Ilt

Iso	ÅR	Periode	MD	Ed	PD
Iso	ÅR	Periode	MD	MeV	PD
14 O	{syn.}	1,17677 min	β +	1,72	14 N
15 O	{syn.}	2,0357 min	β +	1,72	15 N
16 O	99,762 %	stabil med 8 neutroner
17 O	0,038 %	stabil med 9 neutroner
18 O	0,2 %	stabil med 10 neutroner
19 O	{syn.}	26,91 s	β -	4.821	19 F
20 O	{syn.}	13,51 s	β-	3.814	20 F.

Enkle kropsfysiske egenskaber

Almindelig tilstand

paramagnetisk gas

Allotropisk i standardtilstand

Oxygen O 2

Andre allotropes

Ozon O 3, singlet oxygen O 2 *, Cyklisk ozon O 3, Tetraoxygen O 4, octaoxygen O 8

Volumenmasse

1,42763 kg · m -3 TPN (O2-molekyle)

Krystal system

Kubisk

Farve

farveløs

−218,79 ° C

−182,95 ° C

0,22259 kJ · mol -1

3,4099 kJ · mol -1

−118,56 ° C

5.043 MPa

−218,79 ° C

22,414 × 10 -3 m 3 · mol -1

Lydens hastighed

317 m · s -1 til 20 ° C , 5

Massiv varme

920 J · kg -1 · K- 1

Varmeledningsevne

0,02674 W · m- 1 · K- 1

Forskellige

N o CAS

17778-80-2

Forholdsregler

SGH

Oxygen O 2 :

Fare H270, H280, P220, P244, P370 + P376, P403, H270 : Kan forårsage eller intensivere brand; oxidator
H280 : Indeholder gas under tryk; kan eksplodere ved opvarmning
P220 : Hold / opbevar væk fra tøj / ... / brændbare materialer
P244 : Sørg for, at der ikke er fedt eller olie på reduktionsventilerne.
P370 + P376 : I tilfælde af brand: Stop lækage, hvis det kan gøres uden risiko.
P403 : Opbevares på et godt ventileret sted.

WHMIS

Transportere

Oxygen O 2 :

1072

Kemler-kode:
25 : oxiderende gas (fremmer brand)
UN-nummer :
1072 : KOMPRIMERET OXYGEN
Klasse:
2.2
Etiketter: 2.2 : Ikke-brændbare, ikke-giftige gasser (svarer til de grupper, der er angivet med A eller stort O) 5.1 : Oxiderende stoffer Emballage: -

225

1073

Kemler-kode:
225 : koldt flydende gas, oxideringsmiddel (fremmer brand)
UN-nummer :
1073 : KØLESYSTEMOXYGEN
Klasse:
2.2
Etiketter: 2.2 : Ikke-brændbare, ikke-giftige gasser (svarer til grupper angivet med store bogstaver A eller O); 5.1 : Oxiderende stoffer Emballage: -

Enheder af SI & STP, medmindre andet er angivet.

Den ilt er det grundstof af atomnummer 8 til symbolet O. Det er koncernens holder gruppen af chalcogener , ofte kaldet gruppe ilt . Opdaget uafhængigt i 1772 af svensken Carl Wilhelm Scheele i Uppsala og i 1774 af Pierre Bayen i Châlons-en-Champagne samt af britten Joseph Priestley i Wiltshire , blev ilt navngivet i 1777 af den franske Antoine Lavoisier og hans kone i Paris fra det antikke græske ὀξύς / oxús ("akut", det vil sige her "syre") og γενής / genḗs ("generator"), fordi Lavoisier fejlagtigt troede - oxidation og forsuring var forbundet - at:

"Vi har givet basen af den åndbare del af luften navnet ilt, der stammer fra to græske ord ὀξύς , syre og γείνομαι , jeg genererer , for faktisk er en af de mest generelle egenskaber ved dette grundlag [Lavoisier taler om ilt] er at danne syrer ved at kombinere med de fleste stoffer. Vi kalder derfor iltgas foreningen af denne base med kalorieindholdet. "

Et molekyle med den kemiske formel O 2, Almindeligvis kaldet "oxygen", men " dioxygen " af kemikere, består af to oxygenatomer atomer forbundet af kovalent binding : under normale temperatur- og trykforhold , dioxygen er en gas , som udgør 20,8% af volumenet af jordens atmosfære ved havet Niveau .

Oxygen er et ikke-metal, der meget let danner forbindelser , især oxider , med næsten alle andre kemiske grundstoffer. Denne facilitet resulterer i høje træningsenergier, men kinetisk er dioxygen ofte ikke særlig reaktiv ved stuetemperatur. Således udvikler en blanding af dioxygen og dihydrogen, jern eller svovl osv. Kun ekstremt langsomt.

Det er i masse det tredje mest rigelige element i universet efter hydrogen og helium og det mest rigelige af elementerne i jordskorpen ; ilt udgør således på Jorden :

86% af massen af oceanerne , i form af vand ;
46,4% af massen af jordskorpen , især i form af oxider og silikater ;
23,1% af massen af den luft , i form af oxygen eller ozon , dvs. 1,2 × 10 15 tons eller næsten 21% af det totale volumen af atmosfæren ;
62,5% af menneskekroppens masse
op til 88% af massen af nogle havdyr.

Jorden var oprindeligt blottet for ilt. Dette blev dannet takket være fotosyntese udført af planter , alger og cyanobakterier , hvor sidstnævnte optrådte for måske 2,8 milliarder år siden. Den ilt O 2er giftigt for anaerobe organismer , som omfattede de første livsformer, der optrådte på Jorden, men er afgørende for respirationen af aerobe organismer , som udgør langt størstedelen af de levende arter i dag. Den cellulære åndedræt er sættet af metaboliske veje , såsom Krebs-cyklussen og åndedrætskæden , for eksempel fodret af glykolyse og β-oxidation , hvorved et celleenergiprodukt i form af ATP og reducerende effekt i form af NADH + H + og FADH 2.

Ved at akkumulere i jordens atmosfære ilt O 2som følge af fotosyntese dannede et ozonlag ved bunden af stratosfæren under påvirkning af solstråling . Den ozon er en allotrope af oxygen i kemiske formel O 3mere oxidant end ilt - hvilket gør det til et forurenende stof uønsket, når det er til stede i troposfæren på jordoverfladen - men som har karakteristikken ved at absorbere ultraviolette stråler fra solen og dermed beskytte biosfæren af denne skadelige stråling: ozonlaget var det skjold, der tillod de første landplanter, der forlod havene for næsten 475 millioner år siden.

Oxygenindholdet i havene er faldet betydeligt i flere år. Denne deoxygenering af havet påvirker havets biodiversitet på grund af global opvarmning og udledning af landbrugsgødning. Havene har mistet 77 milliarder ton ilt i løbet af de sidste 50 år.

I industrien er det af enorm betydning som oxidator. I kraftværker forbrændes brændstoffet enten med luft eller med rent ilt ("oxy-fuel" -proces). Oxy-krakning af tunge oliefraktioner giver værdifulde forbindelser. I den kemiske industri anvendes til produktion af acrylsyre, en meget vigtig monomer . Heterogen katalytisk oxidation viser løfte om produktion af hydroxymethyl-furfural syre og benzoesyre . Det er også et lovende råmateriale til den elektrokemiske syntese af hydrogenperoxid. Oxidation med luft spiller en meget vigtig rolle i omdannelsen af farlige gasser (CO, metan ) til CO 2 mindre skadelig.

Element

Oxygen har sytten isotoper, hvis massetal varierer fra 12 til 28. Oxygen af naturlig oprindelse består af tre stabile isotoper : ilt 16 16 O, ilt 17 17 O og ilt 18 18 O. Derudover tildeles ilt en standard atommasse på 15.999 4 u . Oxygen 16 er den mest rigelige, dens naturlige overflod er 99,762%.

Størstedelen af ilt 16 syntetiseres i slutningen af processen med heliumfusion inden for stjerner, men en del produceres også under reaktionerne i neonfusion . Oxygen 17 produceres hovedsageligt ved fusion af brint til helium under CNO-cyklussen . Det er derfor en isotop, der er fælles for hydrogenforbrændingszoner i stjerner. Størstedelen af ilt 18 produceres, når nitrogen 14 14 N, der er rigeligt med CNO-cyklussen, fanger en kerne af helium 4 4 He. Oxygen-18 er derfor almindeligt til stede i de heliumrige områder af udviklede massive stjerner .

Fjorten radioisotoper er blevet identificeret. De mest stabile er 15 O ilt med den længste halveringstid (122,24 sekunder) og 14 14 O ilt med en halveringstid på 70,606 sekunder. Alle andre radioaktive isotoper har halveringstider på mindre end 27 s, og de fleste af dem har halveringstider på mindre end 83 millisekunder. Oxygen 12 12 O har den korteste levetid (580 × 10 −24 s ). Den mest almindelige type radioaktivt henfald i isotoper, der er lettere end ilt-16, er positronemission, som producerer kvælstof. Den mest almindelige henfaldstype for isotoper, der er tungere end oxygen-18, er β-radioaktivitet, der giver anledning til fluor .

Oxygenforbrug 18

Den oxygen 18 er en indikator palaeoclimatic anvendes til at kende temperaturen i et område på et givet tidspunkt: jo større isotopforholdet 18 O / 16 O er høj, og den tilsvarende temperatur er lav. Dette forhold kan bestemmes ud fra iskerner såvel som aragonit eller calcit fra nogle fossiler .

Denne proces er meget nyttig til at bekræfte eller afkræfte en teori om naturlige terrestriske klimaforandringer som Milanković-parametrene .

Som en stabil isotopmarkør er den blevet brugt til at måle den ensrettet strøm af ilt absorberet under fotosyntese af fænomenet fotorespiration. Det har vist sig, at før stigningen i CO 2i den industrielle æra blev halvdelen af det ilt, som bladene udsendte, genabsorberet. Dette reducerede effektiviteten af fotosyntese med halvdelen (Gerbaud og André, 1979-1980).

Betydningen af tilstedeværelsen af ilt

Liste over de ti mest almindelige elementer i Mælkevejen (spektroskopisk estimering)

Z	Element	Massefraktion i dele pr. Million
1	Brint	739.000
2	Helium	240.000
8	Ilt	10.400
6	Kulstof	4.600
10	Neon	1340
26	Jern	1.090
7	Kvælstof	960
14	Silicium	650
12	Magnesium	580
16	Svovl	440

Ilt er det mest rigelige kemiske element med hensyn til masse i biosfæren, luften, vandet og klipperne på Jorden. Det er også det tredje mest forekommende element i universet efter brint og helium og repræsenterer cirka 0,9% af solens masse . Det udgør 49,2% af massen af jordskorpen og er den vigtigste bestanddel af vores have (88,8% af deres masse). Dioxygen er den næstvigtigste komponent i jordens atmosfære og tegner sig for 20,8% af dens volumen og 23,1% af dens masse (eller omkring 10 15 tons). Jorden, ved at præsentere en sådan høj grad af gasformigt oxygen i atmosfæren, udgør en undtagelse blandt planeterne i solsystemet : oxygenet i de omkringliggende planeter Mars (som kun udgør 0,1% af volumenet af dens atmosfære) og Venus har meget lavere koncentrationer der. Imidlertid er iltet, der omgiver disse andre planeter, kun produceret af ultraviolette stråler, der virker på iltholdige molekyler, såsom kuldioxid .

Den store og usædvanlige iltkoncentration på Jorden er resultatet af iltcyklusser . Denne biogeokemiske cyklus beskriver iltbevægelser i og mellem dens tre hovedreservoirer på Jorden: atmosfæren, biosfæren og litosfæren . Hovedfaktoren i realiseringen af disse cyklusser er fotosyntese, som er hovedansvarlig for det nuværende iltindhold på Jorden. Dioxygen er afgørende for ethvert økosystem : fotosyntetiske levende væsener frigiver dioxygen i atmosfæren, mens åndedræt og nedbrydning af dyr og planter forbruger det. I den nuværende ligevægt udføres produktion og forbrug i de samme forhold: hver af disse overførsler svarer til ca. 1/2000 af det samlede atmosfæriske ilt hvert år. Endelig er ilt en væsentlig bestanddel af molekyler, der findes i alle levende ting: aminosyrer , sukker osv.

Oxygen spiller også en vigtig rolle i vandmiljøet. Den øgede opløselighed af ilt ved lave temperaturer har en mærkbar indvirkning på livet i havene. For eksempel er tætheden af levende arter højere i polære farvande på grund af den højere iltkoncentration. Det forurenede vand, der indeholder plante næringsstoffer, såsom nitrater eller fosfater, kan stimulere algevækst gennem en proces kaldet eutrofiering og nedbrydning af disse og andre biomaterialer kan reducere mængden af ilt i eutrofiske farvande. Forskere vurderer dette aspekt af vandkvaliteten ved at måle vandets biologiske iltbehov eller den nødvendige mængde ilt for at vende tilbage til en normal O 2 -koncentration..

Enkel krop

Struktur

Under normale temperatur- og trykforhold er ilt i form af en lugtfri og farveløs gas, dioxygen , med den kemiske formel O 2. Inden for dette molekyle er de to iltatomer kemisk bundet til hinanden i en tripletilstand . Denne binding, der har en rækkefølge på 2, er ofte repræsenteret på en forenklet måde ved en dobbeltbinding eller ved associering af en to-elektronbinding og to tre-elektronbindinger. Triplettilstanden for ilt er iltmolekylets grundtilstand . Den elektroniske konfiguration af molekylet har to ikke-parrede elektroner, der optager to degenererede molekylære orbitaler . Disse orbitaler siges at være anti- binding og sænke bindingsrækkefølgen fra tre til to, så dioxygenbindingen er svagere end den tredobbelte binding af dinitrogen, for hvilken alle de bindende atomorbitaler er opfyldt, men adskillige antiliating-orbitaler ikke.

I sin normale triplettilstand er dioxygenmolekylet paramagnetisk , det vil sige det erhverver magnetisering under påvirkning af et magnetfelt . Dette skyldes den magnetiske spin-øjeblik af de uparrede elektroner i molekylet samt negativ vekselvirkning mellem tilstødende O 2 molekyler.. Flydende ilt kan tiltrækkes af en magnet, så flydende ilt i laboratorieforsøg kan holdes i ligevægt mod sin egen vægt mellem de to poler i en stærk magnet.

Den singlet-oxygen er navnet på flere arter af exciteret oxygen molekyle, i hvilket alle spin er parret. I naturen er det ofte dannet af vand under fotosyntese ved hjælp af energi fra solens stråler. Det produceres også i troposfæren gennem fotolyse af ozon ved hjælp af kortbølgelængde lysstråler og af immunsystemet som en kilde til aktivt ilt. De carotenoider fotosyntetiske organismer (men også undertiden dyr) spiller en vigtig rolle i at absorbere energi fra singlet-oxygen og omdanne den til dens grundtilstand strømløs før det kan skade stof.

Oxygen er meget elektronegativ . Det danner let mange ioniske forbindelser med metaller ( oxider , hydroxider ). Det danner også ionocovalent forbindelser med ikke-metaller (eksempler: kuldioxid , svovltrioxid ) og føres ind i sammensætningen af mange klasser af organiske molekyler, fx alkoholer (R-OH), carbonyler R -CHO eller R 2 CO og carboxylsyre syrer (R-COOH).

Dissociationsenergi af diatomiske molekyler OX ved 25 ° C i kJ / mol ( ): $D ^ {o} _ {298}$

H
429,91

Hej

Li
340,5

Vær
437

B
809

C
1.076,38

N
631,62

O
498,36

F
220

Født

Na
270

Mg
358,2

Al
501.9

Si
799,6

P
589

S
517,9

Cl
267,47

K
271,5

Ca
383,3

Sc
671.4

Ti
666,5

V
637

Cr
461

Mn
362

Fe
407

Co
397.4

Ni
366

Cu
287,4

Zn
250

Ga
374

Ge
657.5

Ess
484

Se
429,7

Br
237,6

Kr
8

Rb
276

Sr
426,3

Y
714,1

Zr
766.1

Num
726,5

Mo
502

TC
548

Ru
528

Rh
405

Pd
238.1

Ag
221

CD
236

I
346

Sn
528

Sb
434

Te
377

I
233.4

Xe
36.4

Cs
293

Ba
562

Læs
669

Hf
801

Din
839

W
720

Ad
627

Ben
575

Ir
414

Pt
418.6

Kl.
223

Hg
269

Tl
213

Pb
382.4

Bi
337.2

På

Lr
665

↓

den
798

Denne
790

Pr
740

Nd
703

Om eftermiddagen

Sm
573

Eu
473

Gd
715

TB
694

Dy
615

Ho
606

Er
606

Tm
514

Yb
387,7

Ac
794

Th
877

Pa
792

U
755

Np
731

Pu
656.1

Er
553

Cm
732

Bk
598

Jf
498

Er
460

Fm
443

Md
418

Nej
268

Allotropes

Den almindelige iltototrop på Jorden hedder dioxygen med den kemiske formel O 2. Den har en bindingslængde på 121 µm og en bindingsenergi på 498 kJ mol −1 . Det er den form, der bruges af de mest komplekse livsformer, såsom dyr, under cellulær respiration og den form, der udgør det meste af jordens atmosfære.

Trioxygen O 3 , normalt kaldet ozon , er en meget reaktiv allotrop af ilt, som er skadelig for lungevæv. Ozon er en metastabil gas produceret i de øverste lag af atmosfæren, når dioxygen kombineres med atomært ilt, som i sig selv kommer fra fragmenteringen af dioxygen ved ultraviolette stråler . Da ozon absorberes stærkt i det ultraviolette område af det elektromagnetiske spektrum , hjælper ozonlaget med at filtrere de ultraviolette stråler, der rammer jorden. Men nær jordoverfladen er det et forurenende stof, der produceres ved nedbrydning på varme dage af nitrogenoxider fra forbrænding af fossile brændstoffer under påvirkning af ultraviolet stråling fra solen. Siden 1970'erne er koncentrationen af ozon i luften på jordoverfladen steget som et resultat af menneskelige aktiviteter.

Den metastabile molekyle kaldet tetraoxygen (O 4 ) blev opdaget i 2001 og blev tidligere antaget at eksistere i en af de seks faser af fast ilt . Det blev bevist i 2006 , at denne fase, opnået ved at tryksætte dioxygen til 20 GPa, er faktisk består af en romboedrisk O 8 klynge . Denne klynge er potentielt en stærkere oxidator end ilt eller ozon og kan derfor bruges i raketdrivmidler . En metalfase, der blev opdaget i 1990 , vises, når fast ilt udsættes for et tryk større end 96 GPa, og det blev vist i 1998, at denne fase ved meget lave temperaturer bliver superledende .

Fysiske egenskaber

Ilt er mere opløseligt i vand end kvælstof. Vand i ligevægt med luft indeholder ca. et molekyle opløst ilt for hver to nitrogenmolekyler . Med hensyn til atmosfæren er forholdet ca. et iltmolekyle til fire kvælstof. Opløseligheden af ilt i vand afhænger af temperaturen: ca. dobbelt så meget ( 14,6 mg L -1 ) opløses ved 0 ° C end ved 20 ° C ( 7,6 mg L -1 ). Ved 25 ° C og et lufttryk på 1 atmosfære indeholder ferskvand ca. 6,04 ml ilt pr. Liter, mens havvand indeholder ca. 4,95 ml pr. Liter. Ved 5 ° C stiger opløseligheden til 9,0 ml pr. Liter ferskvand, hvilket er 50% mere end ved 25 ° C og til 7,2 ml pr. Liter havvand eller 45% mere.

Oxygen kondenserer ved 90,20 K ( -182,95 ° C ) og størkner ved 54,36 K ( -218,79 ° C ). De flydende og faste faser af dioxygen er begge gennemsigtige med en svag farve, der minder om himmelens blå farve forårsaget af absorption i det røde. Flydende ilt med høj renhed opnås normalt ved fraktioneret destillation af flydende luft. Flydende ilt kan også produceres ved kondensering af luft ved anvendelse af flydende nitrogen som kølemiddel. Det er et ekstremt reaktivt stof, der skal holdes væk fra brændbare materialer.

Selvom oxygen 17 er stabil, oxygen, hovedsageligt bestående af oxygen 16, har en særlig lav termisk neutronindfangning tværsnit = 0,267 mb (vægtet gennemsnit over de 3 stabile isotoper), der tillader dets anvendelse. I atomreaktorer som oxid i brændstof og i vand som kølevæske og moderator .

Ikke desto mindre forårsager aktivering af ilt af hjertets neutroner dannelsen af nitrogen 16, der udsender en specielt energisk gammastråling (= 10,419 MeV ), men hvis periode kun er 7,13 s , hvilket betyder, at denne stråling slukkes hurtigt efter nedlukning af reaktoren.

Historisk

Første oplevelser

En af de første eksperimenter kendt om forholdet mellem forbrænding og luften ledes af Philo af Byzans , græske forfatter af II th århundrede f.Kr.. AD I sin bog Tyre bemærkede Philo, at ved at brænde et lys i en væltet beholder, hvis åbning er nedsænket i vand, forårsager det en stigning i vandet i beholderhalsen, der indeholder lyset. Philo antager forkert og hævder, at noget af luften i beholderen blev til et af de fire elementer , ild , som var i stand til at flygte fra containeren på grund af glassets porøsitet. Mange århundreder senere trækker Leonardo da Vinci på arbejde fra Philo fra Byzantium og bemærker, at noget af luften forbruges under forbrænding og åndedræt.

Ved slutningen af det XVII th århundrede, Robert Boyle bevist der er behov for luft til forbrændingen. Den engelske kemiker John Mayow forfinerer Boyles arbejde ved at vise, at forbrænding kun har brug for en del af luften, som han kalder spiritus nitroaereus eller simpelthen nitroaereus . I et eksperiment fandt han, at når han placerede en mus eller et tændt lys i en lukket beholder med åbningen nedsænket i vand, steg niveauet af vandet i beholderen og erstattede en fjortendedel af luftens volumen, før forsøgspersonerne blev slukket. Derfor antager han, at nitroaereus indtages ved forbrænding såvel som ved åndedræt.

Mayow bemærker, at antimon øges i masse, når det opvarmes, og udleder, at nitroaereus skal associeres med det. Han mener også, at lungerne adskiller nitroaereus fra luften og fører det ind i blodet, og at dyrevarme og muskelbevægelser er resultatet af, at nitroaereus reagerer med visse stoffer i kroppen. Konti af disse og andre eksperimenter og Mayows ideer blev offentliggjort i 1668 i Tractatus duo fra De respiratione .

Phlogiston

Robert Hooke , Ole Borch , Mikhail Lomonosov og Pierre Bayen styre alle til at producere ilt i forsøg på XVII th århundrede XVIII th århundrede, men ingen af dem genkendte ham som grundstof . Dette skyldes sandsynligvis til dels den videnskabelige teori om forbrænding og korrosion og kaldes phlogisitic, som dengang var den mest udbredte forklaring til at forklare disse fænomener.

Grundlagt i 1667 af den tyske kemiker Johann Joachim Becher og modificeret af kemiker Georg Ernst Stahl i 1731, siger teorien om phlogiston, at alle brændbare materialer består af to dele: en del kaldet phlogiston, som undslipper, når stoffet, der er i den indeholder forbrændinger, mens den dephlogisticated del udgør den sande form af stoffet.

Meget brændbare materialer, der efterlader meget små rester som træ eller trækul, anses for at indeholde hovedsagelig phlogiston, mens ikke-brændbare stoffer, der korroderer som metal, indeholder meget lidt. Luft spiller ikke en rolle i teorien om phlogiston, og heller ikke de første eksperimenter, der oprindeligt blev udført for at teste ideen. Teorien er snarere baseret på at observere, hvad der sker, når en genstand brænder, og de fleste genstande ser lysere ud og synes at have mistet noget under forbrændingsprocessen. For at retfærdiggøre det faktum, at et materiale som træ faktisk har sin masse øget ved forbrænding, hævder Stahl, at phlogiston har negativ masse. Faktisk er det faktum, at metaller også ser deres masse stige ved at ruste, når de formodes at miste phlogiston, et af de første spor til at ugyldiggøre teorien om phlogiston.

Opdagelse

Oxygen blev først opdaget af den svenske kemiker Carl Wilhelm Scheele . Det producerer ilt ved opvarmning af kviksølvoxid og forskellige nitrater omkring 1772. Scheele kalder denne gas " Feuerluft " ( ildluft ), fordi den er den eneste kendte oxidator og skriver en redegørelse for dens opdagelse i et manuskript, som han havde titlen Chemical Treaty of Air og Ild, som han sendte til sin udgiver i 1775, men som ikke ville blive offentliggjort før 1777.

På samme tid 1 st august 1774, førte et eksperiment den britiske præst Joseph Priestley til at få Solens stråler til at konvergere mod et glasrør indeholdende kviksølvoxid (HgO). Dette medfører frigivelse af en gas, som han kalder "dephlogistique air" . Han finder ud af, at lysets flamme er lysere i denne gas, og at en mus er mere aktiv og lever længere ved at trække vejret. Efter selv at have inhaleret gassen skrev han: "fornemmelsen af [denne gas] i mine lunger var ikke mærkbart forskellig fra almindelig luft, men jeg havde indtryk af, at min vejrtrækning var særlig let og let. Et stykke tid bagefter" . Priestley offentliggjorde sine fund i 1775 i en artikel med titlen An Account of Further Discoveries in Air inkluderet i andet bind af sin bog, Experiments and Observations on Different Kinds of Air .

Den franske kemiker Antoine Laurent Lavoisier hævder senere at have opdaget dette nye stof uafhængigt af Priestley. Imidlertid besøgte Priestley Lavoisier i oktober 1774, fortalte ham om sin erfaring og hvordan han frigav gassen. Scheele sendte også et brev til Lavoisier den30. september 1774 hvor han beskriver sin egen opdagelse af det tidligere ukendte stof, men Lavoisier siger, at han aldrig har modtaget det (en kopi af brevet findes i Scheeles ejendele efter hans død).

Bidrag fra Lavoisier

Selvom dette er omtvistet i hans tid, er Lavoisiers bidrag utvivlsomt at have udført de første tilfredsstillende kvantitative eksperimenter med oxidation og at have givet den første korrekte forklaring på, hvordan forbrænding finder sted. Hans eksperimenter, der alle blev startet i 1774, vil føre til miskreditering af teorien om phlogiston og bevise, at stoffet opdaget af Priestley og Scheele er et kemisk element .

I et eksperiment bemærker Lavoisier, at der generelt ikke er nogen stigning i masse, når tin og luft opvarmes i et lukket kammer. Han bemærker, at den omgivende luft strømmer ind i kabinettet, når han åbner den, hvilket beviser, at en del af den fangede luft er forbrugt. Han bemærker også, at tinens masse er steget, og at denne stigning svarer til den samme luftmasse, som styrtede ind i kabinettet, da den blev åbnet. Andre eksperimenter som denne er beskrevet i hans bog om forbrænding generelt , udgivet i 1777. I dette arbejde beviser han, at luften er en blanding af to gasser: den "vitale luft", som er essentiel for åndedræt og forbrænding og nitrogen (fra det græske ἄζωτον , "berøvet liv" ), som er ubrugeligt for dem.

Lavoisier omdøbte den "vitale luft" i ilt i 1777 fra den græske rod ὀξύς ( oxys ) (syre, bogstaveligt talt "hård" efter smagen af syrer og -γενής (-genēs) (producent, bogstaveligt talt "som genererer") Fordi han fejlagtigt mener, at ilt er en bestanddel af alle syrer. Kemikere, især Sir Humphry Davy i 1812, viser endelig, at Lavoisier tog fejl i denne henseende (det er faktisk hydrogen, der er grundlaget for syrekemi), men navnet sidder fast.

Nyere historie

Den atomare teori af John Dalton antages, at alle elementer er monatomic og atomerne i de sammensatte legemer er i enkle rapporter. For eksempel antager Dalton, at den kemiske formel for vand er HO, hvilket giver oxygen en atommasse otte gange den for brint i modsætning til den nuværende værdi, der er omkring seksten gange den for brint. I 1805 viste Joseph Louis Gay-Lussac og Alexander von Humboldt , at vand dannes af to volumener brint og et volumen ilt, og i 1811 formår Amedeo Avogadro at fortolke vandets sammensætning korrekt på baggrund af det, der nu kaldes Avogadros lov og hypotesen om elementære diatomiske molekyler.

Ved slutningen af det XIX th århundrede, videnskabsfolk indset, at luft kan gøres flydende og dens individuelle komponenter i komprimere og afkøling. Anvendelse af en fremgangsmåde i cascading , kemiker og fysiker Swiss Raoul Pictet faktum fordampe den svovldioxid væske at fortætte carbondioxid, som på sin side fordamper køle tilstrækkeligt af dioxygen, derved fortætte. Den 22. december 1877 sendte han et telegram til videnskabsakademiet i Paris, hvor han meddelte sin opdagelse af flydende ilt . To dage senere beskriver den franske fysiker Louis Paul Cailletet sin egen metode til flydende ilt. I begge tilfælde produceres der kun få dråber væske, så det er umuligt at foretage dybdegående analyser. Ilt flydes i stabil tilstand for første gang den 29. marts 1883 af den polske videnskabsmand Zygmunt Wróblewski fra Jagiellonian University i Krakow og af Karol Olszewski .

I 1891 var den skotske kemiker James Dewar i stand til at producere nok flydende ilt til at kunne studere det. Den første kommercielt levedygtige proces til produktion af flydende ilt blev udviklet i 1895 uafhængigt af den tyske ingeniør Carl von Linde og den engelske ingeniør William Hampson. I begge processer sænkes lufttemperaturen, indtil luften er flydende, og derefter destilleres de forskellige gasformige forbindelser ved at koge dem efter hinanden og fange dem. Senere, i 1901, oxyacetylene svejsning blev introduceret for første gang ved brænding af en blanding af acetylen og komprimeret oxygen. Denne metode til svejsning og skæring af metal blev senere almindelig. I 1902 forestillede Georges Claude sig en luftfordampningsproces, der forbedrede effektiviteten af den, som Linde forestillede sig, og hvor arbejdet med adiabatisk ekspansion af luften efter dens kompression blev brugt i kompressoren. Den medfølgende køling ( Joule-Thomson-effekt ) bruges i en varmeveksler, der afkøler luften ved kompressorudgangen. Claude udfører således adskillelsen ved fraktioneret destillation af ilt, nitrogen og argon.

I 1923 var den amerikanske videnskabsmand Robert H. Goddard den første til at udvikle en raketmotor med flydende brændstof. Motoren bruger benzin som brændstof og flydende ilt som oxidator . Goddard flyver med succes en lille flydende brændstofraket. Han fik den til at nå 56 m og 97 km / t den 16. marts 1926 i Auburn (Massachusetts) .

Noter og referencer

(fr) Denne artikel er helt eller delvist taget fra Wikipedia-artiklen på engelsk med titlen " Oxygen " ( se listen over forfattere ) .

Bemærkninger

Figurerne overfor gælder for højder op til 80 km over jordens overflade.
Orbitalen er et koncept fra kvantemekanik, der modellerer elektronen som en bølgepartikel med en rumlig fordeling omkring et atom eller et molekyle.
Oxygen paramagnetisme er en egenskab, der anvendes i paramagnetiske oxygen analysatorer, der bestemmer renheden af gasformigt oxygen ( (en) ” Company litteratur Iltanalysatoren (triplet) ” , Servomex (adgang juni 15, 2013 ) ).
Farven på himlen skyldes Rayleigh-spredning af blåt lys.
Disse resultater ignoreres dog for det meste indtil 1860. En af grundene til denne afvisning er troen på, at atomer i et element ikke kan have kemisk affinitet med et andet atom af det samme element. Derudover udgør de tilsyneladende undtagelser fra Avogadros lov, som først senere forklares ved fænomenet dissociation af molekyler, en anden grund.

Referencer

(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press Inc,2009, 90 th ed. , 2804 s. , Indbundet ( ISBN 978-1-420-09084-0 )
(i) Beatriz Cordero Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Reves Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia og Santiago Barragan Alvarez , " Covalent radier revisited " , Dalton Transactions ,2008, s. 2832 - 2838 ( DOI 10.1039 / b801115j )
Paul Arnaud, Brigitte Jamart, Jacques Bodiguel, Nicolas Brosse, Organisk kemi 1 st cyklus / License, PCEM, Apotek, Kurser, MCQ og applikationer , Dunod,8. juli 2004, 710 s. , Softcover ( ISBN 2100070355 )
(i) David R. Lide, Gummibibelen , TF-CRC,2006, 87 th ed. ( ISBN 0849304873 ) , s. 10-202
encyklopædi.airliquide.com
Indtastning "Oxygen" i den kemiske database GESTIS fra IFA (tysk organ med ansvar for sikkerhed og sundhed på arbejdspladsen) ( tysk , engelsk ), adgang 21. august 2018 (JavaScript krævet)
Lavoisier A. (1789). Elementær afhandling om kemi , 1864, s. 48 .
Oxygen
(en) Jin Xiong, William Fischer, Kazuhito Inoue, Masaaki Nakahara, Carl E. Bauer , " Molecular Evidence for the Early Evolution of Photosynthesis " , Science , bind. 289, nr . 5485, 8. september 2000, s. 1724-1730 ( ISSN 1095-9203 , DOI 10.1126 / science.289.5485.1724 , læs online )
" Havene mangler ilt " , på Reporterre ,8. juni 2019
(in) EA Guseinova , K. Yu. Adzhamov og SR Safarova , " Kinetiske parametre for dannelsen af iltholdige forbindelser i vakuumgasolie-oxycracking-processen " , Reaktionskinetik, mekanismer og katalyse , bind. 129, nr . 21 st april 2020-, s. 925–939 ( ISSN 1878-5204 , DOI 10.1007 / s11144-020-01725-8 , læst online , adgang til 22. juni 2020 )
" Overfladekemi af faserent M1 MoVTeNb-oxid under drift ved selektiv oxidation af propan til acrylsyre ", J. Catal. , Vol. 285,2012, s. 48-60 ( læs online )
(i) Yulia Rodikova og Elena Zhizhina , " katalytisk oxidation af 5-hydroxymethylfurfural i 2,5-diformylfuran under anvendelse af V-indeholdende heteropolysyrekatalysatorer " , reaktionskinetik, mekanismer og katalyse , bind. 130, nr . 1,1 st juni 2020, s. 403–415 ( ISSN 1878-5204 , DOI 10.1007 / s11144-020-01782-z , læs online , adgang til 22. juni 2020 )
“ Multifunktionalitet af krystallinsk MoV (TeNb) M1-oxidkatalysatorer i selektiv oxidation af propan og benzylalkohol ”, ACS Catal , vol. 3,2013, s. 1103-1113 ( læs online )
(in) " Elektrokemisk syntese af hydrogenperoxid fra ilt og vand " , Nature Reviews Chemistry ,2019( læs online )
(i) Silviya Todorova , Borislav Barbov , Totka Todorova og Hristo Kolev , " CO-oxidation i Pt-modificerede flyveaske zeolit X " , Reaction Kinetics, Mekanismer og Catalysis , bd. 129, nr . 21 st april 2020-, s. 773–786 ( ISSN 1878-5204 , DOI 10.1007 / s11144-020-01730-x , læst online , adgang til 22. juni 2020 )
(i) I. Elizalde-Martínez , R. Ramírez-López , FS Mederos-Nieto og MC Monterrubio-Badillo , " Optimering af O2 / CH4 methan til oxid ved 823 K ved aluminiumoxid-ceriumoxid understøttet Pt Katalysatorer " , Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis , vol. 128, n o 1,1 st oktober 2019, s. 149–161 ( ISSN 1878-5204 , DOI 10.1007 / s11144-019-01641-6 , læst online , adgang til 22. juni 2020 )
Jacques Le Coarer , kemi, er det mindste at vide , Les Ulis, Edp Sciences,Juni 2003, 184 s. ( ISBN 2-86883-636-4 ) , s. 59
(da) " Oxygen Nuclides / Isotopes " , på EnvironmentalChemistry.com (adgang til 22. juni 2013 )
(en) BS Meyer (19. - 21. september 2005). “ Nukleosyntese og galaktisk kemisk udvikling af iltisotoper ” i arbejdsgruppen om ilt i de tidligste solsystemprocedurer fra NASAs kosmokemiprogram og Lunar and Planetary Institute .
(in) " Nuclear structure of Oxygen 12 " , University of Szeged (adgang til 22. juni 2013 )
(in) " NUDAT 13O " (adgang til 22. juni 2013 )
(in) " NUDAT 14O " (adgang til 22. juni 2013 )
(in) " NUDAT 15O " (adgang til 22. juni 2013 )
Gerbaud, A., André, M., 1979. Fotosyntese og fotorespiration i hele hvedeplanter. Plante. Physiol . 64, 735-738.
Gerbaud, A., André, M., 1980. Effekt af CO 2, O 2og lys på fotosyntese og fotorespiration i hvede. Plantefysiol . 66, 1032-1036
(i) Ken Croswell , Alkymi af himlene , Anker,Februar 1996, 340 s. ( ISBN 0-385-47214-5 , læs online )
(en) John Emsley , Nature's Building Blocks: An AZ Guide to the Elements , Oxford, England, Oxford University Press ,2001, 538 s. ( ISBN 0-19-850340-7 , læs online ) , s. 297-304
(en) Gerhard A. Cook og Carol M. Lauer , "Oxygen" , i The Encyclopedia of the Chemical Elements , New York, Reinhold Book Corporation,1968( LCCN 68-29938 ) , s. 499-512
(in) "Oxygen" (version af 26. oktober 2007 på internetarkivet ) , Los Alamos National Laboratory
Jérôme Morlon, " Hvorfor ... indeholder atmosfæren 21% ilt?" » , Internetbrugeren,december 2005(adgang 23. juni 2013 )
(in) " Nutrient Cycles " , Institut for Biologi, Hamborg Universitet (adgang 23. juni 2013 )
Michel Verdaguer, " Oxygène " , fagforeningen for lærere i fysik og kemi (adgang 23. juni 2013 )
Fra kemien og fertiliteten ved havvand af HW Harvey, 1955, med henvisning til CJJ Fox, "Om koefficienterne for absorption af atmosfæriske gasser i havvand", Publ. Cirk. Ulemper. Opdagelsesrejsende. Sea, nr . 41, 1907. Harvey dog, at ifølge de seneste artikler Nature synes værdier at være for høje 3%
(in) " Molecular Orbital Theory " , Purdue University (adgang til 9. juni 2013 )
(i) L. Pauling , The Nature of the Chemical Bond og strukturen af molekyler og krystaller: en introduktion til moderne strukturel kemi , Ithaca, NY, Cornell University Press ,1960, 3 e ed. , 644 s. ( ISBN 0-8014-0333-2 )
(i) Henry Jokubowski, " Biokemi Online " , Saint Johns University (adgang 9 juni 2013 ) , kapitel 8: Oxidation-fosforylering, kemi Di-Oxygen
(in) "Demonstration af en bro med flydende iltunderstøttede kontrakter egenvægt entre les poler af en magnet Kraftig" (version af 17. december 2007 på internetarkivet ) , University of Wisconsin-Madison Chemistry Department
(i) Anja Krieger-Liszkay , " Singlet-oxygen i fotosyntese " , Journal of Experimental Botanics , Oxford Journals, Vol. 56, nr . 411,13. oktober 2004, s. 337-346 ( PMID 15310815 , DOI 10.1093 / jxb / erh237 )
(i) Roy M. Harrison , Forurening: årsager, effekter & Control , Cambridge, Royal Society of Chemistry ,1990, 2 nd ed. , 393 s. ( ISBN 0-85186-283-7 )
(i) Paul Wentworth , I McDunn , AD Wentworth , C Takeuchi , J Nieva , T Jones , C Bautista , JM Ruedi og A Gutierrez , " Evidence for antistof-katalyseret ozondannelse i Bakteriel Killing og Inflammation " , Science , vol. 298, nr . 560113. december 2012, s. 215-219 ( PMID 12434011 , DOI 10.1126 / science.1077642Jr. , Bibcode 2002Sci ... 298.2195W )
(en) Osamu Hirayama et al. , “ Naturligt forekommende carotenoider , der slukker ilt for singlet ” , Lipids , Springer, vol. 29, nr . 21994, s. 149-150 ( PMID 8152349 , DOI 10.1007 / BF02537155 )
(i) David R. Lide, Gummibibelen , CRC Press,2009, 90 th ed. , 2804 s. , Indbundet ( ISBN 978-1-4200-9084-0 )
(in) Chung Chieh, " Bond Lengths and Energy " , University of Waterloo (adgang 15. juni 2013 )
(da) Albert Stwertka , guide til elementerne , Oxford University Press ,1998, 238 s. ( ISBN 0-19-508083-1 ) , s. 48-49
(en) GD Parks og JW Mellor , Mellors moderne uorganiske kemi , London, Longmans, Green og Co,1939, 6. th ed.
" Jordens klima " , CNRS (adgang 15. juni 2013 )
Sylvestre Huet, " Himlens ozon og byernes ozon " , Befrielse ,19. august 1997(adgang 15. juni 2013 )
(da) Fulvio Cacace , Giulia de Petris og Anna Troiani , " Experimental Detection of Tetraoxygen " , Angewandte Chemie International Edition , bind. 40, nr . 21,2001, s. 4062-65 ( PMID 12404493 , DOI 10.1002 / 1521-3773 (20011105) 40:21 <4062 :: AID-ANIE4062> 3.0.CO; 2-X )
(da) Phillip Ball, " Ny form for ilt fundet " , Nature News,16. september 2001(adgang 15. juni 2013 )
(i) Lars F. Lundegaard Gunnar Weck , Malcolm I. McMahon , Serge Desgreniers og Paul Loubeyre , " Observation af året O 8molekylært gitter i fasen af fast ilt ” , Nature , bind. 443, nr . 7108,2006, s. 201-04 ( PMID 16971946 , DOI 10.1038 / nature05174 , læs online )
(in) K. Shimizu , K. Suhara Mr. Ikumo , MI Eremets og K. Amaya , " Superconductivity in oxygen " , Nature , vol. 393, nr . 6687,1998, s. 767-69 ( DOI 10.1038 / 31656 )
(in) " Luftopløselighed i vand " , The Engineering Toolbox (adgang 16. juni 2013 )
(i) David Hudson Evans og James B. Claiborne , fysiologi Fishes , Boca Raton, CRC Press ,2006, 601 s. ( ISBN 0-8493-2022-4 ) , s. 88
(i) David R. Lide , "Afsnit 4, Elementernes egenskaber og uorganiske forbindelser; Elementernes smeltende, kogende og kritiske temperaturer ” , i David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, Florida, CRC Press ,2003( ISBN 0-8493-0595-0 )
(in) " Oversigt over kryogen luftseparation og flydende systemer " , Universal Industrial Gases, Inc. (adgang 16. juni 2013 )
(in) " Sikkerhedsdatablad for flydende iltmateriale " , Matheson Tri Gas (adgang 16. juni 2013 )
(i) Joseph Jastrow , Historien om menneskelige fejl , Ayer Publishing,1936, 445 s. ( ISBN 0-8369-0568-7 , læs online ) , s. 171
(en) "John Mayow" , i Encyclopaedia Britannica ,1911, 11 th ed. ( læs online )
(en) "John Mayow" , i World of Chemistry , Thomson Gale,2005( ISBN 0-669-32727-1 )
(in) " Oxygen " på http://www.webelements.com (adgang 30. juni 2013 )
(i) Richard Morris , The Last Troldmænd: Vejen fra alkymi til det periodiske system , Washington, DC, Joseph Henry Press,2003, 294 s. ( ISBN 0-309-08905-0 , læs online )
" Lavoisier, en revolutionær videnskabers rejse " , CNRS (adgang 30. juni 2013 )
Bernadette Bensaude-Vincent og Isabelle Stengers , kemisk historie , Paris, Syros ,2001, 360 s. ( ISBN 978-2-7071-3541-4 )
(i) Joseph Priestley , " en redegørelse for yderligere Opdagelser i Air " , Philosophical Transactions , Vol. 65,1775, s. 384-94 ( DOI 10.1098 / rstl.1775.0039 )
" Antoine Laurent Lavoisier ' , National Customs Museum (adgang 1 st juli 2013 )
(in) Dennis Deturck Larry Gladney og Anthony Pietrovito, "Tager vi for indrømmede atomer? " (Version af 17. januar 2008 på internetarkivet ) , University of Pennsylvania, på http://www.physics.upenn.edu
(i) Henry Enfield Roscoe og Carl Schorlemmer , En afhandling om Chemistry , D. Appleton and Co.,1883, s. 38
(en) John Daintith , Biographical Encyclopedia of Scientists , Bristol GB / Philadelphia (Pa.), CRC Press ,1994, 1075 s. ( ISBN 0-7503-0287-9 , læs online ) , s. 707
(in) " Polen - Kultur, videnskab og medier. Kondensering af kvælstof og ilt " på http://www.poland.gov.pl (adgang 1 st juli 2013 )
(da) "Oxygen" , i Hvordan produkter fremstilles , The Gale Group, Inc,2002
(i) " Goddard-1926 " , NASA (adgang 1 st juli 2013 )

Se også

Bibliografi

Historie af ilt. Fra alkymi til kemi

Relaterede artikler

eksterne links

(da) " Tekniske data for ilt " (adgang til 23. april 2016 ) med de kendte data for hver isotop på undersider
Priestley, Scheele, Lavoisier. Fra dephlogistisk luft til ildluft og ilt.

Hej

Være

IKKE