L'Oxygène

Contexte Historique

L'oxygène a été découvert par le chimiste suédois Carl Wilhelm Scheele en 1771, mais sa découverte n'a pas été immédiatement reconnue et prise indépendamment par Joseph Priestley en 1774 une plus grande reconnaissance publique. Antoine Laurent Lavoisier dans la même année était le nom de l'élément, mais seulement enregistré en 1777 Scheele dans le cadre de l'air. Fondée en 1781, Antoine Lavoisier, la fonction indispensable dans les phénomènes de la respiration et de la combustion.

Propriétés

A température et pression normales, l'oxygène sous forme de gaz à partir de deux atomes de carbone et est désigné de la manière suivante: O2 (CAS: 7782-44-7). Cette molécule est une partie importante de l'air produite par la plante par photosynthèse, et est nécessaire à la respiration des êtres vivants.

La molécule O2 est très souvent mentionné et d'oxygène insuffisante (pour une synecdoque); L'oxygène moléculaire, l'oxygène moléculaire, l'oxygène diatomique dioxygène, d'oxygène: une nomenclature des O2 unique et non ambiguë, vous pouvez utiliser les termes suivants.

Dioxygène O2, solides et liquides, est paramagnétique bleu et forte. La théorie des orbitales moléculaires explique le phénomène de paramagnétisme et a confirmé que la double liaison à prendre en considération: les deux électrons moins liés par O2 occupent orbitales dégénérées de symétrie π et spins parallèles. Cela conduit à un état fondamental triplet, une inertie cinétique inhabituel dans les réactions d'oxydation de composés organiques est diamagnétique, par conséquent, étant donné que ces réactions se produisent sans conserver le nombre total quantique de spin.

Disponibilité

L'oxygène est l'élément le plus abondant dans la croûte de la terre, se élève à environ 46,7%. sous forme d'oxygène de 87% des océans (en tant que composante de l'eau, H2O) et 20% de l'atmosphère de la Terre (tel que l'oxygène moléculaire ou O2 ozono O3). Les composés oxygénés, en particulier les oxydes métalliques, les silicates (SiO44-) et de carbonate (CO32-) sont généralement présents dans les roches et les sols. L'eau glacée est une commune planètes solides et des comètes. Les calottes polaires de Mars sont faites de dioxyde de carbone gelé. Les composés de l'oxygène trouvés dans l'univers, et la gamme d'oxygène est souvent causée dans les étoiles. Habituellement oxygène est très faible dans les planètes gazeuses. La molécule O2, l'oxygène dans la nature sous la forme d'ozone (O2) peut être trouvé: est formé par une décharge électrostatique, en présence d'oxygène moléculaire. Dimère de la molécule par de l'oxygène (O2) 2 se trouve en tant que composant mineur en O2 liquide.

Production

Préparation en laboratoire

La préparation de O2 de l'oxygène diatomique en laboratoire par des réactions endothermiques avec des composés d'oxygène, par exemple:

2KClO₂ → 2KCl + 3O₂

Cette réaction a un caractère explosif, effectué à une température de bas de catalyseur à base de dioxyde de manganèse (MnO 2).

Il a également la production d'oxygène diatomique pendant le processus d'électrolyse de l'eau, qui est également obtenu idrogenobiatomico H2 gazeux.

La production industrielle

Une séparation cryogénique de l'air; Au niveau de l'industrie, vous pouvez dioxygène obtenir:

• La séparation de l'air par adsorption;
• Séparation de l'air de filtration à membrane.

Le procédé de séparation cryogénique de l'air, au point de 1901 à 1910 par un ingénieur allemand Carl von Linde, comprend la distillation fractionnée de l'air liquide (qui est principalement composé d'azote moléculaire N2 et O2 d'oxygène moléculaire). Ce module de 77,35 K (égal à -195,8° C) est effectuée, étant donné que à cette température l'oxygène diatomique est liquide, tandis que l'azote moléculaire gazeux est, par lequel il est possible de les séparer.

Composés

En raison de ses obligations, électronégativité formes chimiques d'oxygène avec presque tous les autres éléments (et qui est l'origine de la définition de l'oxydation). Les seuls éléments qui sont sur la hélium d'oxydation, le néon et l'argon.
Des oxydes tels que la rouille, se forment lorsque l'oxygène réagit avec d'autres éléments.

Lie l'oxygène de différentes manières en fonction de l'élément et de l'Etat: en fait, crée des oxydes, peroxydes, superoxydes ou hydroxydes. L'oxyde est le «hydrogène-monoxyde de carbone" la plus courante, qui ne est rien mais l'eau (H2O). D'autres exemples comprennent des composés de carbone et d'oxygène, tels que le dioxyde de carbone (CO2), des alcools (R-OH), des aldéhydes (R-CHO) et des acides carboxyliques (R-COOH).

Radicaux oxygénés - tels que les chlorates (ClO3-), les perchlorates (ClO4-) chromate (CrO42-), le dichromate (Cr2O72-), le permanganate (MnO4-) et le nitrate (NO3-) - sont des agents oxydants puissants. De nombreux métaux tels que le fer liés à des atomes d'oxygène, générant divers composés tels que l'oxyde de fer (3 +) (Fe2O3), communément appelé rouille.

Isotopes

L'oxygène a trois isotopes stables avec des nombres de masse de 16, 17 et 18 et dix isotopes radioactifs. Toutes les heures de désintégration des radio-isotopes de moins de trois minutes.

La masse atomique de l'oxygène, mais inférieur à 16 est présent pour environ 99% en dépit de cet isotope: Ceci est une conséquence du fait que comme référence pour le calcul des masses a été sélectionné comme le carbone-12, et pour des raisons, le relativiste sont un défaut de masse dans la synthèse des éléments lourds.

La formation du noyau par fusion nucléaire se produit en fait, avec une masse et une diminution de la libération d'énergie.

Applications

L'oxygène a utilisation importante comme oxydant et la combustion; seulement fluor a une électronégativité supérieure.
O2 de dioxygène (sous forme liquide) comme oxydant propulsion des fusées; est pour la respiration, puis est utilisé en médecine; être utilisé comme un réservoir d'air dans les avions ou pour les ascensions en haute altitude; est utilisé dans la soudure et dans la production d'acier et de méthanol. En raison de sa capacité à rester à l'état liquide lorsque (4 bar) est maintenue à une légère pression, peuvent être stockés correctement préparé en grandes quantités dans les cylindres; à la vapeur un corps (ou de chauffage), est ensuite gazéifié être apporté aux lignes de distribution sous forme de gaz.

Une des applications les plus importantes de O2 en thérapeutique, hôpital et oxygénothérapie plongeur et l'oxygénothérapie hyperbare, à travers lequel il est possible de traiter et / ou accélérer le processus de guérison d'une longue lignée de maladies de toutes sortes.

Comme un médicament, à toutes fins (DGS 219/06) En mai 2010, l'O2 utilisé à l'hôpital après il est produit par distillation fractionnée, est discuté et analysé. Une fois que vous vérifiez les propriétés les mêmes que ceux doivent être énumérés dans la drogue, est "marqué" avec un numéro de lot, comme ce est le cas pour les médicaments est la date d'expiration (dans le cas de la médecine O2 est de 5 ans) et livré aux services de santé par l'exécution d'une "libération des lots" sous l'entière responsabilité du pharmacien par la société qui le produit. En médecine, en vigueur alors, en plus de la possession de l'AIC (AMM), administré par le type d'emballage connecté (bouteille, réservoir, etc ..) devrait être une recette que la voie d'administration, la posologie et la durée de spectacles à la thérapie.

Autres utilise des mélanges de O2 sont appelés «stimulants respiratoires»; De tels mélanges sont principalement de O2 dans la phase gazeuse (95%) et du dioxyde de carbone (5%) est composé, et sont utilisés dans les hôpitaux. De tels mélanges présentent la particularité que l'expulsion plus rapide des molécules nocives de l'organisme, par exemple dans le cas d'un empoisonnement par le monoxyde de carbone (CO).

Biologie

La portabilité de O2 augmente la pression artérielle avec: cela permet, dans les chambres de pression médicaux pour le traitement d'un certain nombre de maladies (qui a également typique de décompression des plongeurs et les plongeurs) utilisent. Pour les patients en détresse respiratoire avec des masques spécifiques pour O2, pour augmenter sa concentration dans l'haleine.

Précautions

Danger d'explosion ou de combustion

Une forte pression partielle d'O2 peut causer l'auto-allumage, la vitesse de combustion déjà en place, et une explosion, se il ya de bons combustibles. Cela est vrai même pour les composés très riches en oxygène tels que les chlorates, les perchlorates dichromates etc.

Compatibilité de l'oxygène

Lorsque vous traitez avec O2 pur comprimé pour réduire le risque d'incendie ou d'explosion, vous avez besoin d'être nettoyé dite oxygène ou que nettoyer soigneusement toutes les traces de graisses et d'huiles et de la pression O2 ne entre jamais en contact à l'aide des appareils compatibles avec les matières combustibles (par exemple des joints ou des métaux ne sont pas compatibles).

Toxicité

Comme mentionné précédemment, de l'oxygène est très instable et réagit violemment donc avec les autres éléments pour améliorer sa stabilité. Compatibilité avec la vie en sa présence est la capacité de l'utiliser comme un réactif précieux et puissant sans dommage (ce est littéralement une fosse d'électrons) ensemble.

Le mécanisme de la vie est la structure du métabolisme aérobie qui ont pour annuler les effets nocifs. Les effets néfastes sont plutôt anaérobie être clairement vu dans le salon, aucune structure de protection, physiologique et O2 sont détruits, ou se ils. Seulement avec obstacles physiques qui peuvent survivre pour éviter le contact

Une exposition prolongée à des pressions partielles élevées de O2 est toxique car il est supérieur aux niveaux de neutralisation, et peut provoquer dépend de la pression et la durée de l'exposition, du poumon et des conséquences neurologiques. Les effets comprennent la perte de la capacité du poumon et des lésions tissulaires. Effets neurologiques peuvent crises, la cécité et le coma.

Toxicité des composés

Les composés de l'oxygène, tels que l'ozone, O3, peroxydes et superoxydes sont des organismes hautement réactifs et donc létales.