologia, els isòtops d'oxigen s'utilitzen per estudiar el paleoclima i els paleoambients examinant les proporcions d'isòtops d'oxigen a les roques sedimentàries. En climatologia, s'utilitzen per estudiar canvis climàtics passats mesurant les proporcions d'isòtops d'oxigen als nuclis de gel. A més, en biologia, els isòtops d'oxigen es fan servir per rastrejar els patrons de migració dels animals i comprendre com els animals s'adapten a diferents entorns.
Espero que amb aquesta informació pugueu conèixer més sobre les propietats de l'oxigen i les seves característiques.