L’ossigeno è un elemento vitale ed essenziale per la vita di tutti gli esseri viventi, perché gli organismi aerobici non potrebbero respirare senza il suo aiuto. Inoltre, fa parte di molecole importanti, come proteine, carboidrati, acidi nucleici e lipidi. Scopri quali sono le loro proprietà, funzioni, caratteristiche e importanza.
Cos’è l’ossigeno?
È un elemento gassoso che fa parte del gruppo degli anfigeni o calcogeni, anche della serie chimica dei non metalli della tavola periodica. Una delle sue particolarità è che non contiene gusto, odore o colore nel suo stato ordinario. Tuttavia costituisce il 20,9% del volume dell’atmosfera terrestre e, insieme all’idrogeno, crea H₂O o molecole d’acqua.
Simbolo dell’ossigeno
O È rappresentato dal simbolo O, che deriva dalle parole greche antiche oxys , acido, e genos , generatore o produttore. Fondamentalmente il significato del nome significa produttore di acidi, perché erroneamente si credeva che tutti gli acidi necessitassero di questo elemento per la loro composizione.
Caratteristiche dell’ossigeno
Oltre allo stato ordinario, l’ossigeno liquido azzurro si trova nei laboratori, anche in forma solida e con sfumature cristalline bluastre. D’altra parte, agisce come il miglior agente ossidante tra gli elementi. Altre caratteristiche sono riassunte in:
- Stato ordinario di aggregazione : Gassoso.
- Magnetismo: è un elemento paramagnetico che tende ad allineare elettroni o orbitali paralleli a un campo magnetico.
- Proprietà organolettiche : Incolore, inodore e insapore nell’aspetto.
- Reazioni chimiche : La molecola di ossigeno ha un’elevata reattività che dà luogo a processi di combustione.
- Conduttore elettrico : è un cattivo conduttore di calore ed elettricità.
- Solubilità : ha una solubilità migliore dell’azoto.
- Elettronegatività : dopo il fluoro, ha la migliore elettronegatività tra tutti gli elementi.
- Malleabilità : è fragile, nel senso che non può essere appiattito per creare fogli, né allungato per diventare fili.
- Allotropico: esiste in molecole biatomiche, O2 o diossigeno, e molecole triatomiche, O3, chiamate ozono.
Proprietà chimiche e fisiche dell’ossigeno
- Numero atomico : 8
- Gruppo : 16
- Periodo : 2
- Blocco : pag
- Peso atomico : 15,9994
- Densità : 1.429 kg/m³
- Stato : Gas
- Ruggine : No
- Stati di ossidazione : -2, -1
- Punto di fusione : -223 (°C)
- Punto di ebollizione : -183 (°C)
- Calore specifico : 920 J/(K-kg)
- Elettronegatività : 3,44
- Raggio medio : 60 ore
- Raggio covalente : 73 ore
- Raggio atomico : 60 ore
- Elettroni per strato : 2, 6
- Configurazione elettronica : [He]2s22p4
Origine dell’ossigeno
Alla fine del XVIII secolo, lo svedese Carl Wilhelm Scheele esaminò le proprietà dell’ossigeno e lo riconobbe come il principale protagonista dell’aria. Tuttavia presentò i suoi risultati fino al 1777. Nel frattempo il chimico Joseph Priestley pubblicò le sue ricerche nel 1774 ed è quindi considerato l’autore della sua scoperta.
Priestley riscaldò l’ossido di mercurio, o HgO, finché non vide il rilascio di un gas, che chiamò aria deflogisticata. Osservò anche che aumentava l’intensità della fiamma. Successivamente, nel 1777, Antoine Lavoisier lo identificò come elemento chimico e gli diede il nome di ossigeno.
A cosa serve l’ossigeno?
In campo medico questo elemento viene utilizzato per mantenere in vita i pazienti chirurgici. Allo stesso modo, l’ossigenoterapia viene utilizzata per le persone che soffrono di polmoni, cuore, enfisema, tra gli altri. Inoltre, viene spesso utilizzato come gas respirabile durante le missioni subacquee e spaziali, ad esempio per le mute da sub contenenti bombole di ossigeno.
Un altro utilizzo nell’industria è la produzione di leghe di ferro, ossido di etilene, basi plastiche e materiali tessili. Inoltre, viene utilizzato per bruciare o incenerire l’acetilene e realizzare torce che tagliano rapidamente i metalli.
Importanza dell’ossigeno per la vita
È un composto vitale, perché contiene sostanze biologiche essenziali, come proteine, aminoacidi, zuccheri, utili alla vita sulla terra. Allo stesso modo, la sua composizione comprende diverse molecole fondamentali del metabolismo da cui gli esseri viventi ottengono energia. Ad esempio, la fotosintesi di piante, batteri e altri organismi vegetali.
Interazione con altri elementi
Tutti gli elementi chimici formano composti con questo gas, ad eccezione dei gas nobili. Alcuni esempi di composti binari che contengono una maggiore abbondanza di ossigeno sono H₂O, acqua, e SiO2, silice. Tra quelli abbondanti in natura ci sono anche i silicati, il marmo, il calcare, il gesso, la bauxite e gli ossidi di ferro.
Ottenere ossigeno industriale
Uno dei metodi di produzione è la filtrazione con zeolite, una procedura utilizzata per ottenere questo risultato su piccola scala. Implica il passaggio di un flusso di aria pulita e secca attraverso setacci molecolari, che intrappolano l’azoto e creano aria ad alto contenuto di O.
Il secondo modo per produrlo è attraverso l’elettrolisi dell’acqua, un metodo che scompone la molecola d’acqua, H₂O. Ciò avviene iniettando un dipolo di elettricità che fa sì che l’anodo attiri le molecole gassose di O verso un contenitore. Nel frattempo, il catodo fa lo stesso con l’idrogeno.
Saturazione di ossigeno
Questa è la quantità di elemento chimico disponibile nel sangue. A quanto pare, l’ossigeno si lega ai globuli rossi quando il cuore inizia a pompare il sangue. Se i livelli sono ottimali, ciò garantisce che le cellule ricevano una misura adeguata. Le percentuali di persone sane vanno dal 95 al 100%, altrimenti si parla di ipossiemia.
In sintesi, questo elemento chimico in condizioni ordinarie è allo stato gassoso. Fa parte degli anfigeni, i non metalli e si trova con il numero 8. Inoltre è un agente ossidante, paramagnetico, inodore, insapore e incolore. Ha eccellente elettronegatività, solubilità e due allotropi, diossigeno e ozono.