Oksijen

Özellikler

Oksijen, sembolü "O" olan ve periyodik tablonun 16. grubunda bulunan kimyasal bir elementidir. Oksijen; renksiz, kokusuz ve tatsız bir gazdır. Hayvanlar tarafından solunarak vücuda alınır ve karbondioksite dönüştürülür; bitkiler ise karbon kaynağı olarak karbondioksiti kullanır ve oksijeni atmosfere geri verir.

Oksijen oldukça reaktif bir ametaldir. Çoğu element ve bileşikle kolayca oksit oluşturan bir gazdır.^[1] Çoğu durumda, bu süreçleri ısı ve ışık hızlandırır ve "paslanma" gerçekleşir. Elementin oluşturduğu en önemli bileşen sudur (H₂O). Oksijen; -183 °C'nin altında soluk mavi bir sıvı haline dönüşür ve yaklaşık -218 °C'de katı hale gelir. Saf oksijen havadan 1,1 kat daha ağırdır.^[2]

Bulunma Sıklığı ve Üretimi

Oksijen, Dünya'nın biyosferinde kütlece en fazla gözlemlenen, hidrojen ve helyumdan sonra evrende en çok bulunan üçüncü kimyasal elementtir.^[3] Dünya'nın yer kabuğu kütlesinin %46'sını oluşturan oksijen, dünyadaki en bol elementtir. Atmosferdeki oksijen oranı %20.8 iken deniz suyundaki oranı %89'dur.^[3] Kayalarda, asidik (sülfür, karbon, alüminyum ve fosfor gibi) veya bazik (kalsiyum, magnezyum ve demir gibi) oksitler şeklinde metaller ve ametaller ile birleşmiştir.

Sülfatlar, karbonatlar, silikatlar, alüminatlar ve fosfatlar gibi asidik ve bazik oksitlerden oluştuğu düşünülmektedir. Her yıl endüstriyel kullanımlar için havadan yüz milyon ton O₂ ayrıştırılmaktadır. En yaygın yöntem ise sıvılaştırılmış havanın damıtılmasıdır. Bu işlemde, nitrojen buhar olarak damıtılırken oksijen sıvı olarak bırakılır.^[3]

Uygulama ve Kullanım Alanları

Oksijen gazının en geniş ticari kullanımı çelik endüstrisindedir. Nitrik asit ve hidrojen peroksit dahil olmak üzere çeşitli kimyasalların üretiminde büyük miktarlarda kullanılmaktadır. Ayrıca antifriz olarak kullanılan epoksietan (etilen oksit) yapmak ve PVC'nin öncüsü olan polyester ve kloroeteni yapmak için de kullanılır. Oksijen gazı aynı zamanda, oksi-asetilen kaynağı ile metallerin kesilmesi için kullanılır. Fabrikalardan çıkan atık suların arıtılmasında sık sık kullanılmaktadır.^[4]

Oksijenin, solunumun en temel kaynağı olması sebebiyle, bu element tıpta oksijen takviyesi için sıklıkla kullanılır. Tedavi sadece hastanın kanındaki oksijen seviyelerini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda birçok hastalıklı akciğer tipinde kanın akış direncini azaltarak kalp üzerindeki "iş yükünü" hafifleten ikincil etkiye sahiptir. Oksijen; amfizem, zatürre, konjestif kalp yetmezliği, pulmoner arter basıncının artmasına neden olan bazı rahatsızlıklar ve vücudun oksijeni alma ve kullanma yeteneğini bozan vb. hastalıkları tedavi etmek için kullanılır.^[5]

Tarihi

1772 yılında İsveçli kimyager Carl Wilhelm Scheele, potasyum nitrat, cıva oksit ve diğer birçok maddeyi ısıtarak oksijeni keşfetmiştir. İngiliz kimyager Joseph Priestley, 1774 yılında cıva oksidin termal ayrışmasıyla oksijeni element olarak keşfetmiş ve bulgularını, Scheele'nin yayınlanmasından iki yıl sonra yayınlamıştır. 1775-1780'de, Fransız kimyager Antoine Laurent Lavoisier, o zamana kadar kabul edilen flojiston teorisini bir kenara bırakarak, oksijenin solunumdaki ve yanmadaki rolünü yorumlamıştır. Lavoisier ayrıca oksijenin birçok farklı maddeyle birleşerek asit oluşturma eğilimine de dikkat çekmiştir.^[2]

Etimolojisi

"Oxys" ve "genes" kelimelerinin bir araya gelmesiyle oluşan ve "asit oluşumu" anlamına gelen Yunanca kökenli "Oxygène" ismi, 1777'de Fransız kimyager Antoine Laurent Lavoisier tarafından türetilmiştir.^{[6], [7]}

Önlem ve Güven

Oksijen, DNA'nın ve hemen hemen tüm diğer biyolojik olarak önemli bileşiklerin bir bileşeni olduğu için tüm yaşam biçimleri için gereklidir. Canlıların büyük bir kısmının hayatta kalabilmeleri için her dakika solunum yapmaları gerektiğinden, oksijen gereklidir. Akciğerlerdeki oksijen, kandaki hemoglobinin merkezinde bulunan demir atomu tarafından alınır ve ihtiyaç duyulan yerlere taşınır.^[8]

Oksijen gazı, sağlığa zararsız, yakıcı ve fazlasıyla reaktif bir gaz olarak nitelendirilir; özellikle de oksitleyici etkisi göz önünde bulundurulmalıdır. Diğer hemen her elementle tepkimeye girebilir; fakat bu tepkimeler genelde çok hızlı olmadığı için çoğu zaman tehlikeli bir gaz olarak görülmez.

Oksijen gazı (O₂), yüksek kısmi basınçlarda zehirli olabilir, bu da havale vb. sağlık sorunlarına yol açabilir.^{[5], [9]} Oksijenin zehir etkisi genellikle 50 kPa üzerindeki kısmi basınçlarda meydana gelmeye başlar.

İlginç Bilgiler ve Diğer

• Gaz oksijen berraktır ama sıvı hali soluk mavi renktedir.
• Oksijenin fazlası zararlıdır. Florida Üniversitesi ve Air Products şirketine göre, 12 saatten fazla süreyle %80 yoğunlukta oksijen gazı solumak, solunum sistemini tahriş eder ve ödem oluşarak ölüme neden olabilir.
• Yaklaşık 300 milyon yıl önce, atmosferdeki oksijen seviyeleri %35 iken (günümüzde %21 kadar), böcekler olduğundan daha fazla büyüyebiliyorlardı.^[10]