Tlen

Tlen

azot← tlen →fluor
– ↑ O ↓ S 8 O
Wygląd
bezbarwny w stanie gazowym niebieski w stanie ciekłym
Widmo emisyjnetlenu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol,l.a.	tlen, O, 8 (łac.oxygenium)
Grupa, okres, blok	16,2,p
Stopień utlenienia	−II,−I, I, II
Właściwości metaliczne	niemetal
Masa atomowa	15,999 ± 0,001
Stan skupienia	gazowy
Gęstość	1,429kg/m³
Temperatura topnienia	−218,79 °C
Temperatura wrzenia	−182,962 °C
Numer CAS	7782-44-7
PubChem	977
Właściwości atomowe Promień •atomowy •walencyjny •van der Waalsa 60 (obl. 48)pm 73 pm 152 pm Konfiguracja elektronowa [He]2s22p4 Zapełnieniepowłok 2, 6 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • wskali Paulinga • wskali Allreda 3,44 3,5 Potencjały jonizacyjne I 1313,9 kJ/mol II 3388,3 kJ/mol III 3388,3 kJ/mol
Właściwości fizyczne Punkt potrójny 54,36 K; 0,152 kPa Ciepło parowania 3,4099kJ/mol Ciepło topnienia 0,22259 kJ/mol Ciepło właściwe 920J/(kg·K) Przewodność cieplna 0,02674W/(m·K) Układ krystalograficzny regularny Prędkość dźwięku 317,5 m/s (293 K) Objętość molowa 17,36×10−6m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r.MeV p.r. 15O {syn.} 122s β+ 1,732 15N 16O 99,762% stabilny izotop z 8neutronami 17O 0,038% stabilny izotop z 9neutronami 18O 0,2% stabilny izotop z 10neutronami
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki:dane zewnętrznefirmy Sigma-Aldrich [dostęp 2016-09-08] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawieRozporządzenia CLP,zał. VI Niebezpieczeństwo Zwroty H H270,H280 Zwroty P P220,P410+P403 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła 0 0 0
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Tlen(O,łac.oxygenium) –pierwiastek chemicznyo liczbie atomowej 8,niemetalz grupytlenowcówwukładzie okresowym.

Stabilnymiizotopamitlenu są16
O(stanowi ponad 99% tlenu naturalnego),17
Ooraz18
O.

Tlen w stanie wolnym występuje w postacicząsteczekdwuatomowychO
2oraz trójatomowych –ozonuO
3(głównie wozonosferze). Wykryto jednak także cząsteczki cztero- i ośmioatomowe.

Tlen jestparamagnetykiem.Ciekły tlenma barwę niebieską.Stały tlenznany jest w sześciu odmianachalotropowych,do których należy tzw. „czerwony tlen” i tlen metaliczny, stabilne w warunkach bardzo wysokich ciśnień.

Występowanie

Tlen jest najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem naZiemi– zawartość tlenu w jej skorupie wynosi 46,4%. Stanowi też 20,95% objętościatmosfery ziemskiej(23,25% wagowych). W postaci związków z innymi pierwiastkami wchodzi w składhydrosfery(gdzie jego zawartość wynosi około 89% –woda) ilitosferyjako tlenki (np.krzemionka(piasek) zawiera ok. 53% tlenu). W przyrodzieobieg tlenuodbywa 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 °C, 1 atm.).Tlen jest około dwa razy lepiej rozpuszczalny w wodzie niż azot.Rozpuszczalnośćpowietrzaw wodzie wynosi 23 mg/l (25 °C, 1 atm.);powietrze rozpuszczone w wodzie zawiera 35,6% tlenu.

Historia

Uznaje się, że tlen został odkryty przezCarla Scheelegoprzed 1773, ale odkrycie nie zostało opublikowane do 1777. W tym czasie za odkrywcę tlenu od dwóch lat uznawany byłJoseph Priestley,który ogłosił jego odkrycie wRoyal Society23 marca 1775.Otrzymał on tlen 1 sierpnia 1774, ogrzewająctlenek rtęci(II)i zbierając wydzielający się gaz.

HistorykalchemiiRoman Bugajwskazał, że tlen został odkryty już w XVII wieku przezMichała Sędziwoja,który nazywał go, między innymi, „pokarmem żywota” (łac.cibus vitae) i „duchem świata” (łac.spiritus mundi).Sędziwój wiedział, że „pokarm żywota, ukryty w powietrzu” jest niezbędny do życia i żeprzedostaje się z powietrza do krwi.Otrzymał go w drodze rozkładusaletry potasowej,który zachodził podczas jej prażenia; swoje doświadczenie opisał w dzieleDwanaście traktatów o kamieniu filozofów(1604). Stwierdził, że saletra jest ciałem złożonym, zawierającym „duch świata” (tak nazwał tlen, uznając go zakamień filozoficzny), umożliwiającym życie ludzi i zwierząt.

Ciekły tlenpo raz pierwszy otrzymali profesorowieUniwersytetu JagiellońskiegoZygmunt WróblewskiiKarol Olszewski5 kwietnia 1883. Wcześniej, w 1877, mgłę skroplonego tlenu zaobserwowali niezależnie SzwedRaoul Picteti FrancuzLouis-Paul Cailletet.

Łacińska nazwa tlenuoxygenium(z greckiegooksy,kwaśny, igennao,rodzę), wprowadzona została przezAntoine’a Lavoisiera.Jako pierwszy uznał on tlen za pierwiastek chemiczny.

Polską nazwę „tlen” (od słowa „tlić” ) zaproponowałJan Oczapowskiprzed 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 jąJędrzej Śniadecki.

W przyrodzie

Tlen jest pierwiastkiembiogennym.

Jest niezbędnyorganizmom tlenowymdo przeprowadzeniafosforylacji oksydacyjnejbędącej najważniejszym etapemoddychania.Niektóre organizmy beztlenowe giną w obecności niewielkich ilości wolnego tlenu. Organizm przeciętnego dorosłego człowieka zużywa w ciągu minuty około 200 ml (0,3 g) tlenu. Oddychanie czystym tlenem jest dość niebezpieczne, ponieważ podnosi on ciśnienie krwi i wywołujekwasicę.Niedobór tlenu staje się niebezpieczny dla życia, gdy jego zawartość w powietrzu spada poniżej 10–12%.

Zwierzęta wykorzystują go w procesieoddychania tlenowegow celu otrzymania energii:

C
6H
12O
6+ 6O
2+ADP+
H
3PO
4→ 6CO
2+ 7H
2O+ATP

Otrzymywanie w warunkach laboratoryjnych

• poprzez podgrzewanienadmanganianu potasuw temperaturze powyżej 230 °C:

  2KMnO
  4→K
  2MnO
  4+ MnO
  2+ O
  2↑

• poprzez termiczny rozkładazotanu potasuw temperaturze powyżej 400 °C, ale nie większej niż 440 °C:

  2KNO
  3→2KNO
  2+ O
  2↑

• poprzez termiczny rozkładchloranu potasuw temperaturze powyżej 550 °C:

  2KClO
  3→2KCl + 3O
  2↑

• poprzez ogrzewanietlenku rtęci(II):

  2HgO→2Hg + O
  2↑

• poprzez rozkład wodnego roztworunadtlenku wodoru(wody utlenionejlubperhydrolu) pod wpływem ciepła lub katalizatora, na przykładdwutlenku manganu:

  2H
  2O
  2→2H
  2O + O
  2↑

• w wyniku reakcji nadmanganianu potasu z nadtlenkiem wodoru:

  2KMnO
  4+ 3H
  2O
  2→3O
  2+ 2KOH + 2MnO
  2+ 2H
  2O

• w wynikuelektrolizywody:

  2H
  2O→2H
  2↑+ O
  2↑

Zastosowanie

Tlen jest stosowany w medycynie, do sporządzania mieszanek oddechowych do nurkowania, w przemyśle jakoutleniacz(na przykład wpalnikach acetylenowo-tlenowych).

Związki tlenu

Tlen wchodzi w skład wielu związków chemicznych o dużym znaczeniu przemysłowym:tlenków(w szczególności tlenku wodoru (wody) orazdwutlenku węgla),nadtlenków(w szczególności nadtlenku wodoru),kwasów tlenowych,zasad.Jest też składnikiem większościzwiązków organicznycho znaczeniu biologicznym, przykładowobiałekitłuszczów.

Opróczanionówtlenkowych (występujących też w tzw.podtlenkach),ozonkowych,ponadtlenkowychi nadtlenkowych znane są związki, w których tlen występuje w podsiecikationowej.Jest to kation dioksygenylowyO+
2w związkuO
2PtF
6(heksafluoroplatynian dioksygenylu). Kation ten może być stabilizowany przeciwjonem anionowym o silniejszych właściwościachox-basod tlenu lubred-acod kationu oksygenylowego.

Zobacz też

• tlen singletowy
• dziura ozonowa
• katastrofa tlenowa

Przypisy

Przeczytaj ostrzeżenie dotyczące informacji medycznych i pokrewnych zamieszczonych w Wikipedii.