Tlen

Ten artykuł dotyczy pierwiastka chemicznego. Zobacz też: Tlen (komunikator internetowy) oraz Tlen – rosyjski film z 2009.
Tlen
azot ← tlen → fluor
Wygląd
bezbarwny w stanie gazowym
niebieski w stanie ciekłym
Widmo emisyjne tlenu
Widmo emisyjne tlenu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a. tlen, O, 8
(łac. oxygenium)
Grupa, okres, blok 16, 2, p
Stopień utlenienia −II, −I, I, II
Właściwości metaliczne niemetal
Masa atomowa 15,99903–15,99977 u[a][4]
Stan skupienia gazowy
Gęstość 1,429 kg/m³
Temperatura topnienia −218,79 °C[1]
Temperatura wrzenia −182,962 °C[1]
Numer CAS 7782-44-7
PubChem 977
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Tlen (O, łac. oxygenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 8, niemetal z grupy tlenowców w układzie okresowym.

Stabilnymi izotopami tlenu są 16O (stanowi ponad 99% tlenu naturalnego), 17O oraz 18O.

Tlen w stanie wolnym występuje w postaci cząsteczek dwuatomowych O2 oraz trójatomowych – ozonu O3 (głównie w ozonosferze). Szczególną jego odmianą jest odkryty w latach 90. XX w. „czerwony tlen” o wzorze O4.

Tlen jest paramagnetykiem. Ciekły tlen ma barwę niebieską. Stały tlen znany jest w sześciu odmianach alotropowych.

Występowanie[edytuj | edytuj kod]

Tlen jest najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem na Ziemi – zawartość tlenu w jej skorupie wynosi 46,4%. Stanowi też 20,95% objętości atmosfery ziemskiej (23,25% wagowych). W postaci związków z innymi pierwiastkami wchodzi w skład hydrosfery (gdzie jego zawartość wynosi około 89% – woda) i litosfery jako tlenki (np. krzemionka (piasek) zawiera ok. 53% tlenu). W przyrodzie obieg tlenu odbywa się w cyklu zamkniętym. Rozpuszczalność tlenu w wodzie słodkiej wynosi 8,3 mg/l, a w wodzie słonej (3,5% soli) 6,6 mg/l (25 °C, 1 atm.)[7]. Tlen jest około dwa razy lepiej rozpuszczalny w wodzie niż azot[8]. Rozpuszczalność powietrza w wodzie wynosi 23 mg/l (25 °C, 1 atm.)[9]; powietrze rozpuszczone w wodzie zawiera 35,6% tlenu[7].

Historia[edytuj | edytuj kod]

Uznaje się, że tlen został odkryty przez Carla Scheelego przed 1773, ale odkrycie nie zostało opublikowane do 1777. W tym czasie za odkrywcę tlenu od dwóch lat uznawany był Joseph Priestley, który ogłosił jego odkrycie w Royal Society 23 marca 1775 roku[10]. Otrzymał on tlen 1 sierpnia 1774 roku, ogrzewając tlenek rtęci(II) i zbierając wydzielający się gaz[11].

Historyk alchemii Roman Bugaj wskazał, że tlen został odkryty już w XVII wieku przez Michała Sędziwoja, który nazywał go, między innymi, „pokarmem żywota” (łac. cibus vitae) i „duchem świata” (łac. spiritus mundi)[12]. Sędziwój wiedział, że „pokarm żywota, ukryty w powietrzu” jest niezbędny do życia i że przedostaje się z powietrza do krwi. Otrzymał go w drodze rozkładu saletry potasowej, który zachodził podczas jej prażenia; swoje doświadczenie opisał w dziele Dwanaście traktatów o kamieniu filozofów (1604). Stwierdził, że saletra jest ciałem złożonym, zawierającym „duch świata” (tak nazwał tlen, uznając go za kamień filozoficzny), umożliwiającym życie ludzi i zwierząt[13].

Ciekły tlen po raz pierwszy otrzymali profesorowie Uniwersytetu Jagiellońskiego, Zygmunt Wróblewski i Karol Olszewski, 5 kwietnia 1883. Wcześniej, w 1877, mgłę skroplonego tlenu zaobserwowali niezależnie Szwed Raoul Pictet[14] i Francuz Louis-Paul Cailletet[15].

Łacińska nazwa tlenu oxygenium (z greckiego oksy, kwaśny, i gennao, rodzę), wprowadzona została przez Antoine’a Lavoisiera[16]. Jako pierwszy uznał on tlen za pierwiastek chemiczny[10].

Polską nazwą „tlen” (od słowa „tlić”) zaproponował Jan Oczapowski przed rokiem 1851 i została ona zaakceptowana przez większość polskiego środowiska chemicznego w ciągu ok. 10 lat. Wcześniejsza polska nazwa „kwasoród” była dosłownym tłumaczeniem łacińskiej, a wprowadził ją Jędrzej Śniadecki[17][18].

W przyrodzie[edytuj | edytuj kod]

Tlen jest pierwiastkiem biogennym.

Jest niezbędny organizmom tlenowym do przeprowadzenia fosforylacji oksydacyjnej będącej najważniejszym etapem oddychania. Niektóre organizmy beztlenowe giną w obecności niewielkich ilości wolnego tlenu. Organizm przeciętnego dorosłego człowieka zużywa w ciągu minuty około 200 ml (0,3 g) tlenu. Oddychanie czystym tlenem jest dość niebezpieczne, ponieważ podnosi on ciśnienie krwi i wywołuje kwasicę. Niedobór tlenu staje się niebezpieczny dla życia, gdy jego zawartość w powietrzu spada poniżej 10–12%.

Zwierzęta wykorzystują go w procesie oddychania tlenowego w celu otrzymania energii:

C6H12O6 + 6O2 + ADP + H3PO4 → 6CO2 + 7H2O + ATP

Otrzymywanie w warunkach laboratoryjnych[edytuj | edytuj kod]

2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
  • poprzez termiczny rozkład azotanu potasu w temperaturze powyżej 400 °C, ale nie większej niż 440 °C:
2KNO3 → 2KNO2 + O2
  • poprzez termiczny rozkład chloranu potasu w temperaturze powyżej 550 °C:
2KClO3 → 2KCl + 3O2
2HgO → 2Hg + O2
2H2O2 → 2H2O + O2
  • w wyniku reakcji nadmanganianu potasu z nadtlenkiem wodoru:
2KMnO4 + 3H2O2 → 3O2 + 2KOH + 2MnO2 + 2H2O
2H2O → 2H2↑ + O2

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Tlen jest stosowany w medycynie, do sporządzania mieszanek oddechowych do nurkowania, w przemyśle jako utleniacz (na przykład w palnikach acetylenowo-tlenowych).

Związki tlenu[edytuj | edytuj kod]

Tlen wchodzi w skład wielu związków chemicznych o dużym znaczeniu przemysłowym: tlenków (w szczególności wody oraz dwutlenku węgla), nadtlenków (w szczególności nadtlenku wodoru), kwasów tlenowych, zasad. Jest też składnikiem większości związków organicznych o znaczeniu biologicznym, przykładowo białek i tłuszczy.

Oprócz anionów tlenkowych, ozonkowych, podtlenkowych, ponadtlenkowych i nadtlenkowych znane są związki, w których tlen występuje w podsieci kationowej. Jest to kation oksygenylowy O+2 w związku O2PtF6 (heksafluoroplatynian oksygenylowy). Kation ten może być stabilizowany przeciwjonem anionowym o silniejszych właściwościach ox-bas od tlenu lub red-ac od kationu oksygenylowego[19].

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Uwagi[edytuj | edytuj kod]

  1. Z uwagi na zmienność abundancji izotopów pierwiastka w naturze, podany został zakres wartości masy atomowej dla naturalnych źródeł tego pierwiastka. W dostępnych komercyjnie produktach mogą występować znaczne odchylenia masy atomowej od podanej, z uwagi na zmianę składu izotopowego w rezultacie nieznanego bądź niezamierzonego frakcjonowania izotopowego.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. a b CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M. Haynes (red.), wyd. 97, Boca Raton: CRC Press, 2016, s. 4-77, ISBN 978-1-4987-5429-3.
  2. a b Tlen (ang.) w wykazie klasyfikacji i oznakowania Europejskiej Agencji Chemikaliów. [dostęp 2016-09-08].
  3. Tlen (nr 00476) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2016-09-08]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  4. Juris Meija i inni, Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 88 (3), 2016, s. 265–291, DOI10.1515/pac-2015-0305.c?
  5. Wartość dla ciała stałego wg: Singman, Charles N. Atomic volume and allotropy of the elements. „Journal of Chemical Education”. 61 (2), s. 137–142, 1984. DOI: 10.1021/ed061p137. 
  6. a b Tlen (nr 00476) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Polski. [dostęp 2016-09-08]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  7. a b Oxygen Solubility in Fresh and Sea Water. The Engineering ToolBox. [dostęp 2011-01-20].
  8. CRC Handbook of Chemistry and Physics. Wyd. 83. Boca Raton: CRC Press, 2003, s. 8-86 – 8-89.
  9. Air Solubility in Water. The Engineering ToolBox. [dostęp 2011-01-20].
  10. a b Ignacy Eichstaedt: Księga pierwiastków. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1973, s. 120. OCLC 839118859.
  11. Ignacy Eichstaedt: Księga pierwiastków. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1973, s. 117. OCLC 839118859.
  12. Roman Bugaj, „Saletra filozofów” a odkrycie tlenu, „Kwartalnik Historii Nauki i Techniki”, 31 (3–4), 1986, s. 749–780 [dostęp 2018-06-01].
  13. Maciej Iłowiecki: Dzieje nauki polskiej. Warszawa: Wydawnictwo „Interpress”, 1981, s. 55. ISBN 83-223-1876-6.
  14. Sloan, T. O’Connor (1920). Liquid Air and the Liquefaction of Gases. New York: Norman W. Henley. (ang.).
  15. Cailletet L. The liquefaction of oxygen. „Science”. NS-6 (128), s. 51–52, 2007. DOI: 10.1126/science.ns-6.128.51. PMID: 17806947. 
  16. Pierre Chaunu, Cywilizacja wieku oświecenia, Warszawa: PIW, 1993, s. 409–410.
  17. Jan Oczapowski: Projekt do słownictwa chemicznego. Warszawa: 1853. Przedruk: Uwagi o tlenie (oxygenium). Ogłoszone przez Jana Oczapowskiego. (1853), „Chemik Polski”, 12, Rok X, 15 czerwca 1910, s. 264–269 [zarchiwizowane z adresu 2014-02-26].
  18. Władysław Leppert, Jan Oczapowski, „Chemik Polski”, Rok X (12), 1910, s. 269–272 [zarchiwizowane z adresu 2014-02-26].
  19. Zygmunt Gontarz: Związki tlenowe pierwiastków bloku sp. Wyd. 3. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2009. ISBN 978-83-7207-812-4.

© Materiał pochodzi z Wikipedia i jest na licencji GFDL

Losowe treści:

Wydarzenia

W Moskwie odsłonięto pierwszy w Rosji pomnik Jana Pawła II. Ma ponad 1,8 m wysokości i waży dwie tony.

Rocznice

1871 – zmarł Charles Babbage, angielski, matematyk i mechanik, twórca maszyny analitycznej

1976 – premiera filmu Brunet wieczorową porą

Muzyka

21 listopada ukaże się nowy singiel wokalistki zatytułowany "Marry The Night". Artystka zaprezentowała właśnie okładkę nowego singla. Na singlu usłyszymy także prawdopodobnie kilka remiksów. Jak zdradziła piosenkarka, "Marry The Night" opowiada o jej miłości do swojego rodzinnego miasta.

Sport

Adam Małysz zabierze do Maroka swoją żonę i córkę, które wystartują w rajdzie RMF Morocco Challenge - ta mocno zaskakująca wiadomość wywołała spore poruszenie w polskich mediach.