Trovare ossigeno nella natura. Il ciclo dell'ossigeno nella natura

Dall'aspetto della chimica, l'umanità ha capito che tutto intorno consiste in una sostanza che include elementi chimici. La varietà delle sostanze è fornita da vari composti di elementi semplici. Ad oggi, 118 elementi chimici sono stati scoperti e inclusi nella tabella periodica di D. Mendeleyev. Tra loro è una serie di figure leader, la cui presenza ha determinato l'aspetto della vita organica sulla Terra. Questa lista comprende: azoto, carbonio, ossigeno, idrogeno, zolfo e fosforo.

Ossigeno: la storia della scoperta

Tutti questi elementi, così come molti altri, hanno contribuito all'evoluzione della vita sul nostro pianeta nella forma in cui stiamo osservando. Tra tutti i componenti dell'ossigeno è più in natura di altri elementi. L'ossigeno come elemento separato è stato scoperto il 1 agosto 1774 da Joseph Priestley. In un esperimento per ottenere l'aria dalla scala del mercurio riscaldando con un obiettivo convenzionale, ha scoperto che la candela brucia con una fiamma insolitamente luminosa.

Per lungo tempo Priestley ha cercato di trovare una ragionevole spiegazione per questo. A quel tempo, questo fenomeno è stato dato il nome di "seconda aria". In precedenza, l'inventore del sottomarino K. Drebbel all'inizio del XVII secolo ha isolato l'ossigeno e lo ha usato per respirare la sua invenzione. Ma i suoi esperimenti non hanno influenzato la comprensione di quale ruolo l'ossigeno svolge nella natura dello scambio di energia degli organismi viventi. Tuttavia, gli scienziati che hanno scoperto ufficialmente l'ossigeno, hanno riconosciuto il chimico francese Antoine Laurent Lavoisier. Ha ripetuto l'esperimento di Priestley e ha capito che il gas risultante è un elemento separato.

L'ossigeno interagisce con praticamente tutte le sostanze semplici e complesse, ad eccezione dei gas inerti e dei metalli nobili.

Trovare ossigeno nella natura

Di tutti gli elementi del nostro pianeta, l'ossigeno è il più grande. La distribuzione dell'ossigeno nella natura è molto diversificata. È presente sia in forma congiunta che in forma libera. Come regola, essendo un ossidante forte, rimane in uno stato legato. La presenza di ossigeno in natura come elemento separato e non fissato è fissato solo nell'atmosfera del pianeta.

Contenuto sotto forma di gas ed è una combinazione di due atomi di ossigeno. È circa il 21% del volume totale dell'atmosfera.

L'ossigeno nell'aria, oltre alla sua forma usuale, ha una forma isotropica sotto forma di ozono. La molecola di ozono è costituita da tre atomi di ossigeno. Il colore blu del cielo è direttamente correlato alla presenza di questo composto negli strati superiori dell'atmosfera. Grazie all'ozono, la radiazione duro a onde corte del nostro Sole viene assorbita e non arriva alla superficie.

In assenza di uno strato di ozono, la vita organica sarebbe stata distrutta, come la torrefazione del cibo in un forno a microonde.

Nell'idrosfera del nostro pianeta, questo elemento è in forma congiunta con due molecole di idrogeno e forma acqua. La percentuale di ossigeno negli oceani, nei mari, nei fiumi e nelle acque sotterranee è stimata a circa 86-89%, tenendo conto dei sali disciolti.

Nella crosta terrestre l'ossigeno è in forma legata ed è l'elemento più comune. La sua quota è di circa il 47%. La presenza dell'ossigeno nella natura non è limitata alle conchiglie del pianeta, questo elemento fa parte di tutti gli esseri organici. La sua quota media raggiunge il 67% della massa totale di tutti gli elementi.

L'ossigeno è la base della vita

A causa dell'elevata attività ossidativa, l'ossigeno è facilmente combinato con la maggior parte degli elementi e delle sostanze, formando ossidi. L'elevato potere ossidante dell'elemento prevede tutto il processo di combustione conosciuto. L'ossigeno è anche coinvolto nei processi di ossidazione lenti.

Il ruolo dell'ossigeno nella natura come un forte ossidante è indispensabile nel processo di attività vitale degli organismi viventi. A causa di questo processo chimico, l'ossidazione delle sostanze avviene con il rilascio di energia. I suoi organismi viventi usano per le loro funzioni vitali.

Piante – la fonte di ossigeno nell'atmosfera

Nella fase iniziale della formazione dell'atmosfera sul nostro pianeta, l'ossigeno esistente era in uno stato legato, sotto forma di anidride carbonica (anidride carbonica). Nel tempo, c'erano delle piante che possono assorbire l'anidride carbonica.

Questo processo è diventato possibile a causa della comparsa della fotosintesi. Con il tempo, durante la vita delle piante, milioni di anni nell'atmosfera terrestre ha accumulato una grande quantità di ossigeno libero.

Secondo gli scienziati, in passato, la sua quota di massa ha raggiunto circa il 30%, 1,5 volte più rispetto ad ora. Le piante, sia in passato che adesso, hanno influenzato significativamente il ciclo dell'ossigeno nella natura, assicurando così la diversa flora e fauna del nostro pianeta.

L'importanza dell'ossigeno nella natura non è solo enorme ma fondamentale. Il sistema metabolico del mondo animale è chiaramente basato sulla presenza di ossigeno nell'atmosfera. In sua assenza la vita diventa impossibile nella forma in cui conosciamo. Tra gli abitanti del pianeta rimarrà solo anaerobici (in grado di vivere senza la presenza di ossigeno) organismi.

Il ciclo intensivo di ossigeno in natura è assicurato dal fatto che si trova in tre stati aggregati in associazione con altri elementi. Essendo un ossidante forte, passa facilmente dalla forma libera a quella legata. E solo a causa delle piante che dividono l'anidride carbonica dalla fotosintesi, è in forma libera.

Il processo di respirazione degli animali e degli insetti si basa sull'ottenimento di ossigeno non legato per reazioni di riduzione dell'ossidazione con la successiva produzione di energia per assicurare l'attività vitale dell'organismo. La presenza di ossigeno nella natura, legata e libera, fornisce un'attività di vita completa di tutta la vita sul pianeta.

L'evoluzione e la "chimica" del pianeta

L'evoluzione della vita sul pianeta si basava sulle caratteristiche della composizione dell'atmosfera terrestre, sulla composizione dei minerali e sulla presenza di acqua nello stato liquido. La composizione chimica della crosta, dell'atmosfera e della disponibilità dell'acqua sono diventati la base per l'origine della vita sul pianeta e hanno determinato la direzione dell'evoluzione degli organismi viventi.

Sulla base della "chimica" disponibile del pianeta, l'evoluzione è giunta alla vita organica del carbonio sulla base dell'acqua come solvente di sostanze chimiche, così come l'uso dell'ossigeno come ossidante per generare energia.

Una diversa evoluzione

In questa fase la scienza moderna non nega la possibilità di vivere in altri ambienti diversi dalle condizioni terrestri, dove il silicio o l'arsenico possono essere utilizzati come base per la costruzione di una molecola organica. Un mezzo fluido, come solvente, può essere una miscela di ammoniaca liquida ed elio. Quanto all'atmosfera, può essere rappresentato come idrogeno gassoso con una miscela di elio e di altri gas.

Quali processi metabolici possono essere in tali condizioni, la scienza moderna non è ancora in grado di modellare. Tuttavia, questa direzione dell'evoluzione della vita è totalmente ammissibile. Come dimostra il tempo, l'umanità è costantemente affrontata con l'espansione dei confini della nostra comprensione del mondo che ci circonda e della vita in esso.