Oxigênio

Explicamos o que é oxigênio, quando foi descoberto e suas propriedades. Além disso, quais são suas características, usos e muito mais.

O oxigênio é essencial para a vida como a conhecemos.

O que é oxigênio?

O oxigênio é um elemento químico não metálico , normalmente gasoso, extremamente abundante em nossa atmosfera (20,8% do seu volume atual) e o terceiro mais abundante no universo (depois do hidrogênio e do hélio). É essencial para a vida como a conhecemos, especialmente por causa de sua capacidade de formar uma molécula de água (H 2 O) junto com o hidrogênio .

O nome de oxigênio vem do grego antigo oxys (“ácido”) e –genos (“produtor, gerador”), ou seja, significa “produtor de ácidos” porque naquela época era erroneamente assumido que os ácidos continham um alto teor de oxigênio conteúdo e, portanto, seu poder corrosivo.

Na tabela periódica é representado como ó . A molécula de oxigênio é geralmente diatômica (O 2 ) ou triatômica (ozônio O 3 ) sob certas condições de pressão.

Por ter uma reatividade muito elevada , os átomos desse elemento são encontrados em inúmeros compostos orgânicos e inorgânicos do planeta , nos diversos estados de agregação da matéria . É, portanto, uma substância extremamente comum no mundo e no universo conhecido.

Veja também: Ligação química

Oxigênio na Tabela Periódica

Na Tabela Periódica, o oxigênio encontra-se no início do grupo 16 (VIA) , entre os elementos não metálicos.

É seguido por enxofre (S), selênio (Se) e telúrio (Te) . Ele tem um número atômico de 8.

É um dos elementos que, em condições normais de pressão e temperatura , se encontra em estado gasoso .

Quando o oxigênio foi descoberto?

John Dalton elaborou sua teoria atômica dando origem à tecnologia de liquefazer gases.

Embora muitas de suas propriedades fossem conhecidas do estudo do ar desde os tempos antigos, o oxigênio como elemento foi descoberto em 1772 por Carl Wilhelm Scheele . Este farmacêutico sueco notou, enquanto queimava óxido de mercúrio , que um “ar de fogo” foi liberado.

Outros cientistas da época, como o clérigo britânico Joseph Priestley, fizeram a mesma descoberta em experimentos análogos e deram-lhe o nome de “ar deflogisticado”.

Mais tarde, Antoine de Lavoisier dedicou-se ao estudo da combustão e da oxidação , e descartou as teorias sobre o “flogisto”, que era uma suposta substância presente em todos os combustíveis. Pelo contrário, ele propôs a existência de um novo elemento químico: o oxigênio.

Em 1808, John Dalton desenvolveu sua teoria atômica , que levou ao desenvolvimento da tecnologia de gases liquefeitos . Assim, foi possível isolar a molécula de oxigênio de certos óxidos.

Propriedades químicas do oxigênio

Por ser muito reativo, o oxigênio forma ferrugem e corrói as superfícies.

O oxigênio é um produto químico altamente reativo , capaz de formar compostos com quase todos os elementos conhecidos, exceto os gases nobres . É um elemento não metálico, muito eletronegativo. É o principal dos anfógenos (formadores de ácidos e bases) e seus estados de oxidação são -2 e -1 (recebe elétrons).

O oxigênio possui três isótopos naturais e estáveis: 16 O, 17 O e 18 O , sendo o primeiro o mais abundante (99,762%). Em todas as suas apresentações é uma substância altamente reativa e inflamável, que em contato com os metais forma óxidos e corrói as superfícies.

Propriedades físicas do oxigênio

O oxigênio pode condensar a -182,95 ° C e congelar a -218,79 ° C.

O oxigênio em condições normais se manifesta como um gás incolor, inodoro e insípido . É altamente combustível e muito mais solúvel que o nitrogênio : a água doce contém cerca de 6,04ml de oxigênio por litro, enquanto a água do mar contém 4,95ml por litro.

Por outro lado, o oxigênio pode condensar a -182,95 ° C e congelar a -218,79 ° C , tornando-se líquido e sólido respectivamente, com uma cor azul esmaecida.

Importância biológica do oxigênio

O oxigênio é fundamental na vida como a conhecemos , em primeiro lugar, porque faz parte dos açúcares e das proteínas que constituem as substâncias biológicas essenciais: açúcares, proteínas, aminoácidos, etc. Constitui também o metabolismo das moléculas essenciais para obtenção de energia dos seres vivos .

Por exemplo, na fotossíntese de bactérias , plantas e outros organismos vegetais , o dióxido de carbono (CO 2 ) do ar é usado para conservar carbono e, por meio da energia extraída da luz solar, também quebrar as moléculas de água e produzir glicose, seu próprio alimento fonte. Por último, o oxigênio é liberado no meio ambiente .

Graças a esse processo, 2,5 bilhões de anos atrás, a atmosfera começou a se encher com esse elemento . Muitas formas de vida anaeróbicas da época foram eliminadas.

Pelo contrário, animais e outros seres vivos capazes de respirar, precisamos do oxigênio atmosférico para quebrar as moléculas de glicose que obtemos dos alimentos . Dessa forma, obtemos a energia necessária para sobreviver. Esse processo retira O 2 do ar e libera CO 2 como subproduto .

Uso industrial de oxigênio

O oxigênio é usado como gás respiratório para manter pacientes cirúrgicos.

O oxigênio tem enormes aplicações nas indústrias humanas, tais como:

  • Usos médicos. O oxigênio é usado como um gás respirável na manutenção da vida de pacientes cirúrgicos e como terapia (oxigenoterapia) para pacientes com problemas cardíacos e pulmonares, etc. Certos isótopos sintéticos, como 15 O, são usados ​​para varreduras de pósitrons.
  • Suporte de vida. No espaço, submarino e missões semelhantes, o oxigênio gasoso de baixa pressão é usado como um gás respirável para sustentar os níveis de habitabilidade de trajes, navios e habitats.
  • Usos industriais. 55% do oxigênio produzido mundialmente em laboratórios é utilizado para a produção de ligas de ferro , como o aço . Outros 25% vão para a indústria química, para criar o óxido de etileno (C 2 H 4 O), base para a fabricação de inúmeros materiais têxteis e plásticos . Finalmente, o oxigênio também é usado para queimar acetileno e fazer tochas capazes de cortar metal muito rapidamente.
  • Combustíveis e purificadores. O oxigênio também é usado para oxidar combustível de foguete, para tratamento de águas residuais ou, como ozônio (O 3 ) para purificadores de água.

Produção industrial de oxigênio

A produção industrial de oxigênio ocorre principalmente por meio de dois métodos:

  • Filtragem de zeólita. Consiste na passagem de um jato de ar limpo e seco por peneiras moleculares que retêm nitrogênio e permitem a passagem de ar com teor de oxigênio entre 90 e 93%. Este método é usado para obter oxigênio em pequena escala.
  • Eletrólise da água. Este método consiste na decomposição da molécula de água por meio da injeção de eletricidade em um dipolo: o ânodo (+) atrai as moléculas de oxigênio gasoso para um recipiente e o cátodo (-) atrai as moléculas de hidrogênio, aproveitando suas diferenças de eletronegatividade.

Compostos inorgânicos de oxigênio

O dióxido de silício (SiO 2 ) está presente na areia e no granito.

O oxigênio reage com outros elementos para geralmente formar moléculas de óxido , devido à sua poderosa eletronegatividade. Em quase todos eles, um estado de oxidação de -2 é imposto, exceto para os peróxidos (que é -1).

O composto de oxigênio inorgânico mais comum é a água, mas existem muitos óxidos em que um elemento metálico se combina com o oxigênio, como o dióxido de silício (SiO 2 ), presente na areia e no granito ; alumina (Al 2 O 3 ) presente na bauxita e coríndon; óxido férrico (Fe 2 O 3 ), em hematita e ferrugem; etc.

Compostos orgânicos de oxigênio

Em química orgânica , o oxigênio é um elemento comum como parte de macromoléculas complexas, como álcoois (R-OH), éteres (ROR), cetonas (R-CO-R) , aldeídos (R-CO-H), ésteres (R -COO-R), etc. Por esta razão, muitos solventes orgânicos têm uma forte presença de oxigênio.

Porém, a maioria dos compostos orgânicos com oxigênio, ao contrário dos inorgânicos, não são produzidos por ação direta deste , mas como parte de processos químicos mais complexos.

Riscos em seu uso

Em certas pressões, o oxigênio pode se tornar tóxico.

O oxigênio gasoso (O 2 ) pode ser um agente tóxico no corpo humano quando ele está a uma pressão superior a 50 kPa. É o tipo de pressão a que os mergulhadores de alto mar e mergulhadores estão sujeitos. Os sintomas de envenenamento por oxigênio incluem convulsões, danos aos olhos, espasmos e danos neurológicos.

Por outro lado, sendo tão combustível, o manuseio de oxigênio em altas concentrações implica riscos de explosão ou incêndio , uma vez que a molécula está sujeita a combustão rápida.

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