Tlen


}}
Tlen (O, łac. oxygenium) – pierwiastek chemiczny, niemetal z grupy tlenowców w układzie okresowym.

Stabilnymi izotopami tlenu są 16O (stanowi ponad 99% tlenu naturalnego), 17O oraz 18O.

Tlen w stanie wolnym występuje w postaci cząsteczek dwuatomowych O2 oraz trójatomowych – ozonu O3 (głównie w ozonosferze). Szczególną jego odmianą jest odkryty w latach 90. XX w. „czerwony tlen” o wzorze O4.

Tlen jest paramagnetykiem. Ciekły tlen ma barwę niebieską.

Występowanie

Tlen jest najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem na Ziemi – zawartość tlenu w jej skorupie wynosi 46,4%. Stanowi też 20,95% objętości atmosfery ziemskiej (23,25% wagowych). W postaci związków z innymi pierwiastkami wchodzi w skład hydrosfery (gdzie jego zawartość wynosi około 89% – woda) i litosfery jako tlenki (np. krzemionka (piasek) zawiera ok. 53% tlenu). W przyrodzie obieg tlenu odbywa się w cyklu zamkniętym. Rozpuszczalność tlenu w wodzie słodkiej wynosi 8,3 mg/l, a w wodzie słonej (3,5% soli) 6,6 mg/l (25&nbsp;°C, 1 atm.)<ref name="oxygen-solubility"></ref>. Tlen jest ok. 2× lepiej rozpuszczalny w wodzie niż azot<ref name = CRC></ref>. Rozpuszczalność powietrza w wodzie wynosi 23 mg/l (25&nbsp;°C, 1 atm.)<ref name="air-solubility"></ref>; powietrze rozpuszczone w wodzie zawiera 35,6% tlenu<ref name="oxygen-solubility"/>.

Historia

Pierwszym odkrywcą tlenu najprawdopodobniej był żyjący w XVI wieku na dworze Zygmunta III Wazy alchemik Michał Sędziwój. Otrzymywał tlen z rozkładu saletry potasowej podczas jej prażenia, które to doświadczenie opisał w swoim dziele z 1604 r. p.t. "Dwanaście traktatów o kamieniu filozofów". Stwierdzał, że saletra jest ciałem złożonym, zawierającym "ducha świata" (tak nazwał tlen, uznając go za kamień filozoficzny), umożliwiającym życie ludzi i zwierząt. Wiedział więc, że gaz jest składnikiem powietrza i jest niezbędny do życia.

Tlen został odkryty ponownie przez Carla Sheele przed rokiem 1773, ale odkrycie nie zostało opublikowane do roku 1777. W tym czasie za odkrywcę tlenu od dwóch lat uznawany był Joseph Priestley, który otrzymał tlen ogrzewając tlenek rtęci(II) i zbierając wydzielający się gaz.

Ciekły tlen po raz pierwszy otrzymali profesorowie Uniwersytetu Jagiellońskiego, Zygmunt Wróblewski i Karol Olszewski, 5 kwietnia 1883 roku. Wcześniej, w 1877, mgłę skroplonego tlenu zaobserwowali niezależnie Szwed Raoul Pictet<ref>Sloan, T. O'Connor (1920). Liquid Air and the Liquefaction of Gases. New York: Norman W. Henley. </ref> i Francuz Louis-Paul Cailletet<ref></ref>.

Łacińska nazwa tlenu oxygenium (z gr. oksy – kwaśny, gennao – rodzę), wprowadzona została przez Antoine Lavoisiera.

Polską nazwą "tlen" (od słowa "tlić") zaproponował Jan Oczapowski przed rokiem 1851 i została ona zaakceptowana przez większość polskiego środowiska chemicznego w ciągu ok. 10 lat. Wcześniejsza polska nazwa "kwasoród" była dosłownym tłumaczeniem łacińskiej, a wprowadził ją Jędrzej Śniadecki<ref name="Oczapowski"> Przedruk: </ref><ref name="Leppert"></ref>.

W przyrodzie

Tlen jest pierwiastkiem biogennym.

Jest niezbędny organizmom tlenowym do przeprowadzenia fosforylacji oksydacyjnej będącej najważniejszym etapem oddychania. Niektóre organizmy beztlenowe giną w obecności niewielkich ilości wolnego tlenu. Organizm przeciętnego dorosłego człowieka zużywa w ciągu minuty ok. 200 ml (0,3 g) tlenu. Oddychanie czystym tlenem jest dość niebezpieczne, ponieważ podnosi on ciśnienie krwi i wywołuje kwasicę. Niedobór tlenu staje się niebezpieczny dla życia, gdy jego zawartość w powietrzu spada poniżej 10-12%.

Zwierzęta wykorzystują go w procesie oddychania tlenowego w celu otrzymania energii:

C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub> + 6O2 + ADP + H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> → 6CO<sub>2</sub> + 7H<sub>2</sub>O + ATP

Otrzymywanie w warunkach laboratoryjnych

2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2↑
2KNO3 → 2KNO2 + O2↑
2KClO3 → 2KCl + 3O2↑
2HgO → 2Hg + O2↑
2H2O2 → 2H2O + O2↑
2KMnO4 + 3H2O2 → 3O2 + 2KOH + 2MnO2 + 2H2O
2H2O → 2H2↑ + O2↑

Zastosowanie

Tlen jest stosowany w medycynie, do sporządzania mieszanek oddechowych do nurkowania, w przemyśle jako utleniacz, np. w palnikach acetylenowo-tlenowych.

Związki tlenu

Tlen wchodzi w skład wielu związków chemicznych o dużym znaczeniu przemysłowym: tlenków (w szczególności wody oraz dwutlenku węgla), nadtlenków (w szczególności nadtlenku wodoru), kwasów tlenowych, zasad. Jest też składnikiem większości związków organicznych o znaczeniu biologicznym np. białka, tłuszcze.

Prócz anionów takich jak tlenki, ozonki, podtlenki, ponadtlenki i nadtlenki, znane są związki, w których tlen występuje w podsieci kationowej. Jest to kation oksygenylowy w związku O2PtF6 (heksafluoroplatynian oksygenylowy). Kation ten może być stabilizowany przeciwjonem anionowym o silniejszych właściwościach ox-bas od tlenu lub red-ac od kationu oksygenylowego<ref></ref>.

Zobacz też

Przypisy

</ref>
  • <ref name="Fluka-US"></ref>

    • }}




    Sauerstoff
    Oxygen
    Oxygène