instagram

Sifat-sifat Oksigen dan Aplikasinya

Oksigen adalah unsur yang paling banyak terjadi di Bumi. Karena, membentuk senyawa dengan unsur-unsur kimia hampir semua kecuali gas mulia, sebagian oksigen terestrial terikat dengan unsur-unsur lain dalam senyawa seperti silikat, oksida, dan air. Oksigen juga dilarutkan dalam sungai, danau, dan lautan. Molekul oksigen terjadi hampir seluruhnya di atmosfer. Namanya berasal dari bahasa Yunani akar “Oxys” (“asam”, secara harfiah “tajam”, mengacu pada rasa asam asam) dan “gen” (“produser”, secara harfiah “beranak”). Pada saat penamaan, itu keliru berpikir bahwa semua asam diperlukan oksigen dalam komposisi mereka.

Oksigen merupakan anggota dari kelompok 16 pada tabel periodik, dan merupakan unsur non-logam yang sangat reaktif yang mudah membentuk senyawa (terutama oksida) dengan hampir semua unsur lainnya. Massa, oksigen adalah unsur yang paling melimpah ketiga di alam semesta setelah hidrogen dan helium dan massa unsur paling melimpah di kerak bumi, membuat hampir setengah dari massa kerak itu.

Oksigen bebas terlalu reaktif muncul di Bumi tanpa tindakan fotosintesis organisme hidup, yang menggunakan energi sinar matahari untuk menghasilkan unsur oksigen dari air. Molekul O2 hanya mulai menumpuk di atmosfer setelah munculnya evolusi organisme tersebut, sekitar 2,5 miliar tahun yang lalu. Gas oksigen diatomik merupakan 20,8% dari volume udara. Semua kelas utama molekul struktural dalam organisme hidup, seperti protein, karbohidrat, dan lemak, mengandung oksigen, seperti halnya senyawa anorganik utama yang terdiri kerang hewan, gigi, dan tulang. Unsur oksigen diproduksi oleh cyanobacteria, ganggang dan tanaman, dan digunakan dalam respirasi selular untuk semua kehidupan yang kompleks. Bentuk lain dari oksigen, ozon (O3), membantu melindungi biosfer dari radiasi ultraviolet dengan lapisan ozon ketinggian tinggi, tetapi merupakan polutan di dekat permukaan di mana itu adalah produk sampingan dari asap.

oksigen

Bagaimana Sejarah Oksigen?

Salah satu eksperimen pertama yang diketahui tentang hubungan antara pembakaran dan udara dilakukan oleh penulis Yunani abad ke-2, Philo dari Byzantium. Pada akhir abad ke-17, Robert Boyle, filsuf alam, ahli kimia membuktikan bahwa udara diperlukan untuk pembakaran. Oksigen pertama kali ditemukan oleh apoteker Swedia, Carl Wilhelm Scheele. Sementara itu, pada 1 Agustus 1774, sebuah eksperimen yang dilakukan oleh pendeta Inggris, Joseph Priestley, fokus sinar matahari pada oksida merkuri (HgO) dalam tabung kaca, yang melepaskan gas ia beri nama ” udara dephlogisticated “. Priestley sering diberikan prioritas karena karyanya diterbitkan pertama. Nama oksigen diciptakan pada tahun 1777 oleh Antoine Lavoisier, seorang bangsawan Perancis.

Pada tahun 1805, Joseph Louis Gay-Lussac, seorang ahli kimia Perancis dan Alexander von Humboldt, seorang naturalis Jerman menunjukkan bahwa air terbentuk dari dua volume hidrogen dan satu volume oksigen. Ahli kimia dan fisika Swiss, Raoul Pierre Pictet, menemukan oksigen cair pada tanggal 22 Desember 1877. Pada tahun 1891 ahli kimia Skotlandia, James Dewar, mampu menghasilkan oksigen cair yang cukup untuk belajar. Proses komersial pertama untuk memproduksi oksigen cair secara independen dikembangkan pada tahun 1895 oleh insinyur Jerman, Carl von Linde, dan insinyur Inggris, William Hampson. Pada tahun 1923 ilmuwan Amerika, Robert H. Goddard, menjadi orang pertama yang mengembangkan mesin roket; mesin yang digunakan bensin untuk bahan bakar dan oksigen cair sebagai oksidator. Goddard berhasil menerbangkan roket berbahan bakar cair kecil 56 m pada 97 km / jam pada tanggal 16 Maret 1926 di Auburn, Massachusetts, Amerika Serikat.

Bagaimana struktur dari Oksigen?

Pada suhu dan tekanan standar, oksigen adalah tidak berwarna, tidak berbau gas dengan rumus molekul O2, di mana dua atom oksigen secara kimiawi terikat satu sama lain.

Oksigen triplet (tidak harus bingung dengan ozon, O3) adalah keadaan dasar (keadaan-energi terendah) dari molekul O2

Dalam bentuk triplet normal, molekul O2 adalah paramagnetik. Artinya, mereka membentuk magnet di hadapan medan magnet.

Oksigen cair tertarik ke magnet sampai batas yang cukup, dalam demonstrasi laboratorium, jembatan oksigen cair terjadi antara kutub magnet yang kuat.

Oksigen tunggal adalah nama yang diberikan untuk beberapa spesies-energi yang lebih tinggi dari molekul O2 di mana semua spin elektron berpasangan. Hal ini jauh lebih reaktif terhadap molekul organik yang umum daripada molekul oksigen per detik. Di alam, singlet oksigen umumnya terbentuk dari air selama fotosintesis, menggunakan energi sinar matahari.

Karotenoid (pigmen organik) dalam organisme fotosintetik (dan mungkin juga pada hewan) memainkan peran utama dalam menyerap oksigen singlet dan mengubahnya menjadi berkeadaan dasar tak tereksitasi sebelum dapat membahayakan Anda tidak memiliki akses untuk melihat simpul ini.

Apakah sifat Umum Oksigen?

  • Oksigen adalah tidak berwarna, tidak berbau, gas hambar.
  • Rumus molekul oksigen O2.
  • Nomor atom adalah 8.
  • Massa atom adalah 15,999 g / mol
  • Densitasnya adalah 1,429 kg / m3 pada 20 ° C.
  • Titik didih adalah -183 ° C.
  • Titik lelehnya adalah -219 ° C
  • Oksigen lebih larut dalam air dibandingkan nitrogen; air mengandung sekitar 1 molekul O2 untuk setiap 2 molekul N2, dibandingkan dengan rasio atmosfer sekitar 1: 4.
  • Kelarutan oksigen dalam air tergantung suhu.
  • Pada 25 ° C dan 1 atmosfer standar (101.3 kPa) dari udara, air tawar mengandung sekitar 6.04 mililiter (mL) oksigen per liter, sedangkan air laut mengandung sekitar 4,95 mL per liter.
  • Oksigen mengembun pada 90,20 K (-182,95 ° C, -297,31 ° F). O2 cair dan padat adalah zat yang bening dengan cahaya langit-biru warna yang disebabkan oleh penyerapan warna merah.
  • Oksigen cair juga dapat diproduksi dengan kondensasi dari udara, dengan menggunakan nitrogen cair sebagai pendingin.
  • Ini adalah zat yang sangat reaktif dan harus dipisahkan dari bahan yang mudah terbakar.

Bagaimana Alotrop (bentuk fisik) dari Oksigen?

  • Alotrop umum unsur oksigen di Bumi disebut “dioksigen”, O2.
  • Ini memiliki panjang ikatan 121 pm dan energi ikatan dari 498 kJ • mol-1. Ini adalah bentuk yang digunakan oleh bentuk-bentuk kehidupan yang kompleks, seperti hewan, dalam respirasi selular dan merupakan bentuk yang merupakan bagian utama dari atmosfer bumi.
  • Trioksigen (O3) biasanya dikenal sebagai ozon dan merupakan alotrop yang sangat reaktif oksigen yang merusak jaringan paru-paru. Ozon diproduksi di atmosfer bagian atas ketika O2 bergabung dengan oksigen atomik yang dibuat oleh pemisahan O2 oleh radiasi ultraviolet (UV). Karena ozon menyerap kuat di wilayah dari spektrum UV, fungsi lapisan ozon atmosfer atas sebagai perisai radiasi pelindung bagi planet ini.
    (Konsep ilmiah umum yang menggambarkan keadaan keseimbangan halus) yang metastabil molekul tetraoksigen (O4) ditemukan pada tahun 2001, dan diasumsikan ada sebagai “oksigen padat”. Bentuk oksigen padat pada tekanan atmosfer normal pada suhu di bawah 54,36 K.
  • Hal ini dibuktikan pada tahun 2006 bahwa fase ini, diciptakan oleh pressurizing O2 ke 20 GPa, sebenarnya cluster O8. Cluster ini memiliki potensi untuk menjadi oxidizer jauh lebih kuat daripada baik O2 atau O3 dan karena itu dapat digunakan dalam bahan bakar roket.

Apa itu Isotop oksigen?

Alami oksigen terdiri dari tiga isotop stabil, O-16, O-17, dan O-18, dengan O-16 yang paling melimpah (kelimpahan alami 99,762%).

Empat belas radioisotop telah ditandai, yang paling stabil O-15 dengan waktu paruh dari 122,24 detik dan O-14 dengan waktu paruh dari 70,606 detik.

Semua isotop radioaktif yang tersisa memiliki paruh yang kurang dari 27 detik dan mayoritas ini memiliki paruh yang kurang dari 83 milidetik.

Bagaimana oksigen dapat dihasilkan?

Metode yang paling umum adalah untuk menyaring udara fraksional cair ke dalam berbagai komponen, dengan penyulingan nitrogen N2 sebagai uap sementara O2 oksigen yang tersisa sebagai cairan. Distilasi fraksional adalah pemisahan campuran menjadi beberapa bagian, atau pecahan, seperti dalam memisahkan senyawa kimia dengan titik didih mereka dengan pemanasan mereka untuk suhu di mana beberapa fraksi senyawa tersebut akan menguap.

Metode utama lainnya menghasilkan gas O2 melibatkan melewati aliran bersih, udara kering melalui satu tempat tidur dari sepasang identik mikro zeolit, mineral aluminosilikat yang biasa digunakan sebagai adsorben komersial) saringan molekuler, yang menyerap nitrogen dan memberikan aliran gas yang 90% sampai 93% O2.

Bagaimana Aplikasi Oksigen?

  • Pengobatan: Serapan O2 dari udara adalah tujuan penting dari respirasi, sehingga suplementasi oksigen digunakan dalam pengobatan. Pengobatan tidak hanya meningkatkan kadar oksigen dalam darah pasien, tetapi memiliki efek sekunder penurunan resistensi terhadap aliran darah di berbagai jenis paru-paru yang sakit, mengurangi beban kerja pada jantung. Terapi oksigen digunakan untuk mengobati emfisema (penyakit paru-paru yang menyebabkan terutama sesak napas), pneumonia, beberapa gangguan jantung (gagal jantung kongestif).

penggunaan oksigen

  • Mendukung kehidupan: Sebuah aplikasi penting dari O2 sebagai gas pernapasan tekanan rendah pada ruang modern, yang mengelilingi tubuh penghuni mereka dengan udara bertekanan. Perangkat ini menggunakan oksigen murni hampir sekitar satu pertiga tekanan normal, sehingga tekanan darah parsial normal O2. Scuba penyelam dan awak kapal selam juga mengandalkan O2 buatan, tapi paling sering menggunakan tekanan normal, dan / atau campuran oksigen dan udara.
  • Industri: 25% dari yang diproduksi secara komersial oksigen digunakan oleh industri kimia. Peleburan bijih besi menjadi baja mengkonsumsi 55% dari yang diproduksi secara komersial oksigen.
  • Rockets: roket yang lebih besar menggunakan oksigen cair sebagai oksidator mereka, yang dicampur dan dinyalakan dengan bahan bakar untuk penggerak.
  • Tujuan ilmiah: Paleoclimatologists (studi perubahan iklim) mengukur rasio oksigen-18 dan oksigen-16 di kulit dan tengkorak dari organisme laut untuk menentukan iklim seperti apa jutaan tahun yang lalu. Ahli geologi planet telah mengukur kelimpahan yang berbeda dari isotop oksigen dalam sampel dari Bumi, Bulan, Mars, dan meteorit, tetapi lama tidak dapat memperoleh nilai acuan untuk rasio isotop pada matahari.

0 Comments

Leave Your Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*

*