Κύκλο οξυγόνο στη φύση

Επισήμως αναγνωρισμένο το 1774 από το αγγλικό χημικός Dzhozefom Pristli οξυγόνο (O2) έχει ανοιχθεί. Ως αποτέλεσμα των πειραμάτων που διεξάγονται σε ένα κλειστό δοχείο με οξείδιο του υδραργύρου, υπό την επίδραση του ηλιακού φωτός που κατευθύνεται φακού ήταν επέκτασή της: 2HgO → O2 ↑ + 2HG. Αυτό το αέριο υλικό χαρακτηρίζεται από μία πυκνότητα σε κανονικές συνθήκες 0.00142897 g / cm³, ένα γραμμομοριακό όγκο 14,0 cm³ / mole, σημείο τήξεως μείον 218,2 ° C και η θερμοκρασία βρασμού μείον 182,81 ° C. Μοριακή μάζα είναι ίση προς 15,9994 g / mol. Το κύριο χαρακτηριστικό του οξυγόνου - είναι η ικανότητά του να οξειδώνουν διάφορες ουσίες. Ως ενεργός μη-μέταλλο, O2 αντιδρά με όλα τα μέταλλα με το σχηματισμό των βασικών και αμφοτερικών οξείδια, καθώς επίσης και όλα τα μη-μέταλλα (εκτός από αλογόνο) για να ληφθεί το οξύ ή nesoleobrazuyuschie οξείδια.

Το οξυγόνο που περιλαμβάνονται στο περισσότερα από χίλια ουσιών, όπως είναι πιο συχνή στον κόσμο χημικό στοιχείο. Είναι μέλος διαφόρων χημικών ενώσεων (υπάρχουν περισσότερα από χίλια πεντακόσια). Το στερεό περιεχόμενο του φλοιού Ο2 της γης ισούται 47,4%. Στην θαλάσσια και γλυκά νερά της το μερίδιό της στην δεσμευμένη κατάσταση των λογαριασμών για το 88,8% κατά βάρος. Στην ατμόσφαιρα του οξυγόνου είναι σε ελεύθερη κατάσταση, είναι ίσο με το κλάσμα όγκου του περίπου 21%, και μάζα - 23,1%. Είναι ένα απαραίτητο συστατικό των οργανικών ουσιών που υπάρχουν σε κάθε ζωντανό κύτταρο. Με ένταση, στην οποία κατέχει το 25% και 65% κατά βάρος. κύκλο οξυγόνο στη φύση λόγω της χημικής δραστικότητας του.

Ο κύκλος είναι μια σειρά από αλλαγές επί της ουσίας, ως αποτέλεσμα του οποίου επιστρέφει στο σημείο εκκίνησης, και επαναλαμβάνει ολόκληρη τη διαδρομή. Το οξυγόνο είναι βιογεωχημικοί κίνηση κύκλο. Μέσα από αυτό περνάει μέσα από O2 βιοτικών άθροισμα όλων των οικοσυστημάτων (της βιόσφαιρας, ή ζώνη της ζωής στη Γη) και αβιοτικών (λιθόσφαιρα, την ατμόσφαιρα και την υδρόσφαιρα) περιβάλλον. κύκλο οξυγόνο περιγράφει την κίνησή του στο υδατόσφαιρα (μάζα νερού που βρίσκεται κάτω από το έδαφος και πάνω από την επιφάνεια), η ατμόσφαιρα (αέρας) στη βιόσφαιρα (συνολικό άθροισμα των τιμών όλων των οικοσυστημάτων) και λιθόσφαιρας (κρούστα). Οι παραβιάσεις αυτού του κύκλου στην υδρόσφαιρα μπορεί να οδηγήσει σε υποξίας (χαμηλό O2) στους τομείς των μεγάλων λιμνών και των ωκεανών. Ο κύριος παράγοντας που οδηγεί είναι η φωτοσύνθεση.

Οικολογικά συστήματα (οικοσυστήματα) έχουν πολλές βιογεωχημικών κύκλων, που εργάζονται στη σύνθεσή τους. Για παράδειγμα, το κύκλο του νερού, ο κύκλος του οξυγόνου, κυκλοφορία του αζώτου, άνθρακα, κτλ Όλα τα χημικά στοιχεία είναι η διαδρομή, η οποία αποτελεί μέρος των βιογεωχημικών κύκλων. Αποτελούν αναπόσπαστο μέρος των ζωντανών οργανισμών, αλλά και κινούνται μέσα από τα οικοσυστήματα αβιοτικό περιβάλλον. Αυτό είναι το νερό (υδρόσφαιρας), ο φλοιός της Γης (η λιθόσφαιρα) και ο αέρας (ατμόσφαιρα). Οι ζωντανοί οργανισμοί γεμίσει το κέλυφος της Γης που ονομάζεται τη βιόσφαιρα. Όλα τα θρεπτικά στοιχεία όπως είναι ο άνθρακας, το άζωτο, το οξυγόνο, φώσφορο και θείο, χρησιμοποιούνται και αποτελούν μέρος ενός κλειστού συστήματος, έτσι ώστε να ανακυκλώνονται και να μην χάνονται και αναπληρώνονται συνεχώς, όπως σε ένα ανοικτό σύστημα.

Η μεγαλύτερη δεξαμενή O2 (99,5%) είναι ο φλοιός και γη μανδύα, όπου αυτή περιέχεται στο πυριτικό οξείδιο και μεταλλικά στοιχεία. κύκλου της εισόδου οξυγόνου παρέχεται μόνο ένα μικρό μέρος, με τη μορφή του ελεύθερου O2 στη βιόσφαιρα (0.01%) και την ατμόσφαιρα (0,36%). Η κύρια πηγή της ατμοσφαιρικής O2 είναι ελεύθερη φωτοσύνθεση. Προϊόντα αυτών είναι οργανικές ουσίες και το ελεύθερο οξυγόνο που σχηματίζεται από διοξείδιο του άνθρακα και νερό: 6CO2 + 6H2O + ενέργεια → C6H12O6 + 6O2.

Για τον κύκλο του οξυγόνου στη βιόσφαιρα ανταποκριθεί φυτά της γης, φυτοπλαγκτόν και των ωκεανών. Tiny θαλάσσιο κυανοβακτήρια (μπλε-πράσινη άλγη) Prochlorococcus, μέγεθος 0,6 microns, ανακαλύφθηκαν το 1986 έτος. Αυτοί αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το ήμισυ των προϊόντων της φωτοσύνθεσης στον ανοιχτό ωκεανό. Μια πρόσθετη πηγή διαθέσιμου ατμοσφαιρικού οξυγόνου είναι το φαινόμενο της φωτόλυσης (χημική αντίδραση που προκαλείται από τη δράση των φωτονίων). Ως ένα αποτέλεσμα της ατμοσφαιρικής νερό και το υποξείδιο του αζώτου διασπώνται στα συνιστώντα άτομα, υδρογόνου (Η) και το άζωτο (Ν) και κόπηκε απομακρύνονται, και Ο2 στην ατμόσφαιρα είναι: 2H2O + ενέργεια → 4Η + O2 και 2N2O + ενέργεια → 4Ν + O2. Ατμοσφαιρική οξυγόνο καταναλώνεται δωρεάν έμβιων οργανισμών σε αναπνευστικές διαδικασίες και διαδικασίες σήψης. Λιθόσφαιρα χρησιμοποιεί δωρεάν O2 ως αποτέλεσμα των αντιδράσεων χημική διάβρωση και επιφάνεια. Για παράδειγμα, καταναλώνεται στο σχηματισμό των οξειδίων του σιδήρου (σκουριά): 4FeO + O2 → 2Fe2O3 ή άλλα οξείδια μετάλλων και αμέταλλα.

κύκλου οξυγόνου περιλαμβάνει επίσης ένα βρόχο μεταξύ λιθόσφαιρας και της βιόσφαιρας. Οι θαλάσσιοι οργανισμοί στη βιόσφαιρα χρησιμεύουν ως πηγές ανθρακικού ασβεστίου (CaCO3), το οποίο είναι πλούσιο σε Ο2. Όταν το σώμα πεθαίνει, το κέλυφός του υποβάλλεται για ρηχά νερά πυθμένα, όπου υπάρχει ένα μεγάλο χρονικό διάστημα για να σχηματίσουν ασβεστόλιθο (κρούστα ιζήματος). Weathering διαδικασιών που κινήθηκαν βιόσφαιρα μπορεί επίσης να εξάγει το ελεύθερο οξυγόνο της λιθόσφαιρας. Φυτά και ζώα ανακτήθηκαν θρεπτικά συστατικά από το ίζημα και την απελευθέρωση οξυγόνου.