Намиране на кислород в природата. Цикълът на кислорода в природата

От появата на химията, човечеството осъзнава, че всичко наоколо се състои от вещество, което включва химически елементи. Разнообразието от вещества се осигурява от различни съставки от прости елементи. В периодичната таблица на Д. Менделеев са открити и включени 118 химични елемента. Сред тях са редица водещи фигури, чието присъствие е определило появата на органичния живот на Земята. Този списък включва: азот, въглерод, кислород, водород, сяра и фосфор.

Кислород: историята на откритието

Всички тези елементи, както и редица други, допринесоха за еволюцията на живота на нашата планета във формата, в която наблюдаваме сега. Сред всички компоненти на кислорода е повече от други елементи в природата. Кислородът като отделен елемент е открит на 1 август 1774 година Джоузеф Пристли. По време на експеримента, за да се получи въздух от скалата на живака чрез нагряване с обикновена леща, той откри, че свещта гори с необикновено ярък пламък.

За дълго време Priestley се опита да намери разумно обяснение за това. По това време на това явление е дадено името "втори въздух". По-рано изобретателят на подводницата К. Дребел в началото на 17-ти век изолира кислорода и го използва за дишане в своето изобретение. Но експериментите му не оказват влияние върху разбирането на ролята, която кислородът играе в природата на енергийния обмен на живи организми. Въпреки това, учените, които официално откриха кислорода, признават френския химик Антоан Лоран Лавоазие. Той повтори експеримента на Пристли и осъзна, че полученият газ е отделен елемент.

Кислородът взаимодейства с почти всички прости и сложни вещества, с изключение на инертни газове и благородни метали.

Намиране на кислород в природата

От всички елементи на нашата планета, кислородът е най-големият. Разпространението на кислород в природата е много разнообразно. Той присъства както в свързана форма, така и в свободна форма. Като правило, като силен окислител, той остава в обвързано състояние. Наличието на кислород в природата като отделен несвързан елемент се фиксира само в атмосферата на планетата.

Съдържа под формата на газ и е комбинация от два кислородни атома. Това е около 21% от общия обем на атмосферата.

Кислородът във въздуха, в допълнение към обичайната му форма, има изотропна форма под формата на озон. Озон молекула се състои от три кислородни атома. Синият цвят на небето е пряко свързан с наличието на това съединение в горните слоеве на атмосферата. Благодарение на озона твърдата късовълнова радиация от нашето Слънце се абсорбира и не достига до повърхността.

При отсъствието на озонов слой, органичният живот би бил унищожен, като печене на храна в микровълнова фурна.

В хидросферата на нашата планета този елемент е свързан с две молекули водород и образува вода. Делът на кислорода в океаните, моретата, реките и подземните води се оценява на около 86-89%, като се вземат предвид разтворените соли.

В земната кора, кислородът е в обвързана форма и е най-честият елемент. Делът му е около 47%. Наличието на кислород в природата не се ограничава до черупките на планетата, а този елемент е част от всички органични същества. Делът му средно достига 67% от общата маса на всички елементи.

Кислородът е основата на живота

Поради високата оксидативна активност, кислородът лесно се комбинира с повечето елементи и вещества, образуващи оксиди. Високата оксидираща мощност на елемента осигурява всички известни горивни процеси. Кислородът участва и в процесите на бавно окисляване.

Ролята на кислорода в природата като силен окислител е необходима в процеса на жизнената активност на живите организми. Благодарение на този химичен процес, окисляването на веществата става с освобождаването на енергия. Неговите живи организми използват за жизнените си функции.

Растения - източник на кислород в атмосферата

В началния стадий на образуване на атмосферата на планетата съществуващият кислород е в обвързано състояние под формата на въглероден диоксид (въглероден диоксид). С течение на времето имаше растения, които могат да абсорбират въглероден диоксид.

Този процес стана възможен поради появата на фотосинтеза. С течение на времето, през живота на растенията, в милиони години в атмосферата на Земята натрупано голямо количество свободен кислород.

Според учените в миналото неговият масов дял достига около 30%, 1,5 пъти повече от сега. Растенията, както в миналото, така и сега, значително повлияха на цикъла на кислород в природата, като по този начин се осигури разнообразна флора и фауна на нашата планета.

Значението на кислорода в природата не е просто огромно, а е от първостепенно значение. Метаболитната система на животинския свят ясно се основава на наличието на кислород в атмосферата. В негово отсъствие животът става невъзможен във формата, в която знаем. Сред жителите на планетата ще останат само анаеробни (способни да живеят без наличие на кислород) организми.

интензивен кислороден цикъл в природата се осигурява от факта, че тя е в три съвкупни състояния във връзка с други елементи. Като силен окислител, той много лесно преминава от свободна форма до обвързана. И само поради растенията, които разделят въглеродния диоксид чрез фотосинтеза, то е в свободна форма.

Процесът на дишане на животни и насекоми се основава на получаване на несвързан кислород за окислително-редукционни реакции с последващо производство на енергия, за да се осигури жизнената активност на организма. Наличието на кислород в природата, обвързано и свободно, осигурява пълна житейска активност на целия живот на планетата.

Еволюцията и "химията" на планетата

Еволюцията на живота на планетата разчита на характеристиките на състава на земната атмосфера, състава на минералите и наличието на вода в течно състояние. Химическият състав на кората, атмосферата и наличието на вода са се превърнали в основата за раждането на живота на планетата и са определили посоката на еволюцията на живите организми.

Въз основа на наличната "химия" на планетата, еволюцията е стигнала до въглеродния органичен живот въз основа на вода като разтворител за химикали, както и използването на кислород като окислител за генериране на енергия.

Различна еволюция

На този етап съвременната наука не опровергава възможността за живот в други среди, различни от земните условия, където силиций или арсеник може да се използва като основа за изграждане на органична молекула. Флуидна среда, като разтворител, може да бъде смес от течен амоняк и хелий. Що се отнася до атмосферата, тя може да се представи като газообразен водород с примес на хелий и други газове.

Какви метаболитни процеси могат да бъдат при такива условия, съвременната наука все още не е в състояние да моделира. Тази посока на еволюцията на живота обаче е напълно допустима. С течение на времето, човечеството непрекъснато се сблъсква с разширяването на границите на нашето разбиране за околния свят и живота в него.