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Oxigênio

 

História

Em 1608, Cornelius Drebbel haviam mostrado que o aquecimento salitre (nitrato de potássio, KNO 3) lançado um gás.

Este era o oxigênio embora não tenha sido identificado como tal.

O crédito para a descoberta de oxigênio é agora partilhada por três químicos: um inglês, um sueco e um francês.

Joseph Priestley foi o primeiro a publicar um relato de oxigênio, depois de ter feito isso em 1774, focando a luz solar sobre a óxido de mercúrio (HgO), e recolher o gás que saiu. Ele observou que uma vela queimava mais brilhante nele e que fez a respiração mais fácil.

Desconhecido para Priestly, Carl Wilhelm Scheele tinha produzido oxigênio em junho de 1771. Ele havia escrito um relato de sua descoberta, mas não foi publicado até 1777.

Antoine Lavoisier também alegou ter descoberto o oxigênio, e ele propôs que o novo gás ser chamado de oxi Gene, que significa formação de ácido, porque ele pensou que era a base de todos os ácidos.

Oxigênio é um, gás incolor e inodoro.

O que é

Elemento gasoso, incolor, inodoro, pertencente ao Grupo VI da Tabela Periódica.

Número atômico: 8,
Configuração eletrônica:
1s2 2s2 2p4; MA = 15,9994,
d =
1,429 g.L-1,
Ponto de fusão:
-218,4 ° C (54,750008 K, -361,12 ° F),
Ponto de ebulição:
-183,0 ° C (90.15 K, -297,4 ° F).
úmero de prótons / Elétrons:
8
Número de nêutrons: 8
Classificação: não-metálicos
Densidade @ 293 K: 1,429 g / cm 3
Cor: incolor.
Data da descoberta:
1774
Descobridor: Joseph Priestly
Nome de Origem: das palavras gregas oxus (ácido) e gennan (gerar)
Usos: sustenta a vida
Obtido a partir de: de ar líquido.

É o elemento mais abundante na crosta terreste (49,2% em peso) e está presente na atmosfera (28% em volume).

O oxigênio atmosférico é de vital importância para todos os organismos que fazem respiração aeróbica. Para processos industriais é obtido por destilação fracionada do ar líquido.

É usado em metalurgia, para obtenção de chamas de altas temperaturas (por exemplo, para soldagem) e em equipamentos para respiração.

A forma mais comum é diatômica, O2, mas também forma um alótropo reativo: ozônio, O3. Quimicamente o oxigênio reage com a maioria dos elementos formando os óxidos.

Ele foi descoberto em 1774 por Priestley.

Estrutura atômica

Oxigênio

Número de níveis de energia: 2

Primeiro Nível de energia: 2
Segundo Nível de Energia: 6

Usos

A maior utilização comercial do gás oxigênio é na indústria do aço.

Grandes quantidades são também utilizados no fabrico de uma vasta gama de produtos químicos, incluindo o ácido nítrico e do peróxido de hidrogênio.

É também usado para fazer epoxyethane (óxido de etileno), utilizado como anti-congelante e para tornar o poliéster, e Cloroeteno, o precursor de PVC.

Gás oxigênio é usado para soldagem e corte de metais acetileno-oxi.

O uso cada vez é no tratamento de águas residuais e de efluentes da indústria.

Aplicações

O oxigênio utiliza-se principalmente nas indústrias metalomecânicas como comburente de maçaricos para soldagem e corte de materiais de ferro e aço; utiliza-se também na produção de gás de síntese, quer por oxidação do gás natural quer por redução do vapor de água pelo carbono. Utiliza-se ainda na produção de uma grande variedade de substâncias de interesse industrial, como o acetileno, a acroleína, o peróxido de hidrogênio (água oxigenada), o cloro (por oxidação do HCl), o óxido de etileno, o anidrido ftálico, o ozono, etc.

Outras aplicações menos normais incluem a utilização do gás em garrafas para mergulhadores, em tendas hiperbáricas para fins terapêuticos e como comburente em motores de reação.

Papel biológico

O Oxigênio apareceu pela primeira vez na atmosfera da Terra em torno de 2 bilhões de anos atrás, acumulando a partir da fotossíntese das algas verde-azuladas.

Fotossíntese usa a energia do sol para separar a água em oxigênio e hidrogênio. O oxigênio passa para a atmosfera e a junta de hidrogênio com dióxido de carbono para a produção de biomassa.

Gás oxigênio é bastante solúvel em água, o que torna a vida aeróbia em rios, lagos e oceanos possíveis.

Propriedades físicas

O oxigênio é um gás incolor, inodoro, insípido gás.

Isto muda a partir de um gás para um líquido a uma temperatura de -182,96 ° C (-297,33 ° F).

O líquido formado tem uma cor ligeiramente azulada.

Oxigênio líquido pode, em seguida, ser solidificado ou congeladas a uma temperatura de -218,4 ° C (-361,2 ° F).

A densidade do oxigênio é 1,429 gramas por litro. Por comparação, a densidade do ar é de cerca de 1,29 gramas por litro.

Oxigênio existe em três formas alotrópicas.

Alótropos são formas de um elemento com diferentes propriedades físicas e químicas.

Os três alotropos de oxigênio são: oxigênio normal, ou oxigênio diatômico, ou dioxigênio; nascente, atômico, ou oxigênio monatomic; e ozônio, ou oxigênio triatômica.

As três formas alotrópicas diferem um do outro em um número de maneiras.

Primeiro, eles diferem no nível mais simples de átomos e moléculas. O oxigênio que estamos mais familiarizados com na atmosfera tem dois átomos em cada molécula. Os químicos mostraram isso escrevendo a fórmula como O2. A pequena "2" significa "dois átomos por molécula."

Por comparação, o oxigênio nascente tem apenas um átomo por molécula. A fórmula é simplesmente O, ou por vezes (ó). Os parêntesis indicam que o oxigênio nascente não existe muito longo em condições normais. Ela tem uma tendência para formar dioxigênio.

Isto é, o dioxigênio é a condição normal do oxigênio à temperatura ambiente.

O terceiro alótropo de oxigênio, ozônio, tem três átomos em cada molécula. A fórmula química é O 3.

Como o oxigênio nascente, o ozônio não existir por muito tempo em condições normais. Ele tende a quebrar e formar o dioxigênio.

O ozônio ocorre em relativamente grandes quantidades sob condições especiais.

Por exemplo, há uma invulgarmente grande quantidade de ozônio na atmosfera superior da Terra.

Essa camada de ozônio é importante para a vida na Terra. Ele protege a radiação prejudicial que vem do Sol.

O ozônio é também encontrado às vezes mais perto da superfície da Terra. Ele é produzido quando a gasolina é queimada em carros e caminhões.

É parte da condição conhecida como a poluição do ar.

O ozônio ao nível do solo não é útil para a vida, e pode causar problemas de saúde para as plantas, seres humanos e outros animais.

As propriedades físicas da camada de ozono são ligeiramente diferentes daqueles de dioxigênio.

Tem uma cor ligeiramente azulada tanto como um gás e um líquido.

Isso muda para um líquido a uma temperatura de -111,9 ° C (-169,4 ° F) e a partir de um líquido para um sólido a -193 ° C (-135 ° F).

A densidade é de 2.144 gramas por litro.

Propriedades quimicas

A mais importante propriedade química de oxigênio é que ele suporta a combustão. Ou seja, ele ajuda outros objetos para queimar. A combustão (queima) de carvão vegetal é um exemplo. Carvão é carbono quase puro (C).

O oxigênio também combina com elementos à temperatura ambiente. Ferrugem é um exemplo. Oxidação é um processo pelo qual um metal combina com o oxigênio. Quando o ferro oxida, ele combina com o oxigênio.

O Oxigênio

A 13 de maio de 1733 nascia perto de Leeds, na Inglaterra, Joseph Priestley. Aos 22 anos de idade, Priestley tornou-se um pastor anglicano, ensinando latim, francês, grego, italiano, oratória e lei civil na Dissenting Academy em Daventry, e seu espírito científico foi despertado por seu encontro em 1766 com o grande estadista e cientista americano Benjamin Franklin, um estudioso das correntes elétricas, o primeiro a denominar cargas elétricas de (+) e (-) pela sua capacidade de se repelirem ou não, e que ficou encantado com as experiências de Priestley sobre a qualidade do ar.

Tão cedo quanto 1771, Priestley notara que a colocação de plantas em redomas em que haviam sido queimadas velas, ou onde ratos haviam sido mortos por asfixia (cujo ar resultante na redoma ele chamou de “ar fixo”), melhorava a qualidade do ar da redoma, a ponto de velas poderem ser novamente acesas, ou onde ratos podiam novamente sobreviver. A esse novo tipo de ar Priestley deu o nome de “ar deflogisticado” (o conceito do flogíston era aceito por todos os grandes cientistas naquela época).

Priestley aceitou ser pastor em Leeds, aonde morava perto de uma cervejaria, e portanto passou a ter uma quantidade inesgotável de “ar fixo” (CO2), e notou que esse “ar” tornava a água muito gostosa para ser bebida, e recomendava a beberagem a seus amigos, tendo sido portanto o “inventor” da água gasosa!.

Seus experimentos sobre a qualidade do ar lhe renderam a medalha de ouro da Royal Society em 1773. Ele notou, em suas experiências, que alguns gases podiam ser coletados em água, mas que outros nela eram miscíveis e requeriam portanto mercúrio para serem contidos.

Em um experimento a 1 de agosto de 1774 ele aqueceu cal de mercúrio (óxido vermelho de mercúrio, ou óxido mercúrico) com um vidro aquecido, liberando um gás que foi coletado sob água, e que tinha as propriedades do “ar deflogisticado”: estava descoberto o oxigênio.

As experiências de Priestley com o gás carbônico, oxigênio e outros gases provaram definitivamente que o ar não era um “elemento aristoteliano”, mas uma mistura de substâncias.

Priestley era politicamente a favor das revoluções francesa e americana, que a maioria dos ingleses refutava. No segundo aniversário da queda da Bastilha (1791), uma multidão destruiu a igreja em Birmingham onde Priestley na época ministrava, sua casa e seus laboratórios. A turba só foi contida pela milícia após três dias de depredação. Insatisfeito, Priestley emigrou três anos depois para a América, onde foi eleito para a American Philosophgical Society.

Ele morreu a 6 de fevereiro de 1804. No centésimo aniversário da descoberta do oxigênio, cientistas se reuniram em sua homenagem em seu túmulo às margens do rio Susquehanna, na Pensilvânia, e na memorável ocasião foi fundada a American Chemical Society, uma das mais importantes sociedades científicas de hoje. Na mesma data, uma estátua sua era inaugurada em Birmingham, Inglaterra.

Durante a época em que Priestley estudava os gases do ar, na Rússia Mijail Vasilievich Lomonosov, um ótimo poeta e um extraordinário químico, preocupava-se com o aumento de peso dos metais quando calcinados ao ar. Em suas experiências, Lomonosov tomou o cuidado de pesar o crucíbulo antes e depois de ser aquecido, sem o metal presente, e concluiu que as chamas ou o material utilizado para o aquecimento não surtiam o efeito de aumentar o peso do crucíbulo.

Ainda, quando o metal a ser calcinado era contido numa redoma hermética, o peso da redoma mais a cal formada (o óxido do metal) não se alterava. Após um sem número de experiências bem controladas, Lomonosov chegou à conclusão de que o peso de todas as substâncias que entram em reação é igual ao peso das substâncias obtidas como produto das mesmas. Estava assentada a base da Lei da Conservação da Matéria, mas inexplicavelmente, o editor de Lomonosov não tornou públicos os seus experimentos a não ser muitos anos mais tarde, e Lomonosov perdeu a chance de ser mundialmente reconhecido.

Partindo de experimentos semelhantes, o francês Antoine-Laurent Lavoisier chegou às mesmas conclusões de Lomonosov 18 anos mais tarde, na França.

A Lavoisier cabe o mérito de ter rebatido definitivamente a teoria do flogiston: com suas experiências entre 1772 e 1777, demonstrou que as reações de combustão não são reações de decomposição, onde a substância perde flogiston, mas sim uma reação de combinação, onde um metal reage com o oxigênio do ar para formar óxidos.

Ao mesmo tempo que o elusivo flogiston tornava-se desnecessário para explicar relações ponderais entre reagentes e produtos em reações químicas, as próprias concepções básicas da química sofriam uma mudança radical: os metais, que eram tidos como compostos (contendo o metal e flogiston) resultaram ser na verdade elementos, e os seus óxidos, tidos como elementos, mostraram-se ser na verdade, compostos (contendo o metal e o oxigênio).

Invertendo o sistema do flogiston de ponta-cabeça, Lavoisier elaborou as bases para a sistematização da química, sendo por isso devidamente reconhecido como o Pai da Química Moderna.

Em novembro de 1774, Lavoisier começou uma série decisiva de experimentos. Ele aqueceu estanho e ar em um vaso fechado, e o vaso com o estanho não aumentou de peso. Quando o frasco foi aberto, ar entrou sibilando, e o aumento de peso do frasco tornou-se igual ao aumento de peso que o estanho somente havia sofrido. Portanto, concluiu Lavoisier, o aumento do peso do estanho era tão somente devido a uma absorção do ar no qual a calcinação havia ocorrido.

Não havia ar no frasco suficiente para “saturar” todo o estanho, mas mesmo assim, ainda sobrava algum ar no frasco. Portanto Lavoisier concluiu que só uma porção do ar podia combinar-se com o metal durante a calcinação. Ele também achou que o aumento de peso do metal era idêntico à diminuição de peso do ar, o que lhe indicava que o ar era constituído de pelo menos dois constituintes, sendo que somente um combinava-se com o metal.

Fonte: www.rsc.org/www.cdcc.sc.usp.br/www.chemicalelements.com/www.chemistryexplained.com

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