Кисеоник

Кисеоник (лат. oxygenium, из грч. ὀξύς‚ oxysоштар, кисео и γεννάω‚ genкоји ствара, односно онај који ствара киселину) јесте хемијски елемент који се означава симболом O и има атомски број 8. У периодном систему налази се у шестој главној групи, односно припада халкогеним неметалима. Он је најраспрострањенији елемент у Земљиној кори са уделом од 48,9%[4] до 49,4%[5], односно око 30% по масеном уделу,[6] по чему је после гвожђа други по распрострањености. Такође чини и 20,8% Земљине атмосфере.

У елементарном облику кисеоник се претежно јавља као ковалентни хомодимер, тј. као једињење из два атома сумарне формуле O
2
, што означава молекуларни кисеоник, диоксиген или дикисеоник. Он је безбојан гас без мириса и укуса, а у чистом ваздуху је заступљен са око 20,942%. Неопходан је за сагоревање и корозију. Потребан је за живот готово свих живих бића на Земљи. Стварају га биљке у процесу фотосинтезе, али га и саме троше за дисање, мада у мањој мери односу на количину коју производе фотосинтезом. За дисање биљке узимају кисеоник директно из ваздуха или ресорпцијом из воде (растворени кисеоник). У високим концентрацијама кисеоник је за већину живих бића отрован. Метастабилни, врло реактивни алотропни облик кисеоника са три атома кисеоника O
3
назива се озон.

Атомски кисеоник, односно кисеоник у облику слободних, појединачних атома је стабилан само под екстремним условима, на пример у вакууму у свемиру или у врелим атмосферама звијезда. Он има одређени значај као међупроизвод у многим реакцијама у хемији атмосфере.

Стабилни изотопи су 16O, 17O и 18O

Кисеоник
8 oxygen (O) Bohr model
Течни кисеоник
Општа својства
Име, симболкисеоник, O
У периодном систему
Водоник Хелијум
Литијум Берилијум Бор Угљеник Азот Кисеоник Флуор Неон
Натријум Магнезијум Алуминијум Силицијум Фосфор Сумпор Хлор Аргон
Калијум Калцијум Скандијум Титанијум Ванадијум Хром Манган Гвожђе Кобалт Никл Бакар Цинк Галијум Германијум Арсен Селен Бром Криптон
Рубидијум Стронцијум Итријум Цирконијум Ниобијум Молибден Технецијум Рутенијум Родијум Паладијум Сребро Кадмијум Индијум Калај Антимон Телур Јод Ксенон
Цезијум Баријум Лантан Церијум Празеодијум Неодијум Прометијум Самаријум Европијум Гадолинијум Тербијум Диспрозијум Холмијум Ербијум Тулијум Итербијум Лутецијум Хафнијум Тантал Волфрам Ренијум Осмијум Иридијум Платина Злато Жива Талијум Олово Бизмут Полонијум Астат Радон
Францијум Радијум Актинијум Торијум Протактинијум Уранијум Нептунијум Плутонијум Америцијум Киријум Берклијум Калифорнијум Ајнштајнијум Фермијум Мендељевијум Нобелијум Лоренцијум Радерфордијум Дубнијум Сиборгијум Боријум Хасијум Мајтнеријум Дармштатијум Рендгенијум Коперницијум Нихонијум Флеровијум Московијум Ливерморијум Тенесин Оганесон


O

S
азоткисеоникфлуор
Атомски број (Z)8
Група, периодагрупа 16 (халкогени), периода 2
Блокp-блок
Категорија  диатомски неметал
Рел. ат. маса (Ar)[15,99903, 15,99977] конвенционална: 15,999
Ел. конфигурацијаHe]2s22p4
по љускама
2, 6
Физичка својства
Бојабезбојан
Агрегатно стањегасовито
Тачка топљења50,35 K (−222,8 °‍C)
Тачка кључања90,18 K (−182,97 °C)
Густина1,429 kg/m³[1]
Моларна запремина17,36×10−3 m3/mol
Топлота фузије0,22259 kJ/mol
Топлота испаравања3,4099 kJ/mol[2]
Сп. топл. капацитет920 J/(kg·K)
Атомска својства
Оксидациона стања±2, 1
Електронегативност3,44 (Полинг)
2,50 (Олред)
Енергије јонизације1: 1313,9 kJ/mol
2: 3388,3 kJ/mol
3: 3388,3 kJ/mol
(остале)
Атомски радијус60 (48) pm
Ковалентни радијус73 pm
Валсов радијус152 pm
Oxygen spectrum visible
Кристална структуракубична
Регуларна кристална структура за кисеоник
Брзина звука317,5 m/s (293 K)
Топл. водљивост0,02674 W/(m·K)

Историја

Шведско-немачки хемичар Карл Вилхелм Шиле 1774. и енглески хемичар Џозеф Пристли 1771, независно један од другог, открили су и изоловали кисеоник у склопу проучавања процеса сагоревања.[7]

Од каменог доба до средњег века, ватра је за људе била врло значајна, као дар неба. Преко појаве ватре настала су различита веровања почев од природњачких античких филозофа до алхемичара. Ватра је била један од основих састојака у учењу о четири основна елемента. У 17. веку настало је веровање о постојању једног лаког тајанственог састојка или супстанце. Тај састојак под именом флогистон је наводно излазио из горућег материјала, тако да се топлота сматрала материјом. Шведско-немачки апотекар Карл Вилхелм Шиле извео је експерименте тако што је загревао манган-диоксид или калијум перманганат са концентрисаном сумпорном киселином (витриолом) чиме је добио безбојни гас. Овај гас је подржавао сагоревање те га је Шиле назвао горећи ваздух или по пореклу витриолни ваздух. Открио је и појаву да се обични ваздух састоји из тог кисеоника и „поквареног“ ваздуха. Потпуно независно од њега, енглески хемичар Џозеф Пристли је две године касније загревањем жива оксида такође добио кисеоник. Британац је своја запажања објавио 1774. године, док је Шиле објавио своју књигу Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer тек 1777. године.[8]

2 HgO (s) → 2Hg (l) + O2 (g)

Упркос открића кисеоника и даље није био познат његов значај приликом сагоревања. Француз Антоан Лавоазје је током својих екперимената пронашао да се при сагоријевању не ослобађа флогистон, већ да се везује кисеоник. Помоћу вагања производа сагоревања пронашао је да материјал не постаје лакши него тежи. Узрок додатне тежине током процеса сагоревања било је везивање кисеоника. Тада се сматрало да је кисеоник основни састојак за прављење киселина. Због тога је и назван oxygenium (онај који гради киселине), а назив је предложио Лавоазје 1779. године. Неорганске киселине формиране растварањем неметалних оксида у води садрже кисеоник.

Халогени елементи, попут хлора и брома дуго времена су сматрани оксидима неког непознатог елемента. Касније је откривено да је водоник одговоран за кисели карактер. Научници Карол Олшевски и Зигмунт Флоренти Вроблевски су први успели да добију течни кисеоник 1883. године.

Распрострањеност

На Земљи

Кисеоник је најчешћи и најраспрострањенији елемент на Земљи.[9] Осим у атмосфери, кисеоник је заступљен у везаном станњу у литосфери, и растворен у хидросфери и биосфери. Кисеоник има масени удео у Земљиној кори од око 50,5%[10] (до дубине од 16 km, укључујући хидросферу и атмосферу). У ваздуху кисеоник има масени удео од 23,16 %[11], а по запремини на њега отпада 20,95 %[11]. Као саставни део воде на њега отпада 88,8 %[11], док га у морској води има само 86 %[11], јер се у њој налазе растворене велике количине соли које не садрже кисеоник (попут обичне морске соли).

Највише кисеоника на Земљи је садржано у бројним хемијским једињењима. У Земљиној кори, поред воде, готово сви минерали и стене садрже неко од једињења кисеоника. Међу најважније минерале који садрже кисеоник убрајају се силикатни као што су фелдспати, оливини и други; карбонатни попут калцијум карбоната у кречњаку и оксиди као силицијум-диоксид у кварцу.

У елементарном стању кисеоник је везан у облику молекула O2 у гасном стању је у атмосфери и растворен у водама. Количина релативно реактивног елементарног кисеоника дугорочно је константна, јер биљке које производе кисеоник у процесу фотосинтезе отпуштају отприлике онолико кисеоника, колико аеробна жива бића користе за дисање заједно са кисеоником који се потроши за друге процесе оксидације или сагоревања. Без овог биолошког циклуса, кисеоник би се налазио искључиво у облику својих једињења, тако да елементарни кисеоник постоји у динамичкој равнотежи. Развој концентрације кисеоника у Земљиној атмосфери је детаљније обрађен у чланку развој Земљине атмосфере. У малим количинама у атмосфери се налази и алотропска модификација елементарног кисеоника познатог као озон O3.

У свемиру

У свемиру, кисеоник је након водоника и хелијума трећи најчешћи елемент. Масени удео кисеоника у Сунчевом систему износи око 0,8% (што одговара бројном уделу атома од око 500 ppm).[12] Кисеоник није настао током примордијалне нуклеосинтезе, али је присутан у огромним звездама у великим количинама услед 3α-процеса хелијума. У том процесу се из три језгра атома хелијума стварао 12C, који се касније са још једном језгром хелијума спајао у 16O. Кисеоник 18O је настао путем фузије језгра 4He са језгром 14N. Такође и у такозваним звездама главног низа попут Сунца, кисеоник игра врло важну улогу при добијању енергије. У CNO-циклусу, кисеоник представља међупроизвод нуклеарних реакција, при чему делује као катализатор хватајући протоне из језгра 12C, чиме настају језгра 4He (алфа честице). У екстремно тешким звездама у касној фази њиховог развоја долази до нуклеарне фузије кисеоника, при чему кисеоник служи као гориво за нуклеарне реакције којима настају још тежа језгра атома.

Већина белих патуљака, који по данашњем стању теорије представљају исход развоја 97% свих звезда, састоји се поред хелијума и угљеника, великим делом и од кисеоника.[13]

Особине

Физичке особине

Молекуларни кисеоник је гас без боје, укуса и мириса, који се при −183  °C кондензује у безбојну течност. Међутим, у дебелим слојевима, течни и гасовити кисеоник има одређени плаву нијансу. На температури испод −218,75  °C[11] течни кисеоник прелази у чврсто стање у облику плавих кристала. У чврстом стању парамагнетни молекули O2 се налазе на удаљености од 121 pm један од другог, а везани су двоструком везом. Елемент у чврстом стању се појављује у неколико модификација. Између −218,75 и −229,35  °C[11] кисеоник је у кубној γ-модификацији, а између −229,35 и −249,26  °C[11] има ромбоедарску β-модификацију. На температури испод −249,26  °C прелази у моноклинску α-модификацију која је и најстабилнија. Насупрот других неметала, кисеоник је парамагнетичан и има дирадикални карактер.

Тројна тачка кисеоника се налази на 54,36 K (−218,79  °C) и 0,1480 kPa.[14] Критична тачка се налази при притиску од 50,4 бара и температури од 154,7 K (−118,4  °C).[15] Критична густина износи 0,436 g/cm³.[16]

Кисеоник у води није зантно растворан. Растворљивост зависи од притиска и температуре. Расте са падом температуре и повећањем притиска. При 0  °C и парцијалним притиском кисеоника од 212&нбсp;hPa у чистој води се раствара 14,16 mg/l кисеоника.

Oxygen discharge tube
Кисеоник у цеви за пражњење

У спектралној цеви за пражњењем у гасу кисеоника молекуларне орбитале кисеоника се побуђују до емисије светлости. Услови под којима се ово одвија су притисак од око 5–10 mBar, висок напон електричне струје од 1,8 kV, јачина струје од 18 mA и њена фреквенција од 35 kHz. Рекомбиновањем јонизованих молекула гаса емитије се карактеристичан спектар боја спонтане емисије. При томе се само мањим делом, а условљено дотоком и додавањем енергије, реверзибилно ствара и озон.

Хемијске особине

Кисеоник директно реагује са већином хемијских елемената. Постоји само неколико изузетака, нарочито међу неметалима и племенитим металима. Са азотом, кисеоник реагује само под посебним условима, и то за време муња али је њихово спајање могуће и у моторима са унутрашњим сагоријевањем.[17] Флуор са кисеоником гради једињење дикисеоник дифлоур (O2F2) само на врло ниским температурима и под електричним пражњењем. Најплеменитији метал злато, хлор, бром и јод као и племенити гасови не реагују директно са кисеоником. Други племенити метали попут платине и сребра врло слабо реагују са кисеоником.[18]

Елементарни, гасовити кисеоник је доста инертан, многе се реакције са њим при нормалним условима готово се не одвијају или се одвијају врло споро. Кисеоник је метастабилан, те су његове реакције кинетички онемогућене другим супстанцама. Да би се покренуле реакције са таквим кисеоником потребно је превазићи велику енергију активације или су неопходни неки врло реактивни радикали. Ова баријера се може прећи повећањем температуре, светлошћу или применом катализатора (попут платине). Осим тога реакција је онемогућена код многих метала, јер је материјал прекривен танким слојем металног оксида и стога је пасивизиран. Код неких реакција као што је експлозивна реакција са водоником, довољно је само неколико радикала да би дошло до реакције, након чега долази до изражаја механизам ланчане реакције. Много оксидативнији од гасовитог кисеоника, и поред ниских температура, је кисеоник у течном стању. У њему се врло лако гради реактивни синглетни кисеоник. Такође за разлику од воде и водене паре многе оксидације са кисеоником се одвијају много лакше.

Реакције са кисеоником су готово увек редокс реакције, у којима кисеоник по правилу узима два електрона и тако се редукује до оксида. Због тога се овај елемент убраја у оксидациона средства. Често ове реакције, због велике енергије решетки и веза која се ослобађа, протичу уз снажно ослобађање топлоте. Такође постоје и експлозивне реакције, као што је реакција праскавог гаса или експлозија прашине настала запаљењем иситњених материјала у ваздуху или чистом кисеонику.

Изотопи

Најчешћи стабилни изотоп кисеоника је 16O (99,76 %), а стабилни су још и изотопи 18O (0,20 %) и 17O (0,037 %). Осим стабилних изотопа познато је још 13 нестабилних, радиоактивних нуклида од 12O до 28O[19] који се могу добити само вештачки. Његово време полураспада износи углавном само неколико милисекунди до секунди, од чега изотоп 15O има најдуже време полураспада од 2 минуте[19] и често се користи за томографију емисијом позитрона.

Као једини стабилни изотоп, ретки 17O има спин језгра од 5/2 [20] и може се употребљавати за испитивања путем нуклеарне магнетне резонанце (НМР).

Примена

У медицини

Кориштење кисеоника у медицини подлеже законским регулативима и строгој контроли. У многим земљама, попут Немачке,[21] боце кисеоника означене белом бојом, напуњене медицинским кисеоником важе за готово медицинско средство, тј. готов лек. Код његове употребе важно је обратити пажњу на пацијенате са хроничним обољењем плућа, који пате од повећаног парцијалног притиска CO2. Код таквих пацијената може због наглог прекомјерног дотока кисеоника доћи до такозване CO2 наркозе и до престанка дисања.[22]

У техници

Индустријски, кисеоник се најчешће користи у металургији за производњу сировог гвожђа и челика, као и за рафинирање бакра. Чистији кисеоник или ваздух обогаћен кисеоником служи за постизање виших температура, а с друге стране за уклањање вишка угљеника, силицијума, мангана и фосфора из сировог челика, који се оксидују и бивају уклањени. Чистији кисеоник у односу на обични ваздух има предности да се у растопљену сировину не уноси азот. Азот има негативан утицај на механичке карактеристике челика. У хемијским процесима кисеоник се користи највише за оксидацију различитих основних материјала, као што се олефинска оксидација етена у етилен оксид те делимична (парцијална) оксидација тешког лож-уља (тешког мазута) и угља. Осим тога, кисеоник је неопходан и за добијање водоника и синтетског гаса, као и за производњу сумпорне и азотне киселине. Оксидацијом са кисеоником добијају се врло важни производи хемијске индустрије попут ацетилена, ацеталдехида, сирћетне киселине, винилацетата и хлора.

Различити гориви гасови (пропан, водоник, етин и други) тек након мешања са кисеоником достижу довољно високу температуру сагоревања дајући врели пламен без чађи. Кисеоник се користи за аутогено заваривање и тврдо лемљење или топљење и обрађивање стакла. Осим загревања и паљења, примењује се и за сечење бетона самогоривим оксигенским копљем (термалним копљем) чиме се може оштрим млазом кисеоника резати и гвожђе.

Кисеоник се може претворити и у озон, као оксидационо средство у горивим ћелијама и у полупроводничкој техници. У ракетној технологији течни кисеоник се користи као оксидационо средство, а означава се скраћеницом LOX (по енглеском називу: liquid oxygen).

Поступак са гасом

Употреба кисеоника под притиском и употреба течног кисеоника подлежу посебним прописима и мерама заштите.

Није дозвољен контакт кисеоника са органским материјалима. За течни кисеоник се препоручују аустенитни челници, алуминијум и легуре, бакар и легуре. Дозвољена је употреба флуорних полимера (тефлон). За гасовити кисеоник је под одређеним условима дозвољена примена угљеничних лако легираних челика и легура бакра и алуминијума.

Озон у природи и његово добијање (стварање)

Озон је плавкасти гас карактеристичног продорног мириса, који је јако оксидационо средство, због чега се паре алкохола запале. Добио је име по грч. речи ozein, што значи; онај који мирише. Кисеоник се у природи, осим у облику двоатомног молекула, јавља и као троатомни молекул O3. Кисеоник (O2) и озон (O3) су алотропске модификације кисеоника. Алтропскаа модификација је појава да се један елемент јавља у више облика због начина на који се везује. Кисеоник има ковалентну двоструку неполарну везу, а озон троструку ковалентну везу.

Озон је алотропска модификација кисеоника чији се молекули састоје од три атома кисеоника. Обе везе између атома кисеоника су једнако дугачке, што упућује на то да у молекулу озона не постоји двострука веза, него да један електронски пар истодобно окружује језгра све три атома. Према томе, у молекулу озона постоје делокализовани електрони. Резонантне структуре означавају само једну врсту молекула с делокализованим електронима, а не смешу структурно различитих молекула који брзо прелазе један у други.

Када лети, након олујног пљуска с грмљавином, осване ведар и сунчан дан, осети се мирис „свежег ваздуха“. То је мирис озона у врло малим концентрацијама. Мирис озона се осети у ваздуху већ при запреминском односу од 1 ppm.

Озон у природи настаје у нижим слојевима атмосфере (тропосфери) и у вишим слојевима атмосфере (стратосфери; где је најзаступљенији на висини 20 - 25 km од тла). У стратосфери настаје из елементарног кисеоника. Он апсорбује ултраљубичасто зрачење које долази са Сунца и чије је деловање штетно за живе организме. Без стратосферског озона, живот на Земљи не би био могућ. Количина озона у тропосфери у првих 5km инад тла стално расте, што је посљедица повећања промета и индустрије.

Разна технолошка достигнућа (нпр. млазни авиони), као и упораба нових органских материја, узроковали су свеукупно смањење концентрације озона. Последица тога је разређивање озонског слоја, односно, како је то сликовито названо, стварање „озонских рупа“. Прве рупе су откривене изнад Антарктика 1985. године.

Озон се у општем случају добија међусобном рекацијом атомског и молекулског кисеоника. За добивање атомског кисеоника потребно је довести енергију најчешће у облику UV-зрачења или високог изменичног напона. У лабораторији се добија у озонизаторима електричним пражњењем у атмосфери кисеоника. Смеша у цеви озонизатора се хлади, јер се добијени озон брзо распада. У смеши добијеној у озонизатору је запремински удео озона 15%. Чист озон се може добити отечњавањем добијене смеше течним ваздухом и фракционом дестилацијом.

Осим у озонизатору (који се најчешће користи за прочишчавање река), озон се у лабораторији може добити реакцијом калијум перманганата и концентрисане сумпорне киселине.

Међународни дан озона се обележава 16. марта.

Употреба озона

Озон је штетан за здравље јер надражује дисајне органе, веће концентрације изазивају крварење из носа и главобољу, а могу изазивати и смрт. После флуора је најјаче оксидационо средство, па се на том својству заснива његова употреба. Служи за стерилизацију воде, операцијских, биоскопских и спортских дворана (за убијање микроорганизама), затим се користи у фармацеутској, козметичкој, штампарској индустрији, те у индустрији папира, текстила и вештачких материјала.

Фреон

Фреони су флуорисани и хлорисани деривати једноставних угљоводоника, који оштећују озон. Као синтетска једињења производе се још 1928. године. Лако се формирају и нису директно штетна на људско здравље, нису корозивна, и врло су постојана. Имају широку примену, нпр. у расхладним уређајима, хладњацима, те као потисни гасови у спрејевима.

Пошто су нереактивни и испарљиви, годинама дифундирају у све више слојеве атмосфере до стратосфере. Из молекула фреона, деловањем сунчеве светлости, ослобађају се атоми хлора. Атом хлора реагује с молекулом озона, при чему настају кисеоник и реактивни хлор(II) оксид, назван и „димећи пиштољ“. Његовом реакцијом с атомом кисеоника, атом хлора се поново ослобађа и низ реакција се понавља. Тако само један атом хлора може разорити неколико хиљада молекула озона.

У наведеним реакцијама би се атом хлора могао сматрати катализатором који вишеструко убрзава распад озона. Чак и када би се потпуно обуставила употреба фреона, било би потребно стотинак година да нестану из атмосфере.

Године 1987. донесен је Монтреалски протокол - споразум којим се земље потписнице обавезују на смањење употребе фреона за 50%.

Вода

Најраспрострањеније једињење кисеоника на земљи је вода. Вода је присутна у сваком организму и нужна је за живот свих живих бића. Вода је реактант, али и продукт у многим реакцијама. Реагује с неким металима и неметалима, као и са њиховим оксидима. Иако је вода добар растварач за многе соли, само с некима и реагује.

Вода има особину да лако раствара многе материје, па тако, у свом кружном току у природи, вода раствори део материја са којима дође у контакт без обзира на то да ли су те материје чврсте, течне или гасовите. Вода која има мале количине растворених материја назива се меком водом, а вода која садржи веће количине растворених минерала назива се тврдом водом.

Дан вода се обилежава 22. марта.

Лабораторијско добијање и хемијска својства кисеоника

Кисеоник се у лабораторији може добити из једињења богатих кисеоником која га релативно лако отпуштају.

Загрејавањем калијум перманганата настаје кисеоник (који се доказује тињајућом пламеном). Калијум перманганат се разлаже на кисеоник, манган(IV) оксид и калијум манганат (K2MnO4).

2 KMnO4(s) --> K2MnO4(s) + MnO2(s) + O2(g)

Осим из калијум перманганата кисеоник се може добити термичкихм распадом и неких других једињења, на пример калијум хлората (KClO3), калијум нитрата (KNO3), жива(II) оксида (HgO).

а) Загревањем калијум хлората развија се кисеоник, чије се настајање убрзава додатком катализатора манган(IV) оксида.

2KClO3(s) --->(MnO2)---> 2 KCl(s) + 2 O2(g)

б) Сумпор гори на ваздуху плавичастим пламеном, а у чистом кисеонику интензивним плавим пламеном.

S(s) + O2(g) ---> SO2(g)

Настали сумпор(IV) оксид има кисела својства, што доказује промена боје индикатора.

ц) Гвоздена вуна врло интензивно изгара у кисеонику стварајући мноштво искрица.

3 Fe(s) + 2 O2(g) --> Fe3O4(s)

Продукт горења је сложени оксид гвожђа FeO x Fe2O3.

У чистом кисеонику процеси оксидације и изгарања напредују брже и бурније него с кисеоником из ваздуха. На сличан начин се може објаснити и зашто људи не могу живети у чистом кисеонику. Удисањем ваздуха у којем је O2 = 21%, реакције оксидације у организму се одвајају спорије, што одговара нашем метаболизму.

Осим горења и дисања, значајна реакција с кисеоником је корозија, пособито метала. Кисеоник због велике реактивности, осим с већ поменутим елементима, реагује и с већином неметала и метала. С неметалима већином ствара киселе оксиде, а с металима базне оксиде, пероксиде или супероксиде. Због јако позитивног редукцијског електродног потенцијала, кисеоник је најважније оксидационо средтво, па се управо на том својству темељи његова употреба.

Индустријско добијање

Лабораторијски начини добијања кисеоника су прескупи за индустријске потребе, па се у ту сврху кисеоник добија из две врло приступачне и јефтине сировине - ваздуха и воде.

Из ваздуха се добија континуираном фракционом дестилацијом течног ваздуха, будући да су тачке кључања азота (N2 = -196 °C) и кисеоника различите. Најприје се из ваздуха уклоне (ваздух се очисти) прашина, угљеник(IV) оксид, влага и друге примесе, па се затим утечни најчешће у Линдеовим поступком којим се могу постићи температуре ниже од -200 °C.

У Линдеовом уређају се ваздух најпре компримира. При томе се загрева па се хлади водом. Пролажењем кроз пригушени вентил нагло се шири и још јаче охлади. Тако охлађени експандирани зрак враћа се у компресор и успут у измењивачу топлоте хлади се ваздух који ће се тек експандирати. Пре поновног уласка у компресор доводи се потребна количина новог ваздуха. Процес се понавља док се ваздух не охлади довољно да се отечни (-200 °C).

Добијени течни ваздух се доводи у колону за фракциону дестилацију, која се греје одоздо, па течни ваздух почиње да испарава. Како је азот испарљивији састојак, паре течног ваздуха које се крећу према врху колоне обогаћују се азотом, док се течни кисеоник као теже испарљив састојак спушта низ колону у при дну одводи из колоне. Овим се поступком не добију одмах чисти кисеоник и азот, јер добијене фракције увек садрже племените гасове. За добијање врло чистог кисеоника, као и за добијање племенитих плинова, сваку фракцију је потребно поново неколико пута фракционо дестилисати.

Нешто скупљи (и зато ређи) начин добијања кисеоника је електролиза воде. Притом се на аноди добија потпуно чист кисеоник. Примењује се кад је уз кисеоник потребан и водоник или тамо где има довољно јефтине електричне енергије.

Дистрибуција

Најчешће се испоручује у челичним судовима - боцама, под притиском од 150 бара. Боце су појединачне или у батеријама - палетама са заједничким вентилом за пуњење и пражњење, у батеријама судова - боца трајно уграђеним на транспортно возило или у течном агрегатном стању специјалним транспортним возилима до резервоара корисника кисеоника.

Е948

Е948 је код за адитив кисеоник у храни.

  • Функција и карактеристике: користи се у модификованој атмосфери код паковања као средство заштите.
  • Производи: у гасу паковано поврће[23]

Кружни ток кисеоника

Живот на Земљи резултат је еволуције базиране на Сунчевој енергији, присутности елементарног кисеоника и његових једињења угљеник(IV) оксида и воде. Веројатно је сав елементарни кисеоник присутан у атмосфери настао фотосинтезом. Иако се стално троши за животне процесе организама који дишу, за горење и идустријске процесе, његов је запремински удео у ваздуху сталан. Дакле, успостављена је природна динамичка равнотежа - његов кружни тоk.

Кружни ток кисеоника је сложен, јер се кисеоник у природи осим елеменатарног облика, јавља и у виду веома великог броја хемијских једињења. Поједностављено се можемо описати као процес у којем суделују биљке, животиње и човек са својим активностима, те Сунчева енергија. Ваздушни омотач Земље с запреминским уделом кисеоника од 21% садржи око 1 200,000 милијарди тона слободног кисеоника (1,2 x 1014 t).

Види још

Референце

  1. ^ GESTIS baza podataka
  2. ^ Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. u: Journal of Chemical & Engineering Data. 56. 2011. стр. 328.–337, doi:10.1021/je1011086
  3. ^ Michael E. Wieser, Tyler B. Coplen: Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report) u: Pure and Applied Chemistry. 2010. стр. 1., doi:10.1351/PAC-REP-10-09-14
  4. ^ Römpp Lexikon Chemie. Georg Thieme Verlag, 1989, 9. izd. ISBN 978-3-13-734609-8.
  5. ^ Binder, Harry H. (1999). Lexikon der chemischen Elemente. Stuttgart: S. Hirzel Verlag. ISBN 978-3-7776-0736-8.
  6. ^ Sauerstoff, Lexikon der Geowissenschaften
  7. ^ E. Pilgrim: Entdeckung der Elemente, Mundus Verlag, Stuttgart 1950.
  8. ^ Joseph Priestley: „An Account of Further Discoveries in Air. By the Rev. Joseph Priestley, LL.D. F. R. S. in Letters to Sir John Pringle, Bart. P. R. S. and the Rev. Dr. Price, F. R. S.“, u: Phil. Trans., 1. januar 1775, 65, str. 384–394; doi:10.1098/rstl.1775.0039
  9. ^ Claude Allègre, Gérard Manhès, Éric Lewin: Chemical composition of the Earth and the volatility control on planetary genetics. u: Earth and Planetary Science Letters, 2001, 185 (1–2), str. 49–69; doi:10.1016/S0012-821X(00)00359-9
  10. ^ dtv-Atlas Chemie, Tom 1, dtv-Verlag, 10. izdanje . 2006. ISBN 978-3-423-03217-9.
  11. 11,0 11,1 11,2 11,3 11,4 11,5 11,6 Holleman, Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. izd., de Gruyter. Berlin: 2007. ISBN 978-3-11-017770-1. str. 497–540.
  12. ^ A. M. Davies (ur.): Treatise on Geochemistry, Volume 1: Meteorites, Comets, and Planets, Elsevier. 2003. ISBN 978-0-08-044720-9.
  13. ^ Kippenhahn, Weigert: Stellar Structure and Evolution, 1. izd. Berlin: Springer.1991. ISBN 978-3-540-58013-3.
  14. ^ M.J. Kirschner: Oxygen u Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2012 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a18_329
  15. ^ National Physical Laboratory, Kaye and Laby: Tables of Physical and Chemical Constants, 16 izd., 1995; D. Ambrose, M.B. Ewing, M.L. McGlashan, Critical constants and second virial coefficients of gases Архивирано на сајту Wayback Machine (март 24, 2017) (на језику: енглески).
  16. ^ J. A. Dean: Lange's Handbook of Chemistry, 15. izd., McGraw-Hill, 1999; sekcija 6; tabela 6.5 Critical Properties.
  17. ^ Juergen Carstens: Berechnung der NOx-Rohemission eines Verbrennungsmotor im Schichtladebetrieb, The IP.com Journal, 2003.
  18. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga.
  19. 19,0 19,1 The Nubase evaluation of nuclear and decay properties Архивирано на сајту Wayback Machine (септембар 23, 2008) (на језику: енглески) (PDF) (на језику: енглески)
  20. ^ „NMR-osobine кисеоника na www.webelements.com”. Архивирано из оригинала на датум 28. 7. 2014. Приступљено 23. 2. 2017.
  21. ^ Arzneimittelgesetz – AMG, § 50. (PDF), 10. juni 2007.
  22. ^ A. New: „Oxygen: kill or cure? Prehospital hyperoxia in the COPD patient“. u: Emerg Med J, 2006, 23, str. 144–146
  23. ^ E948: Oxygen

Литература

  • Cook, Gerhard A.; Lauer, Carol M. (1968). „Oxygen”. Ур.: Clifford A. Hampel. The Encyclopedia of the Chemical Elements. New York: Reinhold Book Corporation. стр. 499—512. LCCN 68-29938.
  • Emsley, John (2001). „Oxygen”. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford, England, UK: Oxford University Press. стр. 297—304. ISBN 978-0-19-850340-8.
  • Raven, Peter H.; Evert, Ray F.; Eichhorn, Susan E. (2005). Biology of Plants (7th изд.). New York: W.H. Freeman and Company Publishers. стр. 115—27. ISBN 978-0-7167-1007-3.
  • Walker, J. (1980). „The oxygen cycle”. Ур.: Hutzinger O. Handbook of Environmental Chemistry. Volume 1. Part A: The natural environment and the biogeochemical cycles. Berlin; Heidelberg; New York: Springer-Verlag. стр. 258. ISBN 978-0-387-09688-9.
  • Ralf Steudel: Chemie der Nichtmetalle, de Gruyter. Berlin: 1998. ISBN 978-3-11-012322-7.
  • N.N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente, 1. izdanje, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim. 1988. ISBN 978-3-527-26169-7. S. 775–839.
  • Hans Breuer: dtv-Atlas Chemie, Band 1, 9. izdanje, dtv-Verlag. 2000. ISBN 978-3-423-03217-9.
  • Nick Lane: Oxygen – the molecule that made the world. Oxford: Oxford University Press.2003. ISBN 978-0-19-860783-0.
  • Glenn J. MacPherson: Oxygen in the solar system, Mineralogical Society of America, Chantilly. 2008. ISBN 978-0-939950-80-5.

Спољашње везе

Антоан Лавоазје

Антоан Лорен де Лавоазје (франц. Antoine-Laurent de Lavoisier; Париз, 26. август 1743 — Париз, 8. мај 1794) је био француски племић и хемичар. Због доприноса у обликовању модерних схватања основа хемије оправдано се сматра оцем те науке.

Његов први, рад који је био одликован златном краљевском медаљом, односио се на решавање питања уличног осветљења великих градова. Први Лавоазијев рад из хемије био је испитивање састава гипса. Лавоазије је први пут употребио теразије које је сам конструисао. Допринео је да хемија постане егзактна наука. Он је 1774. године загревао калај у затвореном суду и приметио је да се он претворио у мрки прах, али је маса остала непромењна. Када је Пристли открио кисеоник, Лавоазију је било јасно да је то онај састојак ваздуха који потпомаже сагоревање. Експериментално је утврдио да се ваздух састоји од два гаса, један који потпомаже горење и један који не. Први је доказао да се вода састоји од водоника и кисеоника. Формулисао је закон о одржању масе. Убијен је на гиљотини јер је проглашен противником републике. Касније је извршена ревизија судског процеса и установљено је да је Лавоазје био невин.

Гликолиза

Гликолиза је процес који се састоји од низа реакција и којим се глукоза конвертује у пирогрожђану киселину и при чему се производи релативно мала количина молекула АТП-а. У аеробним организмима гликолиза је праћена Кребсовим циклусом и ланцем електронског трансфера, којим се и производи највећа количина молекула АТП-а, (АТП је извор енергије коју ћелије користе). У аеробним условима, тј. у присуству кисеоника, пирогрожђана киселина улази у митохондрију, где се потпуно оксидише у угљен-диоксид и воду. Ако је количина кисеоника неадекватна, на пример као у мишићима током интезивне активности (трчање, интензивни физички рад, итд.) пирогрожђана киселина бива конвертована у млечну киселину. У анаеробним условима, у условима где кисеоник није присутан, пирогрођжана киселина се конвертује у етанол. Ова трансформације пирогрожђане киселине у етанол је пример ферментације. Алтернативни катаболички пут разградње глукозе је фосфоглуконатни пут у којем настају редукциони еквиваленти кључни за бројне анаболичке процесе.

Гликолиза је одређена секвенцом од десет реакција посредованих ензимима. Интермедијери представљају улазне тачке у гликолизу. На пример, већина моносахарида, као што су фруктоза и галактоза, могу да буду конвертовани у један о тих интермедијера. Интермедијери исто тако могу да буду директно корисни. На пример, интермедијер дихидроксиацетон фосфат (DHAP) је извор глицерола, који се комбинује са масним киселинама и формира масти.

Гликолиза је од кисеоника независтан метаболички пут. Dругим речима у њој се не користи молекуларни кисеоник (i.e. атмосферски кисеоник) за било коју од њених реакција. Међутим продукти гликолизе (пируват NADH + H+) у неким случајевима бивају метаболизовани користећи атмосферски кисеоник. Кад се молекулски кисеоник користи за метаболизам продуката гликолизе процес се обично сматра аеробним, док ако се кисеоник не користи, онда се за процес каже да је анаеробан. Нека од варијанти гликолизе се јавља у скори свим организмима, аеробним и анаеробним. Широка заступљеност гликолизе је индикација да је она један од најстаријих метаболичких путева. У ствари, реакције које сачињавају гликолизу и њен паралелни пут, пут пентоза фосфата, су се одвијале у посредству метала под бескисеоничним условима Архејских океана. Могуће је да је гликолиза проистекла из хемијских ограничења пребиотичког света.

Гликолиза се одвија у већини организама у цитосолу ћелија. Најзаступљенији тип гликолизе је Ембден–Мејерхофов–Парнасов (ЕМП) пут, који су открили Густав Ембден, Ото Мајерхоф, и Јакуб Карол Парнас. Гликолиза се исто тако односи на друге путеве, као што је Ентнер-Доудорофов пут и разни хетероферментативни и хомоферментативни путеви.Целокупни гликолизни пут се може раздвојити у две фазе:

Препараторна фаза – у којој се ATP конзумира

Фаза исплате – у којој се ATP производи.

Дисање

У животињској физиологији, дисање је пренос кисеоника из ваздуха у ћелије ткива те пренос угљен-диоксида у супротном смеру. Оно је у контрасту с биохемијском дефиницијом дисања, које се односи на ћелијско дисање: метаболички процес којим организам долази до енергије реакцијом кисеоника с глукозом која даје воду, угљен-диоксид и аденозин трифосфат (ATP) (енергију). Иако је физиолошко дисање потребно како би опскрбило ћелијско дисање, а тако и живот животиња, процеси су различити: ћелијско дисање заузима место у појединачним ћелијама животиња, док се физиолошко дисање тиче дотока масе и преноса метаболита између организма и спољашње околине.

Код једноћелијских организама, обична је дифузија довољна за размену гасова: свака је ћелија увек у додиру с спољашњом околином, с кратком удаљеношћу коју гасови морају да пређу. За разлику од тога, сложени многоћелијски организми попут човека имају већу удаљености између околине и њихових унутарњих ћелија, па је ради тога респираторни систем неопходан за делотворну размену гасова. Респираторни систем усклађено делује с кардиоваскуларним системом који преноси гасове из и у ткиво. Дисање је процес који уноси или износи ваздух из плућа кичмењака. Аеробни организми ових врста - као што су гмизавци, птице и сисари - захтевају кисеоник да ослободе енергију путем респирације, у виду метаболизма молекула богатих енергијом као што је глукоза. Дисање је процес који испоручује кисеоник тамо где је потребно у телу и уклања угљен-диоксид. Још један важан процес подразумева кретање крви кроз крвоток. Размена гасова се одвија у алвеолама плућа пасивном дифузијом гасова између алвеолног гаса и крви у плућним капиларима. Када се ови гасови растворе у крви, срце покреће њихоо проток кроз тело (преко крвотока). Медицински израз за нормално опуштено дисање је еупнеја (лат. eupnea).

Поред уклањање угљен-диоксида, резултат дисања је и губитак воде из тела. Издахнут ваздух има релативну влажност од 100% због дифузије воде преко влажне површине дисајних путева и алвеола. Код кичмењака који дишу, респирација кисеоника укључује четири стадијума:

Вентилација из околног ваздуха у алвеоле плућа.

Плућна размена гасова из алвеола у плућних капилара.

Пренос гасова из плућних капилара кроз циркулацију према периферним капиларама у органе.

Периферна измена гасова из ткивних капилара у ћелије и митохондрије.Дисање се састоји од две радње: удисаја и издисаја. Вентилација и пренос гасова захтевају енергију ради покретања механичких пумпи (дијафрагма и срце), за разлику од пасивне дифузије.

Емисиона маглина

Емисионе маглине су дифузне маглине које се састоје од гаса (доминантно водоник) кога осветљавају звезде, по правилу врло топле звезде О и B класе. Ове звезде емитују УВ светлост побуђујући атоме у маглини, који потом емитују видљиву светлост враћајући се у основно стање (флуоресценција). Како се емисионе маглине састоје пре свега од водоника, светлост коју емитују потиче пре свега од H II спектралне линије водоника због чега су црвене боје. Ако су присутни и атоми других елемената, они могу узроковати појаву и других боја (најчешће је у питању кисеоник који даје зелену светлост, а у комбинацији са црвеном од водоника настаје жута). Ако је присутна и рефлектујућа компонента, она ће дати плаву боју (као код рефлексионих маглина).

Крв

Крв (лат. sanguis) је црвена, непрозирна и густа течност, посебног мириса и сланог укуса. Она протиче кроз срчано-крвоточни систем организма те кроз тело преноси храњиве материје и кисеоник. Укупна количина крви у телу одраслог човека је 5 – 6 литара, што је око 8% укупне телесне масе. Крв се састоји од крвне плазме, крвних ћелија – еритроцита, леукоцита и крвних плочица – тромбоцита. Крв је функционално најважнија телесна течност код људи.

Крв је ендогена телесна течност својствена само кичмењацима. Лимфа, друга телесна течност, настаје из крви и у њу се улива. Крв спада у течна везивна ткива мезодермалног порекла, што значи да поседује велику количину међућелијске везивне супстанце коју стварају саме ћелије везивног ткива и зароњене су у њу. Крв улази у састав система за циркулацију.Крв је текуће ткиво које испуњава срце и крвне жиле и које се састоји из два дела:

текућег који се зове крвна плазма и

крвних ћелија које пливају у крвној плазми и њих чине црвене крвне ћелије (еритроцити), беле крвне ћелије (леукоцити) и крвне плочице (тромбоцити).Однос запремине крвне плазме и крвних ћелија код здравих особа је константан. Запремина ћелијских елемената је нешто мања од запремине плазме и она износи 42 - 45%, а крвне плазме 55 - 58% целокупне запремине крви. Запремина крвних ћелија код мушкараца је нешто већа него код жена.

Улоге крви су бројне. Крв служи у функцији дисања тј. за пренос кисеоника и угљен-диоксида, затим за пренос прехрамбених материја, отпадних материја, хормона, ензима, витамина итд. Улога јој је и регулација запремине телесних течности, регулацији ацидо-базне равнотеже, те регулацији телесне температуре, а има и велику заштитну улогу. Крв струји телом у затвореном систему цевчица и крвних жила, који се састоји од артерија, вена и капилара.

У хемијском саставу крви најважнији састојци су: беланчевине (60 – 80 g/L), триглицериди (0,8 – 2,00 μmol/L), фибриноген (2 – 4 g/L), натријум (135 – 151 μmol/L), холестерол (3,5 – 6,7 μmol/L), глукоза (4,2 – 6,4 μmol/L), уреа (1,7 – 7,6 μmol/L), калијум (3,8 – 5,5 μmol/L), калцијум (2,2 – 2,7 μmol/L) те билирубин (4 – 20 μmol/L).

Крвна плазма

Крвна плазма, поред крвних ћелија, сачињава крв. То је безбојна, односно жућкаста течност.Крвна плазма је у ствари водени раствор неких органских и неорганских материја. Састоји се од 90% воде, док од неорганских материја доминира натријум-хлорид (NaCl) са око 0,9%, који и даје сланкаст укус крви. Такође садржи врло мале количине калцијумове и магнезијумове соли, мале количине шећера (око 0,1%), неке масне материје, хормоне, кисеоник и угљен-диоксид. У крвној плазми се налазе све материје ресорбоване из система за варење. Такође, 7% - 9% крвне плазме чине крвне беланчевине, које саме крвне ћелије стварају: албумини, глобулини и фибриноген. Албумини су раствориви у води и дају вискозност крви, имуноглобулини (или само глобулини) су такође раствориви у води, а стварају антитела у борби против болести, док фибриноген служи да се при повреди претвори у фибринску мрежу, нерастворљиву у води.

Молекул

Молекул (лат. molecula: мала маса, од лат. moles: маса), стабилна целина удружених атома. Молекул чине атоми (два или више) повезани електронима у ковалентној вези. Молекул се може састојати од атома истих елемената (молекул елемента) на пример кисеоник у ваздуху који удишемо налази се у молекули O2. Може се састојати и од атома различитих елемената (молекул једињења) на пример водоник (H) и кисеоник (O) граде воду H2O.

Молекули су сувише мали да би се видели голим оком. Димензија су од 0,1 до 100 нанометара (0,0000000001 до 0,00000001 m) мада има и изузетака. Рецимо макромолекул ДНК а нарочито инструменталне методе.

Однос елемената који граде једињење, изражава се емпиријском формулом. На пример, воду граде водоник и кисеоник у односу 2:1, H2O, а етил алкохол, (етанол) угљеник, водоник и кисеоник у односу 2:6:1, C2H6O. Овај однос не мора увек да одређује јединствени молекул - диметил етар има исти однос као етанол, на пример. Молекули који се састоје од истих атома али у различитом распореду се зову изомери.

Хемијска или молекулска формула одређује тачније редослед атома који граде молекул па је формула етанола CH3CH2OH а диметилетра CH3OCH3. За представљање сложенијих молекула где атоми могу бити различито распоређени у простору користе се структурне формуле. Молекулска маса је збир маса атома који чине молекул, и попут атомске, изражава се у атомским јединицама масе (атомска јединица масе = 1/12 масе изотопа 12C).

Дуго се мислило да су дужине хемијски веза и њихови углови у молекулу константни. Међутим, модерним структурним методама нађено је да се геометрија хемијске везе незнатно мења, нарочито код сложенијих молекула.

Наука о молекулима се назива молекулском хемијом или молекулском физиком, у зависности од тога да ли је фоцус на хемији или физици. Молекулска хемија се бави законима који владају над интеракцијама између молекула које доводе до формирања и разлагања хемијских веза, док се молекулска физика бави законима о молекулским структурама и њиховим својствима. Међутим, у пракси разлика није јасно дефинисана. У наукама о молекулима, молекул се састоји од стабилног система са два или више атома. Полиатомиски јони се могу сматрати наелектрисаним молекулима. Термин нестабилни молекул се користи за веома реактивне врсте, и.е., краткотрајне констракте (резонанције) електрона и језгара, као што су радикали, молекулски јони, Ридбергови молекули, прелазна стања, ван дер Валсови комплекси, или системи колизирајућих атома као у Бозе-Ајнштајновом кондензату.

Молекулска маса

Релативна молекулска маса, је број који показује колико пута молекул неког хемијског једињења има већу масу од 1/12 атома изотопа 12C. Једнака је збиру атомских маса атома који граде молекул.

Неметал

Неметали су група хемијских елемената који се по својим карактеристикама битно разликују од метала који чине знатно већу групу. Главне карактеристике су велика електронегативност, и грађење киселих оксида. По правилу се не растварају у минералним киселинама. С водоником граде постојана, већином испарљива једињења. Могу бити гасовити, течни или чврсти на собној температури. Обично слабо одбијају светлост, а густина им је углавном мала. Лоши су проводници топлоте и електрицитета. Ковност и тегљивост нису им добро изражене и молекули су им обично полиатомски у парном стању.То су: угљеник (C), азот (N), кисеоник (O), флуор (F), фосфор (P), сумпор (S), хлор (Cl), бром (Br) и јод (I). (Нерма)

Неметали, на собној температури, могу да буду у сва три агрегатна стања.

Неки су чврсти (угљеник, сумпор, јод, фосфор), други гасовити (кисеоник, азот, водоник, хлор, флуор ), а бром је течан.

Осим племенитих гасова, сви елементи који се налазе у гасовитом стању на собној температури од 25˚C јесу неметали.

Неметали се могу разликовати по боји. Сумпор је жут, фосфор је бео или црвен, јод је љубичаст, хлор је жутозелен, угљеник је црн или безбојан.

Неки гасови су безбојни, па су зато невидљиви (на пример, водоник, кисеоник и азот).

Неметали се могу разликовати по боји и по мирису. Неки од њих имају веома јак, непријатан мирис, на пример, хлор и бром.

Не смеју се удистати јер су веома штетни за зравље.

Општа особина неметала је да не проводе електрицитет.

Изузетак је облик угљеника који називамо графит.

И поред наведених разлика у физичким особинам, сви неметали због заједничких хемијских особина чине један скуп елемента.Живот на земљи се не може замислити без неметала. Један од најважнијих неметала је кисеоник.

Он је саставни део ваздуха и воде. Нематали угљеник, водоник, кисеоник, азот, фостор и сумпор основни су градивни елементи једињења која чине живи свет. Зато се они називају биогени елементи.

Плућа

Плућа су најважнији дио „прибора“ за дисање. Налазе се у грудној дупљи и састоје се од 2 плућна крила, од којих (код људи) лијево има два, а десно има три режња.

Плућа (pulmones) су шупљикав и еластичан орган, састављен од бронхија (тј. огранака душника), различитог промјера и огромног броја плућних мјехурића, од којих је сваки окружен мрежом крвних капилара.

Кроз ендотел мјехурића (тј. алвеола) врши се размена гасова: из плућних мјехурића прелази у крв кисеоник, а из крви у мјехуриће угљендиоксид - то је тзв. размјена гасова (спољашње дисање).

Плућна марамица (pleura) је танка опна која обавија оба плућна крила. Састоји се од два листа (pleura viscelaris et pleura parietalis), од којих је један срастао са плућима, а други са зидом грудног коша.

Силицијум

Силицијум (Si, лат. silicium) металоид је IVA групе. Стабилни изотопи силицијума су:28Si, 29Si и 30Si. Најважнија једињења силицијума су: оксид силицијума, који је главни састојак песка и стакла; киселине силицијума H2nSimO2m+n, као и њихове соли, хлоросиликати и алкосиликати. Силицијум се такође доста користи у електро индустрији.

Силицијум је други елемент по заступљености(одмах после кисеоника) на Земљи. Силицијум слично угљенику гради ланце силицијум-силицијум, силицијум-кисеоник-силицијум и силицијум-азот-силицијум. Постоји доста бројна (око 300 000) група таквих једињења, ипак има их доста мање него угљеникових једињења. Значај силицијума за живе организме ипак није велики. Њега неки организми користе за грађење ћелијског зида, а значајан је као и састојак неколико ензима.

Силицијум је 1822. године издвојио Jons Beželius из SiO2(који је тада сматран за хемијски елемент), претварајући га флуороводоничном киселином (HF) у SiF4 и редукујући га калијумом. Распрострањеност силицијума на Земљи је доста велика 26,95% и он је други елемент по распрострањености (одмах после кисеоника). Као што угљеник има најважнију улогу у органском свету такву улогу силицијум има у неорганском, јер SiO2 у разним облицима (кварц, песак, кристобалит) као и минерали силикати и алумосиликати чине већину стена које граде земљину кору.

Систем органа за дисање

Систем органа за дисање (респираторни систем) обавља размену гасова између организма и спољашње средине. Процесом дифузије се преко респираторних површина усваја кисеоник, а отпушта угљен-диоксид у спољашњу средину. Кисеоник је већини организама неопходан за производ ослобађа угљен-диоксид.Све организме можемо поделити у две групе, зависно од њиховог односа према кисеонику:

аеробне организме којима ја за живот и развој неопходан кисеоник;

анаеробне којима кисеоник није потребан.Да би процес размене гасова био успешан потребно је да респираторна површина буде што већа и богато снабдевена крвним судовима. У зависности од тога на ком нивоу се одвија, дисање је могуће поделити на:

унутрашње дисање - обухвата размену гасова на нивоу ткива и ћелија;

спољашње дисање - размена гасова кроз респираторне површине које су у додиру са спољашњом средином.Спољашњим дисањем усваја се кисеоник који прелази у крв, везује се за хемоглобин (образује се окси-хемоглобин )и њоме доспева до свих ткива и ћелија у организму. Кисеоник из крви дифузијом улази у ћелије и омогућава ћелијско дисање. Као крајњи производ ћелијског дисања ствара се угљен-диоксид који опет по законима дифузије прелази из ћелија у крв. У крви се везује за хемоглобин (настаје карбамино-хемоглобин) и тако транспортује до респираторних органа, а затим из њих у спољашњу средину.

Пошто је молекуларни кисеоник у високим концентрацијама штетан за ткива (доводи до оксидације органских материја) он се не може магационирати као што то могу хранљиве материје или вода. Зато је неопходно његово непрекидно снабдевање из спољашње средине.

Срце

Срце је шупљи мишићни орган у телу животиња, са основном функцијом у циркулацији течности кроз организам. Налази се на средини грудног коша. Људско срце има масу 200-425 грама. Срце је изграђено од срчаног мишићног ткива. Добро је покривено што му осигурава довољно хране и кисеоника. Крв опскрбљује тело кисеоником и нутријентима, и учествује у уклањању метаболичког отпада. Код људи, срце је лоцирано између плућа, у средишњем делу грудног коша.Срце је подељено мишићним зидом на леву и десну страну. Свака страна се дели на два дела - мањи је преткомора, а већи комора. Уобичајено је да се десна преткомора и комора називају „правим срцем”, док су њихови леви пандани „лево срце”. За разлику од тога, рибе имају две коморе, преткомору и комору, док гмизавци имају три коморе. Срчани залисци регулишу пролазак крви из преткоморе у комору. Они имају улогу вентила: пропуштају крв у једном смеру, из преткоморе у комору. Ток крви који пролази из преткоморе у комору затвара срчане залиске па враћање крви није могуће. Срце је затворено у заштитној овојници, перикарду, која исто тако садржи малу количину флуида. Зид срца се састоји од три слоја: перикарда, миокарда, и ендокарда.Срце пумпа крв са ритмом одређеним помоћу групе ћелија за регулацију ритма у синоатријском чвору. Оне генеришу струју која узрокује контракцију срца, путујући кроз атриовентрикуларни чвор и дуж спроводног система срца. Срце добија крв са ниским садржајем кисеоника из системске циркулације, која улази у десну преткомору из горње и доње велике шушље вене и прелази у десну комору. Одатле се крв пумпа у плућну циркулацију крви, кроз плућа где она прима кисеоник и отшушта угљен-диоксид. Оксигенована крв се затим враћа до леве преткоморе, прелази у леву комору и пумпа се кроз аорту до системске циркулације − где се кисеоник користи и метаболизује до угљен-диоксида. Срце куса при мировању тела брзином од око 72 откуцаја у минуту. Током физичких активности долази до привременог убрзања рада срца, али се брзина временом враћа на ниво при мировању.Кардиоваскуларне болести су најчешћи глобални узрок смрти према подацима из 2008. године. Оне узрокују око 30% смртних случајева. Од тога више од три четвртине су последица коронарних артеријских болести и можданог удара. Фактори ризика обухватају: пушење, прекомерну телесну тежину, недовољну физичку активност, висок холестерол, висок крвни притисак, и лоше контролисани дијабетес, између осталог. Кардиоваскуларне болести често немају симптоме или могу да узрокују бол у грудима или краткоћу даха. Дијагноза срчаних обољења често се врши узимањем у обзир медицинске историје, слушањем срчаних звукова помоћу стетоскопа, анализом ЕКГ и ултразвука. Специјалисти који имају фокус на срчаним болестима се називају кардиолозима, мада многе друге медицинске специјалности исто тако учествују у третману.

Станиште

Станиште, животно станиште, биотоп или абиоцен, је просторно ограничена јединица, која се одликује специфичним комплексом еколошких фактора.

Сваки организам живи у одређеном типу животног станишта, у једном језеру, реци или пустињи, и ту га је могуће лако пронаћи.

Простор са различитим облицима неживе материје и одговарајућим климатским особинама у којем жива бића живе назива се биотоп.

Биотоп-Тело сваког живог бића изграђено је од исте оне материје која се налази у неживој природи(угљеник, водоник, кисеоник, азот, фосфор и др). Такође, и готово сви витални животни процеси зависе од хемијских једињења из спољашње средине (вода, угљен-диоксид и др). Зато од неживе материје у биотопу умногоме зависи какве ће особине имати и сам екосистем.

Еколошка ниша, међутим подразумева не само физички простор у коме живи неки организам, већ и његову функционалну улогу у животној заједници (нпр. врсту исхране), као и положај који заузима у односу на еколошке факторе. Еколошка ниша говори о улози једне врсте у екосистему. Често се говори да нека врста заузима одређену еколошку нишу, што у ствари значи да се она разликује од друге врсте у погледу нпр. начина исхране, периода активности, коришћења различитих склоништа и др. Сликовито објашњено – појам животног станишта једног организма можемо схватити као његову адресу, а еколошку нишу као професију.

Свако животно станиште насељено је одређеном комбинацијом биљних и животињских врста – животном заједницом (биоценозом).

Животна заједница и станиште не могу постојати одвојено, већ су повезане у целину у којој је биоценоза биотичка, а биотоп абиотичка компонента. Животну заједницу одликује, пре свега, одређена структура коју сачињавају одговарајуће еколошке нише, састав врста и др.

Фотосинтеза

Фотосинтеза (из grčkog φώτο- [фото-], „светлост“ и σύνθεσις [sintesis], „спајање с нечим“) је процес претварања светлосне енергије у хемијску и њено чување у виду молекула шећера. Процес фотосинтезе се одвија у биљкама, те у неким бактеријама и алгама, које у својим ћелијама имају хлорофил. За процес фотосинтезе биљкама је неопходан угљен-диоксид, вода и светлосна енергија. Процес се одвија у хлоропластима, малим органелама у цитоплазми биљних ћелија које садрже зелени пигмент звани хлорофил. Фотосинтеза се највећим делом одвија у листовима биљака, а веома мало или никако у другим деловима биљке (стаблу, корену и др.)

Организми који врше процес фотосинтезе се називају фотоаутотрофи, јер им тај процес омогућава да сами себи производе храну. Као нуспроизвод процеса фотосинтезе испушта се кисеоник. Управо због те чињенице, фотосинтеза је од виталног значаја за живот на Земљи. Поред одржавања нивоа кисеоника у атмосфери, готово сва жива бића су директно или индиректно везана за фотосинтезу као извор енергије или хране. (изузетак су хемоаутотрофи који живе у стенама или око хидротермалних извора у океанским дубинама). Количина енергије која се произведе током процеса фотосинтезе је изузетно велика, отприлике 100 теравата, што је око шест пута веће од укупне потрошње енергије целог човечанства. Поред енергије, фотосинтеза је такође и извор угљеника у свим органским супстанцама у телима живих бића. Свеукупно, организми који врше фотосинтезу претворе око 100 милијарди тона угљеника годишње у биомасу.Иако се фотосинтеза може одвијати на разне начине код различитих врста, неке основне карактеристике су исте. На пример, процес увек почиње са светлосном енергијом коју апсорбују беланчевине зване фотосинтетички реакциони центри који садрже хлорофил. У биљкама, ове беланчевине се налазе унутар хлоропласта, док су код бактерија садржане у мембрани цитоплазме. Део сунчеве енергије која се прикупи преко хлорофила се чува у облику аденозин трифосфата (ATP). Остатак енергије се корисити за уклањање електрона из супстанци као што је вода. Ови електрони се затим користе у реакцијама у којима се угљен-диоксид претвара у органске супстанце. У биљкама, алгама и цијанобактеријама овај процес се одвија у низу реакција познатом као Калвинов циклус, међутим он је различит у неким бактеријама, попут инверзног Кребсовог циклуса у бактеријама Chlorobium. Многи фотосинтетички организми су развили одређена прилагођавања процеса фотосинтезе којима се концентрише или ускладиштава угљен-диоксид. Овим се помаже одвијање процеса фотореспирације, у којем се може потрошити значајан део шећера који је настао током фотосинтезе.

Хемоглобин

Хемоглобин је металопротеин за пренос кисеоника који садржи гвожђе и налази се у црвеним крвним зрнцима код кичмењака. Хемоглобин преноси кисеоник из плућа или шкрга у остале делове тела, као што су нпр. мишићи. Он повећава преносни капацитет за кисеоник у литру крви са 5 на 250 ml/l. Хемоглобин има и кључну улогу и при преносу CO2 и водоникових јона.

Име хемоглобин се састоји од речи хем и глобин, и на тај начин показује да је хемоглобин глобуларни протеин који садржи хем групу. Хем група се састоји од органског дела и атома гвожђа који је одговоран за везивање кисеоника.

Емпиријска хемијска формула најчешћег људског хемоглобина је

C2952H4664N812O832S8Fe4.

Циркулаторни систем

Циркулаторни систем, крвни систем или кардиоваскуларни систем је систем органа који омогућава циркулацију крви кроз тело, транспорт хранљивих састојака (као што су аминокиселине и електролити), кисеоника, угљен-диоксида, хормона и крвних ћелија у и из ћелија у телу ради пружања хране и помагања у борби против болести, стабилизацији температуре и pH, и одржавању хомеостазе.

Циркулаторни систем обухвата лимфни систем, кроз који циркулише лимфа. Пролазак лимфе на пример траје много дуже од крви. Крв је течност која се састоји од плазме, црвених крвних зрнца, белих крвних зрнца, и крвних плочица које циркулишу помоћу срца кроз васкуларни систем кичмењака, носећи кисеоник и нутријенте до ћелија и износећи отпадне материјале из свих телесних ткива. Лимфа је есенцијално рециркулисани вишак крвне плазме након што је била филтрирана из ванћелијске течности (између ћелија) и враћена у лимфни систем. Кардиоваскуларни (од латинских речи са значењем „срце” и „посуда”) систем се састоји од крви, срца, и крвних судова. Лимфа, лимфни чворови, и лимфни судови формирају лимфни систем, који враћа филтрирану крвну плазму из интестиналне течности (између ћелија) као лимфу.

Циркулаторни систем крви има две компоненте, системску циркулацију и плућну циркулацију.Док људи, као и други кичмењаци, имају затворе кардиоваскуларни систем (што значи да крв никад не напушта мрежу артерија, вена и капилара), неке групе бескичмењака имају отворен кардиоваскуларни систем. Лимфни систем, с друге стране, је отворени систем који пружа приступну руту за вишак интерстицијалне течности која се враћа у крв. Примитивнијем, диплобластном животињском разделу недостају циркулаторни системи.

Многе болести утичу на циркулаторни систем. Тиме су обухваћене кардиоваскуларне болести, које утичу на кардиоваскуларни систем, и лимфне болести које утичу на лимфни систем. Кардиолози су медицински стручњаци који се специјализују на срце, а кардиоторични хирурзи се специјализују у операцијама на срцу и околним областима. Васкуларни хирурзи се фокусирају на друге делове циркулаторног система.

Циркулаторни систем човека

Циркулаторни систем органа код човека је затвореног типа и чине га: крв, крвни судови , срце, лимфа, лимфни судови и лимфне жлезде. Овај систем организма омогућује размену кисеоника, храњивих материја и у њему се излучују продукти размене материје.

На другим језицима

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.