فقط كل شخص يعرف ذلك الأكسجين أمر بالغ الأهمية لحياة الإنسان وأن الاستغناء عنه لأكثر من دقيقتين فقط يتعارض مع الحفاظ على تلك الحياة. وإذا ألقيت نظرة حول العوالم الطبية والصناعية والفضائية ، فمن المحتمل أنك رأيت أنظمة تخزين الأكسجين ممثلة بشكل جيد في كل من هذه المجالات.
ما هو الأكسجين بشكل أساسي ، وما مدى سهولة هذا العنصر في الحياة اليومية ، بالإضافة إلى كونه الغاز الذي يجعلك تضحك (وتتحدث وتتنفس) حرفيًا؟ تابع القراءة ، وستفاجأ بفائدة هذه المادة في كل مكان. للأكسجين استخدامات عديدة بخلاف إبقائك متحركًا!
عنصر الأكسجين
الأكسجين هو العنصر رقم 8 في الجدول الدوري للعناصر. الأكسجين الجزيئي ، أو غاز الأكسجين ، له الصيغة O_2_ وبالتالي فهو ثنائي الذرة (له ذرتان). يمكن أن توجد كسائل في درجات حرارة منخفضة للغاية.
يشكل الأكسجين حوالي 21 بالمائة من الغاز في الغلاف الجوي. لحسن الحظ ، هذا هو منتصف الطريق بين 17 في المائة اللازمة للعديد من الكائنات للحفاظ على الحياة ومستوى 25 في المائة الذي تصبح فيه طبيعة الأكسجين القابلة للاشتعال مصدر قلق.
وظائف الأكسجين
يظهر الأكسجين بشكل رئيسي في سياقات الطب الحيوي والتصنيع والفضاء في العالم الحديث ، وتمتد أهمية الأكسجين إلى ما هو أبعد من أنظمة التنفس البشرية والحيوانية.
لا يمكن المبالغة في دور الأكسجين في جسم الإنسان. تشمل أجهزة الجسم المتضمنة بالأكسجين جميعًا حرفيًا ، لأن جميع الخلايا البشرية الحية تتطلب إمدادًا ثابتًا من الأكسجين وإلا فإنها تموت في غضون دقائق. يؤدي موت الخلايا على نطاق واسع في نفس المنطقة إلى موت الأنسجة أو نخرها.
تم اكتشاف الأكسجين عام 1774 بواسطة جوزيف بريستلي، ضروري للاحتراق ، وبالتالي يستخدم الأكسجين في علم المعادن ، الأمر الذي يتطلب درجات حرارة عالية للغاية لإحداث التفاعلات الكيميائية المطلوبة.
10 استخدامات للأكسجين
من الأفضل تلخيص الاستخدامات الرئيسية المحددة للأكسجين عن طريق فصلها إلى ثلاث فئات ملائمة مشار إليها أعلاه.
الاستخدامات الفسيولوجية للأكسجين:
- في الخلايا ، هناك حاجة إلى الأكسجين للتنفس الهوائي ، مما يسمح باستخراج الطاقة من الأطعمة التي يتم تناولها. هكذا الأكسجين التكميلي في المنزل وفي المستشفيات أمر حيوي لمن يعانون من اضطرابات التنفس مثل انتفاخ الرئة.
-
خزانات الأكسجين المضغوط يستخدمها متسلقو الجبال على ارتفاعات عالية لمواجهة انخفاض O2 الضغط على هذه الارتفاعات.
- هناك حاجة للأكسجين الإضافي مرضى الجراحة شُلت عمداً بسبب إجراءات طبية ، حيث تحافظ "آلات القلب والرئة" على استمرار وظائفها الحيوية.
- يمكن استخدام الأكسجين كمنتج عامل تعقيم لقتل بعض البكتيريا اللاهوائية التي تقتل بالتعرض الكافي للغاز.
الاستخدامات الصناعية للأكسجين:
- الأكسجين ضروري للتفاعل الذي يحول الكربون إلى غاز ثاني أكسيد الكربون في عمل الصلب ، والذي يحدث تحت درجات حرارة عالية في فرن الانفجار. ينتج ثاني أكسيد الكربون تقليل أكاسيد الحديد إلى المزيد من مركبات الحديد النقية.
- يستخدم الأكسجين في تطبيقات أخرى تشمل المعادن وتتطلب درجات حرارة عالية ، مثل مشاعل اللحام.
استخدامات الأكسجين في الفضاء الجوي:
- في شكل سائل ، يستخدم الأكسجين على نطاق واسع كعامل مؤكسد للاستخدام في الصواريخ والصواريخ، حيث يتفاعل مع الهيدروجين السائل لإنتاج قوة الدفع الرائعة اللازمة للإقلاع. تشمل بدلات رواد الفضاء شكلاً نقيًا تقريبًا من الأكسجين.
- يستخدم الاوكسجين ل تحلل مركبات الهيدروكربون ، التي تتفكك عن طريق تسخينها. يستخدم هذا لإنشاء الاحتراق الذي عادةً ما يحرر الماء وثاني أكسيد الكربون ، ولكن يمكنه أيضًا إنتاج الهيدروكربونات الأسيتيلين والبروبيلين والإيثيلين.
- يستخدم الأكسجين في محطات معالجة مياه الصرف الصحي وتنقية المياه. يُجبر من خلال الماء على زيادة إنتاج البكتيريا التي تعمل على التمثيل الغذائي للنفايات في الماء.
- غاز الأكسجين (O2) ضروري لإنتاج الطاقة في أشياء غير مرتبطة بمصدر كهربائي خاص بهم ، مثل المولدات والمركبات (مثل السفن والطائرات والسيارات).