Hledání kyslíku v přírodě. Cyklus kyslíku v přírodě

Od vzniku chemie člověk uvědomil, že všechno kolem se skládá z látky, která obsahuje chemické prvky. Rozmanitost látek je zajištěna různými složkami jednoduchých prvků. V periodické tabulce D. Mendelejeva bylo objeveno a zahrnuto 118 chemických prvků. Mezi nimi je řada předních osobností, jejichž přítomnost určila vzhled organického života na Zemi. Tento seznam zahrnuje: dusík, uhlík, kyslík, vodík, síru a fosfor.

Kyslík: historie objevu

Všechny tyto prvky, stejně jako řada dalších, přispěly k vývoji života na naší planetě ve formě, jakou nyní pozorujeme. Mezi všemi složkami kyslíku je více než jiné prvky v přírodě. Kyslík jako samostatný prvek byl objeven 1. srpna 1774 Joseph Priestley. Při pokusu o získání vzduchu z měřítka rtuti zahříváním běžnou čočkou zjistil, že svíčka hoří s neobvykle jasným plamenem.

Dlouho se pokoušel najít Priestley rozumné vysvětlení. V té době se tomuto jevu dostalo jména "druhý vzduch". Dříve vynálezce ponorky K. Drebbel na počátku 17. století izoloval kyslík a použil ho pro dýchání ve svém vynálezu. Ale jeho experimenty neovlivnily pochopení role role kyslíku v povaze výměny energie živých organismů. Vědci, kteří oficiálně objevili kyslík, však uznali francouzský chemik Antoine Laurent Lavoisier. Zopakoval experiment Priestleyho a uvědomil si, že výsledný plyn je samostatný prvek.

Kyslík interaguje s prakticky všemi jednoduchými a složitými látkami, s výjimkou inertních plynů a vzácných kovů.

Hledání kyslíku v přírodě

Ze všech prvků naší planety je kyslík největší. Šíření kyslíku v přírodě je velmi rozmanité. Je přítomen jak v propojené formě, tak ve volné formě. Jako silný oxidační prostředek zpravidla zůstává vázaným stavem. Přítomnost kyslíku v přírodě jako samostatný nevázaný prvek je stanovena pouze v atmosféře planety.

Obsahuje ve formě plynu a je kombinací dvou atomů kyslíku. Je to asi 21% celkového objemu atmosféry.

Kyslík ve vzduchu, kromě své obvyklé formy, má izotropní formu ve formě ozonu. Ozonová molekula sestává ze tří atomů kyslíku. Modrá barva oblohy je přímo spojena s přítomností této sloučeniny v horních vrstvách atmosféry. Díky ozónu se tvrdé krátkovlnné záření z našeho Slunce absorbuje a nedostává se na povrch.

Při nepřítomnosti ozonové vrstvy by byl zničen organický život, jako je pražení potravin v mikrovlnné troubě.

V hydrosféře naší planety je tento prvek v propojené formě s dvěma molekulami vodíku a vytváří vodu. Podíl kyslíku v oceánech, mořích, řekách a podzemních vodách se odhaduje na 86-89%, přičemž se vezmou v úvahu rozpuštěné soli.

V zemské kůře je kyslík vázaná a je nejběžnějším prvkem. Její podíl činí asi 47%. Přítomnost kyslíku v přírodě není omezena na skořápky planety, tento prvek je součástí všech organických bytostí. Jeho podíl v průměru dosahuje 67% celkové hmotnosti všech prvků.

Kyslík je základem života

Vzhledem k vysoké oxidační aktivitě je kyslík snadno kombinován s většinou prvků a látek, které tvoří oxidy. Vysoká oxidační síla prvku zajišťuje veškerý známý spalovací proces. Kyslík se také podílí na procesech pomalé oxidace.

Úloha kyslíku v přírodě jako silného okysličovadla je nezbytná v procesu živé činnosti živých organismů. Díky tomuto chemickému procesu dochází k oxidaci látek s uvolněním energie. Jeho živé organismy používají pro své životně důležité funkce.

Rostliny - zdroj kyslíku v atmosféře

V počátečním stádiu vzniku atmosféry na naší planetě byl stávající kyslík vázaný, ve formě oxidu uhličitého (oxid uhličitý). Časem existovaly rostliny, které mohou absorbovat oxid uhličitý.

Tento proces byl možný díky vzhledu fotosyntézy. Časem, během života rostlin, po miliony let v atmosféře Země se nahromadilo velké množství volného kyslíku.

Podle vědců dosáhl v minulosti jeho hmotnostní podíl asi 30%, 1,5 krát více než nyní. Rostliny, a to jak v minulosti, tak i nyní, významně ovlivnily cyklus kyslíku v přírodě, a tak zajistili rozmanitou flóru a faunu naší planety.

Význam kyslíku v přírodě není jen obrovský, ale zásadní. Metabolický systém zvířecího světa je jasně založen na přítomnosti kyslíku v atmosféře. V jeho nepřítomnosti se život stává nemožným ve formě, kterou známe. Mezi obyvateli planety zůstanou pouze anaerobní (schopní žít bez přítomnosti kyslíku).

Intenzivní kyslíkový cyklus v přírodě je zajištěna skutečností, že je ve třech agregovaných stavech ve spojení s dalšími prvky. Být silným oxidačním činidlem, velmi snadno přechází z volné formy do vazby. A jen kvůli rostlinám, které rozdělují oxid uhličitý fotosyntézou, je ve volné formě.

Proces dýchání zvířat a hmyzu je založen na získání nenavázaného kyslíku pro oxidační-redukční reakce s následnou produkcí energie, aby se zajistila životně důležitá aktivita organismu. Přítomnost kyslíku v přírodě, vázaná a volná, poskytuje plnou životní aktivitu celého života na planetě.

Vývoj a "chemie" planety

Vývoj života na planetě se opíral o rysy složení zemské atmosféry, složení minerálů a přítomnosti vody v tekutém stavu. Chemické složení kůry, atmosféry a dostupnosti vody se stalo základem pro vznik života na planetě a určilo směr vývoje živých organismů.

Na základě dostupné "chemie" planety došlo k vývoji organického uhlíku na bázi vody jako rozpouštědla pro chemické látky, stejně jako kyslíku jako oxidačního činidla pro účely výroby energie.

Jiný vývoj

V této fázi moderní věda nevylučuje možnost života v jiných prostředích odlišných od pozemských podmínek, kde lze jako základ pro konstrukci organické molekuly použít křemík nebo arzén. Fluidním médiem jako rozpouštědlem může být směs kapalného amoniaku a hélia. Pokud jde o atmosféru, může být reprezentována jako plynný vodík s příměsí hélia a jiných plynů.

Jaké metabolické procesy mohou být za takových podmínek, moderní věda ještě není schopna modelovat. Tento směr vývoje života je však zcela přípustný. Jak se ukazuje čas, lidstvo je neustále konfrontováno s rozšiřováním hranic našeho chápání okolního světa a života v něm.