No images found for بحث عن الأكسجين
بحث عن الأكسجين
مقدمة
الأكسجين هو أحد العناصر الكيميائية الضرورية لجميع أشكال الحياة المعروفة على الأرض. وهو ثالث أكثر العناصر وفرة في الكون من حيث الكتلة، وثاني أكثر العناصر وفرة في الغلاف الجوي للأرض بعد النيتروجين، ويشكل حوالي 21% من الغلاف الجوي. كما أنه يوجد أيضًا في الماء والتربة وفي العديد من المركبات الكيميائية مثل ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون.
وقد اكتشف الأكسجين عام 1774 ونُسب اكتشافه إلى العالم جوزيف بريستلي، إلا أنه هناك من يرى أن اكتشاف الأكسجين يرجع للعالم كارل شيله، واشتهر الأكسجين أساسًا بأنه غاز ضروري لتنفس الإنسان، وأنه يمنح جسمه الطاقة اللازمة لعمل العمليات الحيوية، ولكن استخداماته اليوم أصبحت تتجاوز حاجة الإنسان إليه كغذاء للجسم، ويدخل الآن في العديد من الصناعات والكثير من المجالات العلمية.
الأكسجين في الطبيعة
يوجد الأكسجين في الطبيعة على شكل غاز، ويشكل 21% من الغلاف الجوي للأرض، وهو ثالث أكثر العناصر وفرة في الكون. وتمثل كمية الأكسجين الموجودة في الهواء والتي تصل إلى ارتفاع 100 كيلومتر حوالي 0.0001% من كتلة المحيط الجوي. وينتج الأكسجين في الطبيعة عن طريق عملية التمثيل الضوئي التي تقوم بها النباتات الخضراء، والتي تعتبر المصدر الرئيسي للأكسجين الحر في الجو، ثم ينتشر الأكسجين من النباتات إلى الكائنات الحية الأخرى عن طريق عملية التنفس، حيث تستخدم الكائنات الحية الأكسجين لإنتاج الطاقة من الطعام.
خصائص الأكسجين
الأكسجين هو غاز عديم اللون والرائحة والطعم، وله صيغة كيميائية O2. وهو ثاني أكثر العناصر وفرة في الكون من حيث الكتلة، وثالث أكثر العناصر وفرة في الغلاف الجوي للأرض. ويبلغ وزنه الذري 16 وله توزيع إلكتروني 1s22s22p4. كما أنه يعتبر من الغازات التي تذوب في الماء بصورة بسيطة، ومن خصائصه الأخرى أنه غاز قابل للاشتعال، وهو مؤكسد قوي ويمكن أن يتفاعل مع العديد من العناصر والمركبات الأخرى. ويمكننا تمثيله في معادلة كيميائية على النحو التالي: O2.
تصنيع الأكسجين
يتم تصنيع الأكسجين عن طريق عدة طرق، منها:
طريقة التقطير الجزئي للهواء: وهي الطريقة الأكثر شيوعًا لإنتاج الأكسجين، وتعتمد على تبريد الهواء إلى درجة حرارة منخفضة جدًا حتى يتحول إلى سائل، ثم يتم فصل الأكسجين عن النيتروجين عن طريق التقطير.
طريقة التحليل الكهربائي للماء: وهي طريقة أخرى لإنتاج الأكسجين، وتعتمد على تمرير تيار كهربائي عبر الماء، مما يؤدي إلى تحلله إلى أكسجين وهيدروجين.
طريقة التحلل الحراري لبعض المواد الكيميائية: مثل برمنجنات البوتاسيوم وكلوريد البوتاسيوم، وذلك من خلال تسخين هذه المواد إلى درجات حرارة عالية.
استخدامات الأكسجين
يُستخدم الأكسجين في العديد من التطبيقات، منها:
الطب: يستخدم الأكسجين في المستشفيات لعلاج المرضى الذين يعانون من مشاكل في الجهاز التنفسي، مثل الربو والالتهاب الرئوي ومرض الانسداد الرئوي المزمن. كما أنه يُستخدم أيضًا في عمليات الجراحة والتخدير.
الصناعة: يستخدم الأكسجين في العديد من الصناعات، مثل صناعة الحديد والصلب وصناعة الزجاج وصناعة البلاستيك وصناعة المواد الكيميائية.
الفضاء: يستخدم الأكسجين في صواريخ الفضاء ومركبات الفضاء لتوفير الهواء للرواد.
الآثار الصحية للأكسجين
الأكسجين ضروري للحياة، لكنه يمكن أن يكون ضارًا إذا تم استنشاقه بتركيزات عالية جدًا. يمكن أن يؤدي استنشاق الأكسجين بتركيزات عالية إلى مجموعة من الآثار الصحية السلبية، منها:
تسمم الأكسجين: يمكن أن يؤدي استنشاق الأكسجين بتركيزات عالية جدًا إلى تسمم الأكسجين، والذي يمكن أن يتسبب في مجموعة من الأعراض، منها السعال وضيق التنفس والغثيان والتقيؤ والتشنجات وفقدان الوعي.
ضرر الرئة: يمكن أن يؤدي التعرض الطويل الأمد للأكسجين بتركيزات عالية جدًا إلى ضرر الرئة، والذي يمكن أن يؤدي إلى ضيق التنفس والسعال المزمن وفقدان الوزن والتعب.
زيادة خطر الإصابة بالحرائق: الأكسجين هو غاز قابل للاشتعال، ويمكن أن يؤدي استنشاقه بتركيزات عالية جدًا إلى زيادة خطر الإصابة بالحرائق.
الخلاصة
الأكسجين هو غاز ضروري للحياة، لكنه يمكن أن يكون ضارًا إذا تم استنشاقه بتركيزات عالية جدًا. ويوجد الأكسجين في الطبيعة على شكل غاز، ويشكل 21% من الغلاف الجوي للأرض، وهو ثالث أكثر العناصر وفرة في الكون. كما أنه يستخدم الأكسجين في العديد من التطبيقات، مثل الطب والصناعة والفضاء.