Kyslík


Kyslík (z lat. Oxygenium) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku O a protónové číslo 8. Kyslík je hlavnou zložkou vzduchu, ktorý všetci dýchame. Zdrojom kyslíka pre atmosféru sú procesy fotosyntézy. Dve tretiny kyslíka vyprodukujú suchozemské rastliny (významným zdrojom sú tropické dažďové lesy) a zvyšnú tretinu vyprodukujú morské rastliny (hlavne morské riasy). Molekulový kyslík O2 sa prvý krát na Zemi vo väčšom množstve objavil v období Paleoproterozoika (pred 2500 - 1600 mil rokmi) ako výsledok látkovej premeny anaeróbnych organizmov. Slovo kyslík pochádza z dvoch slov z gréčtiny, οξυς (oxys) (kyselina, ostrý) a γεινομαι (geinomai) (plodiť).

 

Charakteristika

Pri štandardnej teplote a tlaku, sa kyslík vyskytuje ako dvojatómová molekula O2, v ktorej sú dva kyslíkové atómy spojené medzi sebou. Kyslík je bezfarebný plyn. V kvapalnom a tuhom stave má svetlomodrú farbu. Vo vode je slabo rozpustný. Táto skutočnosť má veľký význam, pre život vodných organizmov, pretože im umožňuje dýchanie. Kyslík je veľmi reaktívny prvok. Reakcie zlučovania kyslíka s látkami sú najčastejšie exotermické.
Základnou vlastnosťou kyslíka je, že sa správa ako silné oxidačné činidlo. Až na halogény, vzácne plyny a niektoré ušľachtilé kovy sa kyslík zlučuje priamo so všetkými prvkami. Na začatie uvedených reakcií treba spravidla vyššiu teplotu, potom však už uvoľnené reakčné teplo stačí na ich samovoľný priebeh. Ak sú exotermické reakcie látok s kyslíkom sprevádzané vývojom svetla, označujú sa ako horenie. Aby sa látka zapálila, musí sa zohriať na zápalnú teplotu, ktorá je pri rôznych látkach rôzna. Dodaným teplom vyparená látka reaguje s kyslíkom, pričom sa uvoľňuje také veľké reakčné teplo, že sa tuhé súčiastky spalných plynov rozžeravia a svietia. Sálavým teplom sa potom vyparujú ďalšie množstvá látky, spaľujú sa atď., až kým látka nezhorí.

 

Výskyt

Na Zemi sa najčastejšie vyskytuje kyslík ako dioxygén (dvojatómová molekula O2).

  • V atmosfére tvorí plynný kyslík 21 objemových %. Voda oceánov, ktorá pokrýva 2/3 zemského povrchu je hmotnostne zložená z 86 % kyslíka.

  • V zemskej kôre je kyslík majoritným prvkom, je prítomný takmer vo všetkých horninách. Jeho obsah je odhadovaný na 46 – 50 hmotnostných %. V hlbších vrstvách zemského telesa zastúpenie kyslíka klesá a predpokladá sa, že v zemskom jadre je prítomný iba v stopách.

  • Vo vesmíre je zastúpenie kyslíka podstatne nižšie. Na 1 000 atómov vodíka pripadá iba jeden atóm kyslíka.

Okrem zvyčajných dvojatómových molekúl O2 sa kyslík vyskytuje aj vo forme trojatómovej molekuly ako ozón O3. Za normálnych podmienok je to vysoko reaktívny plyn modrej farby a charakteristického zápachu s mimoriadne silnými oxidačnými účinkami. Pri teplote -112 °C kondenzuje na kvapalný tmavomodrý ozón a pri teplote -193 °C sa tvorí červenofialový pevný ozón. Pomerne ľahko je možné pripraviť ozón tichým elektrickým výbojom v atmosfére čistého kyslíka. Vzniká tak zmes kyslíka s ozónom, kde podiel O3 dosahuje obvykle 10%. Čistý ozón je možné pripraviť frakčnou destiláciou tejto plynnej zmesi.

  • V medicíne slúži k  sterilizácii nástrojov. Trochu diskutabilné sú účinky dnes pomerne populárnej ozónovej terapie, ktorá by podľa svojich zástancov mala viesť k  regenerácii buniek a tkaniva. Odporcovia tejto metódy poukazujú na možné riziká podobných omladzovacích kúr, kvôli vysokej reaktivite i toxicite ozónu.

  • Bakteriálne účinky ozónu slúžia k dezinfekcii pitné vody namiesto predtým často využívanej dezinfekcie vody plynných chlórom alebo chlórnanom.

  • Silné oxidačné účinky ozónu sa veľmi často využívajú v papierenskom priemysle k bieleniu celulózy pre výrobu papiera.

  •  

     

Ozónová vrstva

Mimoriadne významnú rolu pre pozemský život hrá tzv. ozónová vrstva atmosféry, ktorá chráni planétu pred ultrafialovým slnečným žiarením. Je to časť stratosféry vo výške 25 – 35 km nad zemským povrchom, v ktorej sa nachádza značne zvýšený pomer ozónu voči bežnému dvojatómovému kyslíku.

 

Prízemný ozón