نسبة الأكسجين في الهواء
- يتكون الهواء الجوي من مجموعة من الغازات، حيث يتكون من 78 في المائة من غاز النيتروجين.
- يتكون من 21٪ أكسجين و 0.9٪ أرجون.
- ومجموعة أخرى من الغازات مثل الأوزون وثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى.
عنصر الأكسجين
- إنه غاز في درجة حرارة الغرفة ويوجد في الحالة الغازية وهو غاز غير معدني.
- يقع رمز الأكسجين – o، وهو عنصر كيميائي، في الجدول الدوري في المجموعة السادسة ضمن عناصر الدورة الثانية، ويطلق عليه مجموعة الجليكوجين.
- غاز الأكسجين في الحالة الطبيعية على شكل غاز ثنائي الذرة O2، ويعتبر من بين اللافلزات.
- حيث الأكسجين مؤكسد قوي وتتكون المركبات الكيميائية نتيجة ميل الرابطة.
- الأكسجين موجود بطبيعته، وهو الأوزون O3، والحديد هو الأول والأكسجين هو ثاني أكثر العناصر وفرة.
- من حيث الوفرة، يعتبر الأكسجين أيضًا العنصر الثالث بعد الهيدروجين والهيليوم.
الخواص الكيميائية للأكسجين
- في الحالات العادية يكون في شكل جزيء، وليس في شكل عنصر حر، وهو جزيء نشط كيميائيًا.
- تتميز تفاعلات الأكسجين بأنها تفاعلات اختزال للأكسدة عندما يتلقى الأكسجين إلكترونين لتكوين أكاسيد وبالتالي يصبح جزءًا من المؤكسدات.
- ويتفاعل الأكسجين مع النيتروجين في حالات البرق في الغلاف الجوي.
- عندما تنخفض درجة الحرارة، يتفاعل الأكسجين مع الفلور.
- تتشكل العديد من المعادن نتيجة تفاعلها مع الأكسجين وتتشكل طبقة من الأكاسيد، مثل الألومنيوم والتيتانيوم، على سطحها.
الخصائص الفيزيائية للأكسجين
- في ظل الظروف العادية، يكون O2 ثنائي الذرة على شكل غاز عديم الطعم والرائحة واللون.
- يصل طول الرابطة إلى مائة وواحد وعشرين، وتقدر طاقتها بأربعمائة وثمانية وتسعين كيلوجول / مول.
- عندما نريد الحصول على الأكسجين السائل باللون الأزرق، فيجب هنا تبريده إلى درجة معينة حتى يتكاثف.
- وعن طريق التقطير التجزيئي للهواء المسال، تحصل على أكسجين عالي النقاء ويجب فصل هذه المادة عن المواد القابلة للاشتعال لأنها مادة عالية الفعالية.
- وفقًا لدرجة الحرارة، يكون التركيب البلوري متعدد الأشكال.
- يصبح الأكسجين في نظام بلوري ثلاثي عند درجة حرارة تتراوح بين -229.35 و -249.26 درجة مئوية.
- في النظام البلوري، يصبح الأكسجين مكعبًا عندما تتراوح درجات الحرارة بين -218.75 و -229.35 درجة مئوية.
- في النظام البلوري أحادي الميل، يصبح الأكسجين أقل من -249.26 درجة مئوية.
- يذوب الماء أكسجين أكثر من النيتروجين، لكنه ضعيف.
تطرف الأكسجين
- الأكسجين الجزيئي هو الشكل الأكثر شيوعًا له على سطح الأرض.
- أشهر أجهزة إرسال الأكسجين هي الأوزون
- هناك أنماط وراثية أخرى أقل شهرة، مثل الأكسجين الذري والأكسجين الثماني.
- يتكون الأوزون من ارتباط ثلاث ذرات أكسجين، ويكون على شكل غاز أزرق برائحة مختلفة.
- يصنف الأوزون أيضًا على أنه مؤكسد قوي ويعتبر مادة تضر أنسجة الرئة.
- عندما يحدث تفاعل بين O2 والأكسجين الذري، ينتج الأوزون تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية.
- أيضًا، عندما يتفاعل الأكسجين مع ثاني أكسيد النيتروجين، فإنه ينتج الأوزون.
- حيث أن طبقة الأوزون تمتص الأشعة فوق البنفسجية لأنها تحمي من الإشعاع.
- وعندما يقترب من الأرض يعتبر ملوثًا للهواء.
- ما يعرف بالأكسجين الأحادي ينشأ نتيجة دوران الإلكترونات وهو نشط كيميائيًا.
- يتشكل في كثير من الحالات، بما في ذلك عندما يتكون من الماء، عن طريق الطاقة الشمسية.
- يتكون التروبوسفير عندما يحدث التحلل الضوئي للأوزون من الأشعة فوق البنفسجية.
- تساعد الكاروتينات الموجودة في النباتات أيضًا في عملية امتصاص الأكسجين عالية الطاقة وتحويلها إلى أكسجين ثلاثي.
ظهور الأكسجين
- ظل هواء الغلاف الجوي بلا أكسجين منذ ملياري سنة، وحدث شيء ما يؤدي إلى ارتفاع الأكسجين.
- إذا عدنا إلى آلة الزمن، سنجد أنفسنا غير قادرين على التنفس إلا بأسطوانات الأكسجين.
- ظهر هذا الغاز منذ 2.4 مليار سنة، لولا هذا الحدث، لما عاشت الكائنات الحية على سطح الأرض.
- درس العلماء سبب وجود الأكسجين وافترضوا أن الحياة نفسها كانت مسؤولة عن وجود الأكسجين.
- شهدت الحياة تطورات عديدة قبل ظهور الأكسجين، وكان عمر الأرض ملياري سنة عندما ظهر الأكسجين، وهي الآن تبلغ من العمر أربعة مليارات ونصف المليار سنة، وكانت الكائنات الحية آنذاك وحيدة الخلية.
- لا نعرف متى بدأت الحياة، لكن أقدم الأحفورة تعود إلى ثلاثة مليارات ونصف المليار سنة.
- وهذا يعني أن الحياة كانت موجودة بالفعل قبل ظهور الأكسجين، ويشتبه العلماء في أن هذه الكائنات الحية هي سبب ظهور الأكسجين.
- وجد العلماء أن هناك كائنات حية كانت موجودة، تسمى البكتيريا الزرقاء، والتي تطلق غاز الأكسجين لمدة خمسمائة مليون سنة، لكن لا يمكن تأكيد ذلك لأن هذا غير صحيح.
- تفسير آخر للهواء هو أن الأكسجين النقي حدث من خلال وجود مواد كيميائية على شكل غازات بركانية تتفاعل مع الأكسجين.
نسبة الأكسجين في الغلاف الجوي
- تمثل نسبة الأكسجين واحدًا وعشرين بالمائة، وهو ما يكفي للحفاظ على التوازن.
الخصائص العامة للأكسجين
- الأكسجين ليس له طعم.
- الأكسجين هو أيضا عديم اللون والرائحة.
- الأكسجين غاز لا يتفاعل ولا يتفاعل مع الكهرباء أو الحرارة.
- الأكسجين غاز يذوب في الكحول والماء ومجموعة من السوائل الأخرى.
- كثافة الأكسجين أثقل من كثافة الهواء المقدرة بـ 1.429 جرام لكل لتر.
- أخيرًا، حالة الأكسجين المعروفة هي الحالة الغازية، ولكنها قد تتحول إلى سائل عند التعرض إلى -182.96 درجة مئوية.
- ويتحول إلى الحالة الصلبة عند درجة حرارة 218.4 درجة.
استخدامات الأكسجين
1- الأكسجين في النقل
- في الطائرات، تحتاج إلى الهواء للطيران. يمثل خُمس الغازات، مما يساعد على توفير الضغط للطيران.
- تحتاج الصواريخ والسيارات إلى أكسجين سائل لتعزيز احتراق الوقود.
- لتشغيل المحركات في حالة الغواصات، يتم استخدام بيروكسيد الهيدروجين قبل وصوله إلى السطح.
2- استخدامات الأكسجين لتنظيف المياه الملوثة
تعمل البكتيريا والكائنات الدقيقة مع الأكسجين للقضاء على الكائنات الطفيلية والبكتيرية التي يمكن أن تكون سامة.
3- الأكسجين في الترفيه
- قدمت بعض المنظمات الأوكسجين بنكهات على الرغم من أن المنظمات الصحية ترفض ذلك لأنه ليس تحت إشراف طبي وغير آمن.
- كل ذلك من أجل الترفيه وتقليل التوتر وتحسين الحالة المزاجية لمستخدميها.
4- استخدام الأكسجين في عملية التنفس
- تحتاج العديد من الكائنات الحية، مثل الثدييات، إلى الأكسجين.
- تتنفس الكائنات الحية الأكسجين الذي يدخل الرئتين ويمتصه الدم وينقله إلى خلايا أخرى في باقي أجزاء الجسم. وهذا ما يسمى التنفس الخلوي.
- إنه يبني الطاقة البشرية من خلال مشاركة الأكسجين والجلوكوز، وإنتاج ثاني أكسيد الكربون.
- يحتاج بعض المرضى إلى الأكسجين عندما لا يستطيعون التنفس بشكل طبيعي.
- يتم استخدامه من قبل بعض مرضى سرطان الرئة.
- يستخدم طاقم الغواصة أسطوانتي أكسجين في حالة ثقب الغواصة تحت الماء.
- في حالة ثقب طائرة، يوجد أكسجين لمساعدة الركاب.
5- الأكسجين كمبرد
- يستخدم مستخدمو الكمبيوتر الأكسجين كمبرد للأجهزة ويستخدم أيضًا كمبرد في أنظمة الصواريخ.
- للأكسجين السائل قدرة تبريد لأنه ليس حارًا جدًا وله كثافة منخفضة.
يستخدم الأكسجين كغاز مضغوط
يستخدم الأكسجين في المسامير والمثاقب والرشاشات، حيث أنه غاز مضغوط، وهذه الأدوات تحتاج إلى هواء مضغوط.
1- الاستخدامات الصناعية للأكسجين
- يمكن استخدام الأكسجين في اللحام نظرًا لقدرته على التحكم بدرجة حرارة اللهب.
- يستخدم الأكسجين لصنع مركبات الصلب وغير المستحلب في الفولاذ.
- يمكن استخدامه لصنع بعض المركبات، مثل الميثانول والأسيتيلين.
2- الأكسجين كمؤشر بيئي
يستخدم الباحثون الأكسجين لضمان نقاء وصلاحية المياه، لذلك يجب أن يكون مستوى الأكسجين مناسبًا لأنه إذا كان مرتفعًا، يمكن أن يدمر الكائنات الحية.
3- استخدامات الأكسجين في المجال الطبي
- يجب أن تحتوي المستشفيات على أسطوانات أكسجين لمعالجة المرضى وخاصة مرضى سرطان الرئة.
- يتم استخدامه في الحاضنات، خاصة لحديثي الولادة الذين لم يتم تطويرهم بشكل كامل عند الولادة.
- يجب تنظيم الكميات حتى لا تتلف تريندات بمحتوى الأكسجين.
4- الهواء
- الهواء عنصر أساسي في الحياة ولا يمكن للحياة بدونه، حيث تعتمد عليه جميع الكائنات الحية بشكل أساسي.
- إذا اختفى الأكسجين لأي سبب من الأسباب، فسيتم تدمير جميع الكائنات الحية.
- يوجد الهواء أيضًا في جميع أنحاء مياه الأنهار والمحيطات والبحار، وبين الكهوف والصخور والكهوف.
- نشعر أحيانًا أن نقص الرياح هو أنه لا يوجد أكسجين ولكنه موجود بالفعل ولكننا لا نشعر به لأنه خفيف.
5- أهمية الهواء
- الهواء، مهم جدًا لجميع الكائنات الحية للتنفس.
- يساعد في بناء النباتات.
- تولد دورات الرياح أيضًا طاقة كهربائية.
- يساعد في احتراق الوقود.
- يحمي الأرض من الأشعة الضارة ويسمح للأشعة المرئية بالمرور.
- يساعد على نقل الصوت وحماية الأرض من النيازك.
- يحافظ على الأرض دافئة، ويصنع الخل، ويوزع درجات الحرارة على الأرض
6- الغازات في الهواء
- يتكون الهواء من ثمانية وسبعين بالمائة من النيتروجين.
- الأكسجين ونسبته واحد وعشرون بالمائة.
- توجد غازات خاملة مثل الأرجون بنسبة سبعة وتسعين وسبعمائة بالمائة.
- وثاني أكسيد الكربون الذي يمثل ثلاثة بالمائة.
- مع القليل من بخار الماء، وهو غير ثابت.
8- مكونات الغلاف الجوي
- يتكون من ثاني أكسيد الكربون وستة وأربعون جزءًا من الألف في المائة.
- أرجون، ويمثل تسعمائة وأربعة وثلاثين ألف بالمائة.
- يمثل النيتروجين ثمانية وسبعين بالمائة، وهو أكثر العناصر الموجودة في الهواء.
- نسبة الأكسجين ثلاثة وعشرون وخمسمائة بالمائة.
9- تكوين الغلاف الجوي
- ينقسم الغلاف الجوي حسب الاختلافات الحرارية، وهي كالتالي
- الكرة الدوارة، التي يصل ارتفاعها إلى ستة عشر كيلومترًا فوق مستوى سطح البحر، تحتوي على ثمانين بالمائة من الهواء.
- يصل ارتفاع هذه الطبقة عند خط الاستواء إلى سبعة عشر كيلومترًا، وعند القطبين سبعة كيلومترات.
- يتميز بدرجة حرارة متغيرة.
- الكرة الوسطى، وتبعد حوالي خمسة وثمانين بالمائة عن الكرة الدوارة.
- الكرة الأعلى على بعد حوالي خمسين كيلومترًا من الكرة الدوارة وتحتوي على الأوزون.
- الفضاء الخارجي ما بين أربعمائة وخمسة وتسعين كيلومترا.
- يقع الغلاف الحراري على بعد حوالي أربعمائة وخمسين بعيدًا عن الكرة الوسطى.
- الفضاء غير الكوكبي، على بعد حوالي تسعمائة كيلومتر.
10- خصائص الهواء
- لا تأخذ شكلاً معينًا، فهي تحتل الحاوية التي تحتويها.
- نلاحظ كتلة الهواء ونجدها عندما نقارن كرة فارغة بالكرة المملوءة بالهواء، فإن الكرة الكاملة لها كتلة أكبر من الكرة الفارغة.
- الهواء قابل للانتشار كما لو وضعنا فوهة بالون مملوء بالهواء في فوهة بالون فارغ، فسيتم نقل الهواء إلى البالون الفارغ.
- يمكن أن تتمدد لأنها تتمدد مع الحرارة وتتقلص مع البرودة.
- والدليل على ذلك أننا إذا أحضرنا إناء ووضعنا فيه الماء على سطح الماء ببالونه ثم وضعناه على الموقد، سنلاحظ تضخم البالون، فيصعد الهواء إلى الأعلى وبالتالي البالون. منتفخ.
- لا يعتبر موصل للكهرباء.
- إنه قابل للتوسيع والضغط.
- ليس لها لون أو رائحة أو طعم.
كيف يتكون الهواء؟
- يتكون الهواء عندما ترتفع الغازات الأخف.
- تظل هذه الغازات عائمة في الفراغ بسبب جاذبية الأرض حيث تعمل الجاذبية على منع الغازات من الهروب من الغلاف الجوي.
- وتتجمع هذه الغازات بنسب مختلفة وتشكل الهواء.
أسباب حركة الهواء
- يتكون الهواء من مجموعة من الجزيئات الصغيرة التي يتم نقلها عشوائيًا.
- وعندما يسخن ضوء الشمس الأرض ويسخن جزيئات الهواء، يزداد الهواء عشوائياً ويبدأ في التمدد والانتشار.
- يؤدي هذا إلى ارتفاع الهواء وتقليل كثافته.
- ينخفض الهواء البارد ويرتفع الهواء الساخن، وهذا يعادل الضغط الجوي.
في الختام بالحديث عن نسبة الأكسجين في الهواء، فقد ذكرنا لكم كل المعلومات حول أهمية الأكسجين واستخداماته ومكوناته، وبالتالي يجب أن يهتم كل منا بزراعة الأشجار بحيث تكون نسبة الأكسجين في يتم تجديد الغلاف الجوي باستمرار.