מחזור החמצן בטבע

באופן רשמי מוכר 1774 על ידי הכימאי האנגלי Dzhozefom Pristli חמצן (O2) נפתח. כתוצאה ניסויים שבוצעו בתוך כלי קיבול סגור עם תחמוצת כספית, תחת השפעת העדשה שמש ביים היה הרחבה שלה: 2HgO → O2 ↑ + 2Hg. חומר גזים זו מתאפיין בצפיפות בתנאים נורמלים 0.00142897 g / cm³, נפח טוחן של 14.0 cm³ / חפרפרת, נקודת היתוך של 218,2 מינוס ° C ואת טמפרטורת הרתיחה מינוס 182,81 ° C. מסה מולרית שווה 15.9994 g / mol. המאפיין העיקרי של חמצן - הוא יכולתו לחמצן חומרים שונים. בתור הלא-מתכת פעילה, O2 מגיב עם כל המתכות עם היווצרות של תחמוצות בסיסי amphoteric, כמו גם כל-מתכות (למעט הלוגן) כדי להשיג את תחמוצות חומצה או nesoleobrazuyuschie.

חמצן נכלל יותר מאלף חומרים, כפי שמקובל ביותר יסוד כימי בעולם. הוא חבר של תרכובות כימיות שונות (יש יותר מאלף חמש מאות). התוכן המוצק של O2 קרום כדור הארץ שווה 47.4%. בשנת ימיים במימי טריים של חלקה בחשבונות המדינה הנכנס עבור 88.8% לפי משקל. באווירת החמצן נמצאת במצב חופשי, זה שווה שבריר הנפח של כ 21%, ומסת - 23.1%. זהו מרכיב חיוני של חומרים אורגניים שנמצאים בכל תא חי. לפי נפח, שבה הוא מחזיק 25% ו 65% לפי משקל. מחזור חמצן בטבע עקב הפעילות הכימית שלה.

המחזור הוא סדרה של שינויים של חומר, כתוצאה שבו הוא חוזר לנקודת ההתחלה, וחוזר על הנתיב כולו. חמצן הוא תנועת מחזור biogeochemical. דרך זה עובר סכום ביוטיים O2 של כל המערכות האקולוגיות (הביוספרה, או אזור של חיים על פני כדור הארץ) ו אביוטי (ליתוספירה, אווירה הידרוספירה) בסביבה. מחזור החמצן מתאר את תנועתו של הידרוספירה (מסה של מים הממוקמים מתחת לאדמה ומעל פני השטח), את האווירה (האוויר) בתוך הביוספרה (סכום הגלובלי של כל המערכות האקולוגיות) ו ליתוספירה (קרום). הפרות של המחזור הזה הידרוספירה יכול להוביל היפוקסי (נמוך O2) בתחומי אגמים גדולים האוקיינוס. גורם המניע העיקרי הוא הפוטוסינתזה.

יש מערכות אקולוגיות (מערכות אקולוגיות) הרבה מחזורים biogeochemical, עובד הרכב שלהם. לדוגמה, מחזור מים, מחזור של חמצן, במחזור של חנקן, פחמן, וכו ' כל היסודות הכימיים הם הנתיב, המהווה חלק של מחזורי biogeochemical. הם מהווים חלק בלתי נפרד של אורגניזמים חיים, אך גם לעבור דרך מערכות אקולוגיות בסביבת אביוטי. זהו המים (הידרוספירה), קרום כדור הארץ (את ליתוספירה) והאוויר (אווירה). יצורי חיים למלא את קליפת כדור הארץ נקראת הביוספרה. כל החומרים המזינים כגון פחמן, חנקן, חמצן, זרחן וגופרית, שהם משמשים והם חלק ממערכת סגורה, ולכן הם ממוחזרים ולא אבדו מתחדשים ללא הרף, כמו מערכת פתוחה.

המאגר הגדול O2 (99,5%) הוא קליפת מעטפת כדור הארץ, שבו הוא מוכל בתוך המינרלים סיליקט תחמוצת. מחזור חדיר חמצן ספק רק חלק קטן בצורה חינם O2 בתוך הביוספרה (0.01%) ואת האווירה (0.36%). המקור העיקרי של O2 אטמוספרי הוא פוטוסינתזה בחינם. ומוצריהם הם חומרים אורגניים לבין חמצן חופשי נוצר פחמן דו-חמצני ומים: 6CO2 + 6H2O + אנרגיה → C6H12O6 + 6O2.

עבור מחזור החמצן הביוספרה להגיב צמחים יבשים, הפיטופלנקטון ואוקיינוסים. כחוליות ימיות זעירות (כחולות-ירוקות אצות) פרוכלורוקוקוס, בגודל של 0.6 מיקרון, התגלו בשנת 1986. הם אחראים ליותר ממחצית המוצרים של פוטוסינתזה בים הפתוח. מקור נוסף של חמצן אטמוספרי זמין הוא תופעת photolysis (תגובה כימית שגרמה הפעולה של פוטונים). כתוצאה מים באטמוספירה תחמוצת החנקן הם ניתק לתוך האטומים המרכיבים, מימן (H) וחנקן (N) שטח יוסרו, ו O2 באטמוספרה הוא: 2H2O + אנרגיה → 4H + O2 ו 2N2O + אנרגיה → 4N + O2. חמצן אטמוספרי נצרך אורגניזמים חיים חינם בתהליכי הנשימה וריקבון. ליתוספירה משתמשת חינם O2 כתוצאת תגובות בלית משטח כימיות. לדוגמה, הוא נצרך היווצרות של תחמוצות ברזל (חלודה): 4FeO + O2 → 2Fe2O3 או תחמוצות אחרות של מתכות nonmetals.

מחזור החמצן כולל גם לולאה בין ליתוספירה והביוספרה. אורגניזמים ימיים ב הביוספרה משמשים כמקורות סידן פחמתי (CaCO3), אשר עשיר O2. כאשר הגוף מת, שריונו מוגש בתחתית ים רדודה שבו יש זמן רב כדי ליצור גיר (קרום משקע). תהליכי בלית יזם הביוספרה עשויים גם לחלץ את החמצן החופשי של ליתוספירה. צמחים ובעלי חיים התאוששו מזין מן החמצן המשקע ושחרור.