Oxigenul în adâncurile pământului. Istoria oxigenului liber în scoarța terestră Oxigenul este conținut în scoarța terestră

Să ne alăturăm unei expediții geologice care a plecat să exploreze subsolul într-una din regiunile țării noastre.

Expediția este împărțită în grupuri separate - detașamente.

Dimineața devreme, geologii se dispersează de-a lungul rutelor pre-planificate.

Geologii de explorare folosesc instrumente de foraj pentru a extrage mostre de rocă de la diferite adâncimi din scoarța terestră și pentru a colecta roci de pe suprafața pământului.

Hidrogeologii studiază acviferele din sol și ape de suprafata. Seara, întorcându-se la corturile lor de laborator de tabără, analizează probele obținute în timpul zilei.

În fața noastră se află mostre de roci care conțin siliciu aduse de geologi. Siliciul este al doilea element cel mai abundent din natură, după oxigen. Aproximativ 30% din greutatea scoarței terestre este făcută din siliciu. Dar în natură, siliciul nu se găsește în stare liberă, ci în combinație cu oxigenul (SiO 2), pe care chimiștii îl numesc silice, iar geologii - cuarț.

Scoarța terestră este 65% silice. Sunt cunoscute numeroase varietăți ale acestui compus. Siliciu, cuarț, cristal de stâncă, nisip simplu, piatră de ascuțit, diverse pietre prețioase- toți aceștia sunt frați de silice.

Și cât de divers este folosit siliciul în viața de zi cu zi și în tehnologie! Ceaiul și vesela din sticlă, cristal, porțelan și faianță, clădiri din cărămidă, structuri și tavane din beton armat, poduri, suprafețe largi de autostradă, paramentele din granit ale clădirilor maiestuoase și terasamentele constau în principal din compuși de siliciu și oxigen.

Cu mult înainte ca omul să înceapă să folosească siliciul în tehnologie, plantele din natură l-au folosit pentru viața lor.

Puterea tulpinilor plantelor se datorează prezenței siliciului și oxigenului în ele. În cenușa paielor arse sau a tuburilor de bambus găsim multă silice, care în timpul vieții plantelor le întărește atât de mult tulpinile încât sunt capabile să reziste la rafale puternice de vânt și furtuni.

Plantele ornamentale sunt hrănite cu soluții speciale de săruri de silice pentru a le întări tulpinile și petalele de flori. Astfel de plante pot fi transportate pe distanțe lungi.

Adesea, geologii de explorare aduc cu ei la cort o piatră de culoare gri deschis - calcar, una dintre soiurile cristaline de carbonat de calciu (CaCO 3).

Carbonatul de calciu este compus din 48% oxigen, 40% calciu și 12% carbon. Creta și marmura, alte tipuri de carbonat de calciu, sunt fabricate din aceleași elemente.

Privind calcarul printr-o lupă, uneori pe secțiunile sale se pot vedea contururile cochiliilor animalelor marine.

În vastele întinderi ale pământului are loc un proces constant de transformare a carbonatului de calciu, insolubil în apă plată, în solubil. Fluxurile de apă saturate cu dioxid de carbon și care conțin dioxid de carbon (H 2 O + CO 2 - H 2 CO 3) întâlnesc carbonatul de calciu (CaCO 3) pe drum și, interacționând cu acesta (CaCO 3 + H 2 CO 3 - Ca (HCO) 3) 2), formează o sare care se dizolvă în apă și se duce la mare. Pentru animalele nevertebrate care trăiesc în mări și oceane, sărurile servesc ca material pentru construcția acoperirii lor exterioare - scoici. Cojile animalelor moarte se acumulează pe fundul mării, formând treptat straturi groase de calcar și cretă.

Geologii cred că acele întinderi de pământ pe care se găsesc acum mase uriașe de calcar și cretă au fost cândva fundul mării.

În construcția clădirilor și structurilor, calcarul este folosit ca material de construcție. Placile de placare pot fi realizate din calcar.

O cantitate mare de calcar în Uniunea Sovietică este folosită pentru a obține alte valori valoroase material de constructie- var nestins. Dacă carbonatul de calciu este calcinat, acesta se descompune în var și dioxid de carbon (CaCO 3 - CaO + CO 2). Tot varul nestins si aproape tot dioxidul de carbon se obtine din calcar, calcinindu-l in cuptoare speciale.

Geologii de explorare au adus în cortul de laborator mostre de minereu cu aspect discret, dar extrem de valoros, constând din hidrați de oxid de aluminiu: Al(OH) 3 și Al(OH). Amestecul acestor compuși oxigenați ai aluminiului se numește bauxită. Sunt compuse din aluminiu, hidrogen și oxigen. Oxidul de aluminiu (A1 2 O 3) se obține din bauxită, care în tehnologie se numește alumină.

Alumina este principala materie primă pentru producția de aluminiu.

Dar pentru a obține aluminiu, aveți nevoie și de criolit - o sare fluorură de sodiu și aluminiu. Criolitul este rar în natură, dar poate fi obținut artificial.

Aluminiul este produs prin electroliză în băi speciale în care sunt încărcate criolitul și alumina. Sub influența curentului continuu, temperatura din baie crește atât de mult încât criolitul se topește. Alumina se dizolvă în masa topită a criolitului. Într-o soluție de alumină sub influența constantei curent electric electroliza este în curs. Aluminiul este eliberat pe pereții de grafit ai băii, la care este conectat polul negativ al sursei de curent, iar oxigenul, eliberat pe electrozii de grafit pozitivi, îi arde treptat în dioxid de carbon. Aluminiul topit se acumulează în fundul băii, care este drenat prin găuri speciale.

Așa se obține din bauxită un metal alb-argintiu, care are cele mai valoroase proprietăți.

Aliaj de 95% aluminiu și cantitate mica cupru, magneziu si fier - duraluminiu - rezistent, usor, de aproape 3 ori mai usor decat fierul. Duraluminul este acoperit cu un strat foarte subțire de aluminiu pur pentru a-l proteja de distrugerea în aer - coroziune. Acest lucru nu se explică prin faptul că aluminiul nu este oxidat deloc de oxigenul atmosferic în prezența umidității, ci prin faptul că în timpul oxidării sale, aluminiul este acoperit cu o peliculă subțire de oxid, care îl protejează de distrugerea ulterioară.

Baie pentru producerea aluminiului prin electroliză: 1 - alimentarea cu curent a catodului; 2 - alimentare cu curent la anod; 3 - anozi; 4 - catozi; 5 - electrolit topit; 6 - electrolit congelat; 7 - aluminiu topit.

Piesele de avioane, piesele pentru mașini și alte mașini sunt fabricate din aliaje de aluminiu. Sunt folosite pentru a face ustensile de bucătărie, mobilier și sunt folosite în construcția de locuințe. Pudra de aluminiu este inclusă în vopsele.

Când este încălzit, aluminiul absoarbe cu lăcomie oxigenul, formând oxid de aluminiu. Reacția are loc cu o degajare mare de căldură.

Această proprietate a aluminiului este folosită în tehnologie.

Pulberea de aluminiu se amestecă cu oxid de fier magnetic (Fe 3 O 4) și se dă foc. Se formează o temperatură ridicată la care metalul se topește ușor. Acest amestec se numește termită și este folosit pentru sudarea șinelor de tramvai și a altor produse din fier și oțel.

Termita este folosită și în scopuri militare. Este folosit pentru a umple obuze speciale de artilerie incendiară și bombe aeriene.

Aluminiul nu se găsește sub formă de metal nicăieri în natură. Dar se găsește în diverși compuși ai oxigenului de-a lungul scoarței terestre.

Nu toată scoarța terestră este accesibilă pentru studiu. Tehnologia geologică modernă face posibilă explorarea acesteia la o adâncime de 16-18 kilometri.

Aluminiul reprezintă aproximativ 10% din scoarța terestră care poate fi explorată. Se găsește nu numai sub formă de bauxită - face parte din argilă, mica și feldspați. În toți acești compuși, aluminiul este asociat cu oxigenul.

Oxidul de aluminiu apare adesea în natură ca mineral. Cele mai dure minerale includ corindonul, din care se fac pietre de ascuțit și care face parte din șmirghel.

Corindonul și smirghelul sunt pietre gri care cu greu atrag ochiul uman.

Există și pietre prețioase naturale foarte frumoase constând din aluminiu, oxigen și un ușor amestec de crom, titan sau fier. Un rubin frumos strălucește cu lumina roșie strălucitoare, deoarece urmele de crom sunt amestecate cu oxid de aluminiu natural. Aceleași cantități nesemnificative de alte metale, amestecate cu alumină, o transformă în natură în smarald verde sau ametist violet.

În zilele noastre omul a dezvăluit deja secretele naturii și a învățat să producă artificial niște pietre prețioase în cuptoare speciale la temperaturi ridicate, care nu sunt folosite doar pentru bijuterii, ci sunt folosite și în tehnologie.

În adâncurile pământului există un alt compus de oxigen - oxidul de fier magnetic (Fe 3 O 4). În tehnologie, acest minereu se numește minereu de fier magnetic. În scoarța terestră există până la 5 la sută din ea.

Minereu de fier magnetic apare în masive uriașe. În Urali sunt alcătuiți din ea munți întregi: Magnitnaya, Vysokaya și Blagodat. Acest minereu este un amestec de oxid de fier (FeO) și oxid (Fe 2 O 3). Prin urmare, minereul de fier magnetic este adesea numit oxid de fier.

Un alt tip de minereu de fier se găsește adesea în natură - oxidul de fier (Fe 2 O 3) sau minereul de fier roșu. Aproape întreaga industrie metalurgică din Donețk este alimentată cu acest minereu. Rezervațiile sale uriașe sunt situate în regiunea Krivoy Rog și Kursk.

Oxidul de fier face parte din minereul de fier brun - oxid de fier brun apos. Depozitele de minereu de fier brun sunt dezvoltate în Uralii de Sud, Kerci și în alte locuri din Uniunea Sovietică.

URSS ocupă primul loc în lume în ceea ce privește rezervele de minereu de fier. Mai mult de jumătate din rezervele de fier ale lumii se află pe teritoriul Uniunii Sovietice.

Majoritatea mineralelor găsite în adâncurile pământului conțin oxigen într-o formă sau alta. Poate fi găsit în combinație chimică cu elemente ușoare, inclusiv magneziu și aluminiu, în combinație cu elemente grele, inclusiv uraniu, cu metalele alcaline sodiu și potasiu, cu metalele alcalino-pământoase calciu, stronțiu și bariu și în combinație cu elemente rare. .

Oxigenul este cel mai abundent element de pe pământ.

Oamenii de știință au depus multă muncă pentru a determina cât de mult oxigen se găsește în natură. În prezent este acceptat că jumătate din greutatea scoarței terestre, a aerului, a apei, a animalelor și a plantelor este oxigenul, iar cealaltă jumătate sunt toate celelalte elemente. tabel periodic Mendeleev.

De la apariția chimiei, omenirii a devenit clar că totul în jurul nostru constă dintr-o substanță care conține elemente chimice. Diversitatea substanțelor este asigurată de diverși compuși ai elementelor simple. Astăzi, 118 elemente chimice au fost descoperite și incluse în tabelul periodic al lui D. Mendeleev. Printre acestea, merită evidențiate o serie de lideri, a căror prezență a determinat apariția vieții organice pe Pământ. Această listă include: azot, carbon, oxigen, hidrogen, sulf și fosfor.

Oxigen: povestea descoperirii

Toate aceste elemente, precum și o serie de altele, au contribuit la dezvoltarea evoluției vieții pe planeta noastră în forma în care observăm acum. Dintre toate componentele, oxigenul se găsește în natură mai mult decât alte elemente.

Oxigenul ca element separat a fost descoperit la 1 august 1774. În timpul unui experiment pentru a obține aer din sol de mercur prin încălzire folosind o lentilă obișnuită, el a descoperit că o lumânare ardea cu o flacără neobișnuit de strălucitoare.

Multă vreme, Priestley a încercat să găsească o explicație rezonabilă pentru asta. La acea vreme, acestui fenomen i s-a dat numele de „al doilea aer”. Ceva mai devreme, inventatorul submarinului, K. Drebbel, la începutul secolului al XVII-lea, a izolat oxigenul și l-a folosit pentru a respira în invenția sa. Dar experimentele sale nu au avut un impact asupra înțelegerii rolului pe care îl joacă oxigenul în natura schimbului de energie în organismele vii. Totuși, omul de știință care a descoperit oficial oxigenul este chimistul francez Antoine Laurent Lavoisier. A repetat experimentul lui Priestley și a realizat că gazul rezultat era un element separat.

Oxigenul interacționează cu aproape toate cele simple și cu excepția gazelor inerte și a metalelor nobile.

Găsirea oxigenului în natură

Dintre toate elementele de pe planeta noastră, oxigenul ocupă cea mai mare pondere. Distribuția oxigenului în natură este foarte diversă. Este prezent atât în ​​formă legată, cât și în formă liberă. De regulă, fiind un agent oxidant puternic, rămâne în stare legată. Apariția oxigenului în natură ca element separat nelegat este înregistrată numai în atmosfera planetei.

Conținut sub formă de gaz și este o combinație de doi atomi de oxigen. Reprezintă aproximativ 21% din volumul total al atmosferei.

Oxigenul din aer, pe lângă forma sa obișnuită, are o formă izotropă sub formă de ozon. este format din trei atomi de oxigen. Culoarea albastră a cerului este direct legată de prezența acestui compus în atmosfera superioară. Datorită ozonului, radiațiile dure de unde scurte de la Soarele nostru sunt absorbite și nu ajung la suprafață.

În absența stratului de ozon, viața organică ar fi distrusă, precum mâncarea prăjită într-un cuptor cu microunde.

În hidrosfera planetei noastre, acest element este combinat cu doi și formează apă. Proporția de oxigen din oceane, mări, râuri și apele subterane este estimată la aproximativ 86-89%, ținând cont de sărurile dizolvate.

În scoarța terestră, oxigenul se găsește sub formă legată și este cel mai comun element. Cota sa este de aproximativ 47%. Prezența oxigenului în natură nu se limitează la învelișurile planetei, acest element face parte din toate ființele organice. Ponderea sa atinge în medie 67% din masa totală a tuturor elementelor.

Oxigenul este baza vieții

Datorită activității sale oxidative ridicate, oxigenul se combină destul de ușor cu majoritatea elementelor și substanțelor, formând oxizi. Capacitatea mare de oxidare a elementului asigură procesul de ardere binecunoscut. Oxigenul este, de asemenea, implicat în procesele lente de oxidare.

Rolul oxigenului în natură ca agent oxidant puternic este indispensabil în procesele de viață ale organismelor vii. Datorită acestui lucru proces chimic oxidarea substanţelor are loc odată cu eliberarea de energie. Organismele vii îl folosesc pentru existența lor.

Plantele sunt o sursă de oxigen în atmosferă

Pe stadiu inițialÎn timpul formării atmosferei pe planeta noastră, oxigenul existent a fost în stare legată, sub formă de dioxid de carbon (dioxid de carbon). De-a lungul timpului, au apărut plante care ar putea absorbi dioxidul de carbon.

Acest proces a devenit posibil datorită apariției fotosintezei. De-a lungul timpului, în timpul vieții plantelor, de-a lungul a milioane de ani, atmosfera Pământului s-a acumulat număr mare oxigen liber.

Potrivit oamenilor de știință, în trecut fracție de masă a ajuns la aproximativ 30%, o dată și jumătate mai mult decât acum. Plantele, atât în ​​trecut, cât și acum, au influențat semnificativ ciclul oxigenului în natură, oferind astfel o floră și o faună diversă a planetei noastre.

Importanța oxigenului în natură nu este doar enormă, ci este primordială. Sistemul metabolic al lumii animale se bazează în mod clar pe prezența oxigenului în atmosferă. În absența ei, viața devine imposibilă așa cum o cunoaștem. Printre locuitorii planetei vor rămâne doar organisme anaerobe (capabile să trăiască fără oxigen).

Intensa in natura este asigurata de faptul ca se afla in trei stari de agregare in combinatie cu alte elemente. Fiind un agent oxidant puternic, trece foarte ușor de la forma liberă la cea legată. Și numai datorită plantelor, care descompun dioxidul de carbon prin fotosinteză, acesta este disponibil în formă liberă.

Procesul de respirație al animalelor și insectelor se bazează pe producerea de oxigen nelegat pentru reacții redox, urmată de producerea de energie pentru asigurarea funcțiilor vitale ale organismului. Prezența oxigenului în natură, legat și liber, asigură funcționarea deplină a întregii vieți de pe planetă.

Evoluția și „chimia” planetei

Evoluția vieții pe planetă s-a bazat pe compoziția atmosferei Pământului, compoziția mineralelor și prezența apei lichide.

Compoziția chimică Crusta, atmosfera și prezența apei au devenit baza pentru originea vieții pe planetă și au determinat direcția evoluției organismelor vii.

Pe baza „chimiei” existente a planetei, evoluția a ajuns la viața organică pe bază de carbon, bazată pe apă ca solvent. chimicale, precum și utilizarea oxigenului ca agent de oxidare pentru a produce energie.

O evoluție diferită

În această etapă stiinta moderna nu respinge posibilitatea vieții în alte medii decât cele terestre, unde siliciul sau arsenul pot fi luate ca bază pentru construcția unei molecule organice. Și mediul lichid, ca un solvent, poate fi un amestec de amoniac lichid și heliu. În ceea ce privește atmosfera, aceasta poate fi prezentată sub formă de hidrogen gazos amestecat cu heliu și alte gaze.

Știința modernă nu este încă capabilă să modeleze ce procese metabolice pot avea loc în astfel de condiții. Cu toate acestea, această direcție a evoluției vieții este destul de acceptabilă. După cum dovedește timpul, umanitatea se confruntă în mod constant cu extinderea granițelor înțelegerii noastre despre lumea din jurul nostru și despre viața din ea.

Spre deosebire de planetele calde și reci ale noastre sistem solar, pe planeta Pământ există condiții care fac posibilă viața într-o anumită formă. Una dintre condițiile principale este compoziția atmosferei, care oferă tuturor viețuitoarelor posibilitatea de a respira liber și le protejează de radiațiile mortale care domnesc în spațiu.

În ce constă atmosfera?

Atmosfera Pământului este formată din multe gaze. Practic care ocupă 77%. Gazul, fără de care viața pe Pământ este de neconceput, ocupă un volum mult mai mic conținutul de oxigen din aer este egal cu 21% din volumul total al atmosferei. Ultimul 2% este un amestec de diferite gaze, inclusiv argon, heliu, neon, cripton și altele.

Atmosfera Pământului se ridică la o înălțime de 8 mii de km. Aerul potrivit pentru respirație se găsește doar în stratul inferior al atmosferei, în troposferă, care ajunge la 8 km în sus la poli și la 16 km deasupra ecuatorului. Pe măsură ce altitudinea crește, aerul devine mai subțire și cu atât lipsa de oxigen este mai mare. Pentru a lua în considerare care este conținutul de oxigen din aer la diferite altitudini, să dăm un exemplu. În vârful Everestului (înălțime 8848 m), aerul reține de 3 ori mai puțin acest gaz decât deasupra nivelului mării. Prin urmare, cuceritorii vârfurilor înalte de munte - alpiniștii - pot urca până la vârf doar în măști de oxigen.

Oxigenul este principala condiție de supraviețuire pe planetă

La începutul existenței Pământului, aerul care îl înconjura nu avea acest gaz în compoziția sa. Acesta a fost destul de potrivit pentru viața protozoarelor - molecule unicelulare care înotau în ocean. Nu aveau nevoie de oxigen. Procesul a început acum aproximativ 2 milioane de ani, când primele organisme vii, ca urmare a reacției de fotosinteză, au început să elibereze doze mici din acest gaz obținut ca urmare reactii chimice, mai întâi în ocean, apoi în atmosferă. Viața a evoluat pe planetă și a luat o varietate de forme, dintre care majoritatea nu au supraviețuit în timpurile moderne. Unele organisme s-au adaptat în cele din urmă să trăiască cu noul gaz.

Ei au învățat să-și valorifice puterea în siguranță în interiorul unei celule, unde a acționat ca o centrală pentru a extrage energie din alimente. Acest mod de a folosi oxigenul se numește respirație și o facem în fiecare secundă. Respirația a făcut posibilă apariția unor organisme și oameni mai complexe. De-a lungul a milioane de ani, conținutul de oxigen din aer a crescut la niveluri moderne - aproximativ 21%. Acumularea acestui gaz în atmosferă a contribuit la crearea stratului de ozon la o altitudine de 8-30 km de suprafața pământului. În același timp, planeta a primit protecție împotriva efectelor nocive razele ultraviolete. Evoluția ulterioară a formelor de viață pe apă și pe pământ a crescut rapid ca urmare a creșterii fotosintezei.

Viața anaerobă

Deși unele organisme s-au adaptat la nivelurile tot mai mari de gaz eliberat, multe dintre cele mai simple forme de viață care existau pe Pământ au dispărut. Alte organisme au supraviețuit ascunzându-se de oxigen. Unii dintre ei trăiesc astăzi în rădăcinile leguminoaselor, folosind azotul din aer pentru a construi aminoacizi pentru plante. Botulismul organismului mortal este un alt refugiat de oxigen. Supraviețuiește cu ușurință în alimentele conservate ambalate în vid.

Ce nivel de oxigen este optim pentru viață?

Bebelușii născuți prematur, ai căror plămâni nu sunt încă complet deschisi pentru respirație, ajung în incubatoare speciale. În ele, conținutul de oxigen din aer este mai mare în volum, iar în loc de 21% obișnuit, nivelul său este setat la 30-40%. Bebelușii cu probleme severe de respirație sunt înconjurați de aer cu un nivel de oxigen de 100% pentru a preveni deteriorarea creierului copilului. Aflarea în astfel de circumstanțe îmbunătățește regimul de oxigen al țesuturilor aflate în stare de hipoxie și normalizează funcțiile lor vitale. Dar prea mult în aer este la fel de periculos ca și prea puțin. Oxigenul excesiv în sângele unui copil poate deteriora vasele de sânge din ochi și poate provoca pierderea vederii. Aceasta arată dualitatea proprietăților gazului. Trebuie să o respirăm pentru a trăi, dar excesul său poate deveni uneori otravă pentru organism.

Procesul de oxidare

Când oxigenul se combină cu hidrogenul sau carbonul, are loc o reacție numită oxidare. Acest proces forțează molecule organice, care stau la baza vietii, se dezintegreaza. În corpul uman, oxidarea are loc după cum urmează. Celulele roșii colectează oxigenul din plămâni și îl transportă în tot corpul. Există un proces de distrugere a moleculelor alimentelor pe care le consumăm. Acest proces eliberează energie, apă și lasă în urmă dioxid de carbon. Acesta din urmă este excretat de celulele sanguine înapoi în plămâni și îl expirăm în aer. O persoană se poate sufoca dacă este împiedicată să respire mai mult de 5 minute.

Suflare

Să luăm în considerare conținutul de oxigen din aerul inspirat, care intră în plămâni din exterior când este inhalat, se numește inhalat, iar aerul care iese prin sistemul respirator atunci când este expirat se numește expirat.

Este un amestec de aer care umplea alveolele cu cel din tractul respirator. Compoziția chimică a aerului pe care o persoană sănătoasă o inspiră și expiră în condiții naturale practic nu se modifică și este exprimată în următoarele numere.

Oxigenul este componenta principală a aerului pentru viață. Modificările cantității acestui gaz în atmosferă sunt mici. Dacă conținutul de oxigen din aerul de lângă mare ajunge până la 20,99%, atunci nici în aerul foarte poluat al orașelor industriale nivelul său nu scade sub 20,5%. Astfel de schimbări nu dezvăluie un impact asupra corpul uman. Tulburările fiziologice apar atunci când procentul de oxigen din aer scade la 16-17%. În acest caz, există una evidentă care duce la o scădere bruscă a activității vitale, iar atunci când conținutul de oxigen din aer este de 7-8%, moartea este posibilă.

Atmosferă în diferite epoci

Compoziția atmosferei a influențat întotdeauna evoluția. La diferite momente geologice, din cauza dezastrelor naturale, s-au observat creșteri sau scăderi ale nivelului de oxigen, iar acest lucru a presupus modificări ale biosistemului. Cu aproximativ 300 de milioane de ani în urmă, conținutul său în atmosferă a crescut la 35%, iar planeta a fost colonizată de insecte de dimensiuni gigantice. Cea mai mare extincție a viețuitoarelor din istoria Pământului a avut loc acum aproximativ 250 de milioane de ani. În timpul acesteia, au murit peste 90% dintre locuitorii oceanului și 75% dintre locuitorii pământului. Una dintre versiuni extincție în masă spune că motivul pentru aceasta a fost conținutul scăzut de oxigen din aer. Cantitatea acestui gaz a scăzut la 12%, iar acesta se află în stratul inferior al atmosferei la o altitudine de 5300 de metri. În epoca noastră, conținutul de oxigen din aerul atmosferic ajunge la 20,9%, ceea ce este cu 0,7% mai mic decât acum 800 de mii de ani. Aceste cifre au fost confirmate de oamenii de știință de la Universitatea Princeton, care au examinat mostre din Groenlanda și Gheață atlantică, format la acea vreme. Apa înghețată a păstrat bulele de aer, iar acest fapt ajută la calcularea nivelului de oxigen din atmosferă.

Ce determină nivelul său în aer?

Absorbția sa activă din atmosferă poate fi cauzată de mișcarea ghețarilor. Pe măsură ce se îndepărtează, dezvăluie zone gigantice de straturi organice care consumă oxigen. Un alt motiv poate fi răcirea apelor Oceanului Mondial: bacteriile sale când temperatură scăzută absorb oxigenul mai activ. Cercetătorii susțin că saltul industrial și, odată cu acesta, arderea unor cantități uriașe de combustibil nu au un impact deosebit. Oceanele lumii s-au răcit de 15 milioane de ani, iar cantitatea de substanțe care susțin viața din atmosferă a scăzut indiferent de impactul uman. Probabil că pe Pământ au loc unele procese naturale care duc la un consum de oxigen mai mare decât producția sa.

Impactul uman asupra compoziției atmosferei

Să vorbim despre influența umană asupra compoziției aerului. Nivelul pe care îl avem astăzi este ideal pentru ființe vii conținutul de oxigen din aer este de 21%. Se determină echilibrul dintre acesta și alte gaze ciclu de viațăîn natură: animalele expiră dioxid de carbon, plantele îl folosesc și eliberează oxigen.

Dar nu există nicio garanție că acest nivel va fi întotdeauna constant. Cantitatea de dioxid de carbon eliberată în atmosferă este în creștere. Acest lucru se datorează utilizării de către omenire a combustibilului. Și, după cum știți, s-a format din fosile de origine organică și dioxidul de carbon intră în aer. Între timp, cele mai mari plante de pe planeta noastră, copacii, sunt distruse într-un ritm din ce în ce mai mare. Într-un minut, kilometri de pădure dispar. Aceasta înseamnă că o parte din oxigenul din aer scade treptat, iar oamenii de știință trag deja un semnal de alarmă. Atmosfera pământului nu este un depozit nelimitat și oxigenul nu intră în ea din exterior. A fost dezvoltat în mod constant odată cu dezvoltarea Pământului. Trebuie să ne amintim întotdeauna că acest gaz este produs de vegetație în timpul procesului de fotosinteză prin consum dioxid de carbon. Și orice scădere semnificativă a vegetației sub formă de distrugere a pădurilor reduce inevitabil intrarea oxigenului în atmosferă, perturbând astfel echilibrul acesteia.

Compoziția chimică a scoarței terestre

Scoarța terestră conține multe elemente, dar partea sa principală este oxigenul și siliciul.

Valorile medii ale elementelor chimice din scoarța terestră se numesc clarks. Numele a fost introdus de geochimistul sovietic A.E. Fersman în onoarea geochimistului american Frank Wiglesworth Clark, care, după ce a analizat rezultatele a mii de mostre de rocă, a calculat compoziția medie a scoarței terestre. Compoziția calculată de Clark a scoarței terestre a fost aproape de granit, o rocă magmatică comună în scoarța continentală a Pământului.

După Clark, geochimistul norvegian Victor Goldschmidt a început să determine compoziția medie a scoarței terestre. Goldschmidt a presupus că ghețarul, mișcându-se de-a lungul scoarței continentale, se îndepărtează și amestecă rocile care ies la suprafață. Prin urmare, depozitele glaciare sau morene reflectă compoziția medie a scoarței terestre. Analizând compoziția argilelor panglici depuse pe fundul Mării Baltice în timpul ultimei glaciații, omul de știință a obținut compoziția scoarței terestre, care era foarte asemănătoare cu compoziția scoartei terestre calculată de Clark.

Ulterior, compoziția scoarței terestre a fost studiată de geochimiștii sovietici Alexander Vinogradov, Alexander Ronov, Alexei Yaroshevsky și omul de știință german G. Wedepohl.

După ce am analizat totul lucrări științifice S-a constatat că cel mai comun element din scoarța terestră este oxigenul. Clarke lui este de 47%. Următorul cel mai frecvent după oxigen este element chimic- siliciu cu un clarke de 29,5%. Elementele comune rămase sunt: ​​aluminiu (clarke 8,05), fier (4,65), calciu (2,96), sodiu (2,5), potasiu (2,5), magneziu (1,87) și titan (0,45). Luate împreună, aceste elemente alcătuiesc 99,48% din compoziția totală a scoarței terestre; formează numeroase compuși chimici. Clark-urile celor 80 de elemente rămase sunt doar 0,01-0,0001 și, prin urmare, astfel de elemente sunt numite rare. Dacă un element nu este doar rar, ci are și o slabă capacitate de concentrare, se numește rar împrăștiat.

În geochimie este folosit și termenul „microelemente”, ceea ce înseamnă elemente a căror claritate într-un sistem dat este mai mică de 0,01. A.E. Fersman a trasat dependența atomilor Clarkes pentru elementele pare și impare ale tabelului periodic. S-a dezvăluit că, pe măsură ce structura nucleului atomic devine mai complexă, valorile clarke scad. Dar liniile construite de Fersman s-au dovedit a nu fi monotone, ci rupte. Fersman a desenat un ipotetic linia mediană: elemente situate deasupra acestei linii, el a numit exces (O, Si, Ca, Fe, Ba, Pb etc.), dedesubt - deficitare (Ar, He, Ne, Sc, Co, Re etc.).

Vă puteți familiariza cu distribuția celor mai importante elemente chimice din scoarța terestră folosind acest tabel:

Chim. element	Număr de serie	Conținut, % din masa întregii scoarțe terestre	Masa molara	Conținut, % cantitate de substanță
Oxigenul O	8	49,13	16	53,52
Silicon Si	14	26,0	28,1	16,13
Aluminiu Al	13	7,45	27	4,81
Fier Fe	26	4,2	55,8	1,31
Calciu Ca	20	3,25	40,1	1,41
Na de sodiu	11	2,4	23	1,82
Potasiu K	19	2,35	39,1	1,05
Magneziu Mg	12	2,35	34,3	1,19
Hidrogenul H	1	1,00	1	17,43
Titan Ti	22	0,61	47,9	0,222
Carbon C	6	0,35	12	0,508
Clor Cl	17	0,2	35,5	0,098
Fosforul R	15	0,125	31,0	0,070
Sulful S	16	0,1	32,1	0,054
Mangan Mn	25	0,1	54,9	0,032
Fluor F	9	0,08	19,0	0,073
Bariu Va	56	0,05	137,3	0,006
Azotul N	7	0,04	14,0	0,050
Alte articole		~0,2

Distribuția elementelor chimice în scoarța terestră este supusă următoarelor modele:

1. Legea Clark-Vernadsky, care afirmă că toate elementele chimice sunt pretutindeni (legea dispersiei universale);

2. Odată cu complicarea structurii nucleului atomic al elementelor chimice, greutatea acestuia, clarkurile elementelor scad (Fersman);

3. În scoarța terestră predomină elementele cu număr atomic par și mase atomice.

4. Dintre elementele învecinate, cele pare au întotdeauna clark mai mari decât cele impare (stabilite de savantul italian Oddo și americanul Garkis).

5. Clarke-urile elementelor a căror masă atomică este divizibilă cu 4 (O, Mg, Si, Ca...) sunt deosebit de mari, iar pornind de la Al, fiecare al 6-lea element (O, Si, Ca, Fe) are cel mai mare clarke. .

Oxigen

OXIGEN-O; m. Un element chimic (O), un gaz incolor și inodor care face parte din aer, necesar pentru respirație și ardere și formează apă în combinație cu hidrogenul.

◊ Opriți oxigenul cuiva. Creați condiții de viață și de muncă insuportabile.

◁ Oxigen, oh, oh. a K-a miercuri. K conexiuni. Tăierea Kth(taierea gazelor). Kth sudare(sudare cu gaz). Kth post; unele insuficiente (miere.; scăderea conținutului de oxigen în țesuturile corpului; hipoxie).

◊ Pernă de oxigen (vezi pernă).

oxigen

(lat. Oxigeniu), element chimic din grupa VI a tabelului periodic. În formă liberă, se găsește sub forma a două modificări - O 2 (oxigen „obișnuit”) și O 3 (ozon). O 2 - gaz incolor și inodor, densitate 1,42897 g/l, t pl –218,6ºC, t kip –182,96ºC. Din punct de vedere chimic, cel mai activ (după fluor) nemetal. Interacționează direct cu majoritatea celorlalte elemente (hidrogen, halogeni, sulf, multe metale etc.) (oxidare) și, de regulă, eliberează energie. Pe măsură ce temperatura crește, viteza de oxidare crește și poate începe arderea. Animalele și plantele primesc energia necesară vieții datorită oxidării biologice a diferitelor substanțe cu oxigenul care pătrunde în organism în timpul respirației. Cel mai comun element de pe Pământ; sub formă de compuși reprezintă aproximativ 1/2 din masa scoarței terestre; face parte din apă (88,8% din greutate) și din multe țesuturi ale organismelor vii (aproximativ 70% din greutate). Oxigenul atmosferic liber (20,95% din volum) se formează și se păstrează prin fotosinteză. Oxigenul (sau aerul îmbogățit cu acesta) este utilizat în metalurgie, industria chimică, medicină și aparatele de respirație cu oxigen.

Oxigenul lichid este o componentă a combustibilului pentru rachete.. 2009 .

Dicţionar Enciclopedic:

Sinonime

- (Oxigen). Un gaz incolor, inodor și fără gust. Puțin solubil în apă (aproximativ 1:43). Inhalațiile de oxigen sunt utilizate pe scară largă pentru diferite boli însoțite de hipoxie: afecțiuni respiratorii (pneumonie, edem pulmonar... Dicţionar de medicamente