Kisik - kemijski element

Kisik je kemijski element s simbol O i atomski broj 8. To je član halkogene skupine na periodnom sustavu te je vrlo reaktivan nemetal i oksidirajuće sredstvo da se lako oblikuje oksida i kod većine elemenata, kao i drugih spojeva . [3] Po masi, kisik je nisu u vlasništvu najzastupljeniji element u svemir nakon vodika i helija , [4] u standardnoj temperaturi i tlaku , dva atoma elementa vežu tvore dikisika , što je bez boje i mirisa diatomski plina s formulom o
 2. Ovo je važan dio atmosfere i diatomski plin kisik čini 20,8% od Zemljine atmosfere . [5] Osim toga, kao oksidi element također čini gotovo polovicu Zemljine kore . [6]

Kisik je neophodan za održavanje najviše zemaljski život. Kisik se koristi u stanična respiracija i mnoge glavnih klasa organskih molekula živih organizama sadrži kisik, kao što su proteini , nukleinske kiseline , ugljikohidrati , i masti , kao i glavne sastavne anorganske spojeve životinjskih školjke, zubi i kosti. Većinu mase živih organizama kisik kao komponentu vode, glavni sastojak oblika života. S druge strane, kisik je stalno puniti fotosinteze , koja koristi energiju sunca za proizvodnju kisika iz vode i ugljičnog dioksida. Kisik je previše kemijski reaktivni ostati slobodan element u zraku bez da stalno puniti fotosinteze djelovanja živih organizama. Drugi oblik ( allotrope ) kisika, ozon (O
 3), snažno upija ultraljubičasto UVB zračenja i visinskog ozonski omotač štiti biosferu od ultraljubičastog zračenja . No, ozon zagađivač blizu površine gdje je sporedni produkt smoga . Na niskim orbiti visinama, dovoljna atomski kisik prisutan uzrokovati koroziju letjelice . [7]

Kisik je otkriven neovisno Carl Wilhelm Scheele u Uppsali , u 1773. ili ranije, a Joseph Priestley u Wiltshireu , 1774. godine, ali je Priestley često se daje prednost, jer je njegov rad bio objavljen prvi put. Ime kisik je stvoren 1777. godine od strane Antoine Lavoisier , [8] čiji eksperimenti s kisikom pomogao diskreditirati tada popularni flogiston teoriju o izgaranju i korozije . Ime mu dolazi od grčkih korijena ὀξύς oxys, "kiselina", doslovno "oštro", pozivajući se na gorak okus u kiselinama i -γενής -genes ", proizvođača", doslovno "begetter", jer je u vrijeme imenovanja, bilo je pogrešno mislio da su svi kiseline potreban kisik u svom sastavu.

Zajedničko korištenje kisika uključuje stambene grijanje , motori s unutrašnjim izgaranjem , proizvodnju čelika , plastike i tekstila , lemljenja, zavarivanja i rezanja čelika i drugih metala , raketnih baruta , terapiju kisikom , te sustave za održavanje života u zrakoplovu , podmornicama , svemirski i ronjenje .Povijest
rani eksperimenti
Izvlačenje gori svijeća zatvoren u staklenoj žarulja.
Filon je eksperiment inspiriran kasnije istražiteljima .
Jedan od prvih poznatih eksperimenata na odnos između izgaranje i zrak je provela 2. pne stoljeća grčkog pisca na mehanici, Filon iz Bizanta . U svom radu Pneumatica, Filon je primijetio da izvrtanjem posudu iznad gori svijeća i okolnim vrat plovila vodom rezultirala malo vode diže u vrat. [9] Filon pogrešno pretpostavljaju da su dijelovi zraka u posudi se prevode u klasičnom Element vatre i na taj način bili u stanju pobjeći kroz pore na staklu. Mnogo stoljeća kasnije, Leonardo da Vinci izgrađena na Philo rada promatranjem da se dio zraka se konzumira tijekom izgaranja i disanja . [10]

U kasnom 17. stoljeću, Robert Boyle je dokazao da je neophodan za sagorijevanje zrak. Engleski kemičar John Mayow (1641-1679) rafiniran ovo djelo, pokazujući da vatra zahtijeva samo dio zraka koji je nazvao Spiritus nitroaereus ili samo nitroaereus. [11] U jednom eksperimentu, otkrio je da je postavljanje ili miš ili upaljenu svijeću u zatvorenom spremniku iznad vode uzrokovala voda rasti i zamijeniti jednu četrnaesti volumena zraku prije nego gašenje subjekte. [12] iz toga je on pretpostavljao da nitroaereus se konzumira u oba disanja i izgaranje.

Mayow primijetio da antimon su dobivali na težini kada se zagrije, i zaključiti da je nitroaereus mora imati u kombinaciji s njim. [11] Također je smatrao da su pluća odvojena nitroaereus iz zraka i prelazi u krv i tom rezultatu topline životinja i mišića kretanja od reakcija nitroaereus s određenim tvarima u tijelu. [11] Računi ovih i drugih eksperimenata i ideje su objavljeni u 1668. u svom radu Tractatus duo u sustavu "De respiratione". [12]

teorija flogiston
Glavni članak: flogiston teorija
Stari crtež muškarca, Koji nosi veliku kovrčavu periku i plast.
Stahl je pomogao razviti i popularizirati flogistonska kemija.
Robert Hooke , Ole Borch , Mihail Lomonosov , a Pierre Bayen ( fr ) sve proizvedene kisika u eksperimentima u 17. i 18. stoljeća, ali nitko od njih ga je prepoznala kao kemijskog elementa . [13] To je možda bio u dijelu zbog prevalencija filozofije izgaranja i korozije naziva flogistonska kemija, koja je tada bila omiljena objašnjenje tih procesa.

Osnovana je 1667. od strane njemačkog alkemičara JJ Becher , a korigirane kemičar Georg Ernst Stahl od 1731. godine, [14] Teorija flogiston ustvrditi da su sva zapaljivih materijala sastoji se od dva dijela. Jedan dio, nazvan flogiston, dobio je isključena kada je tvar koja sadrži Već je bio spaljen, a dephlogisticated dio je mislio da se njegov pravi oblik, ili vapno . [10]

Visoko zapaljive materijale koji ostavljaju malo ostataka , kao što su drvo ili ugljen, mislio je da su se uglavnom od flogiston; nesagorivim tvari koje korodirati, kao što su željezo, sadrži vrlo malo. Klima nije igrao ulogu u teoriji flogiston, niti su svi početni kvantitativni pokusi testirati ideju; Umjesto toga, ona se temelji na promatranju što se događa kada se nešto gori, koji se pojavljuju najčešće predmeti postati lakši i čini se da gube nešto u tom procesu. [10] Činjenica da je neka tvar kao drvo dobiva ukupnu težinu u gori bio skriven od strane uzgon plinovitih produkata izgaranja. Doista, jedan od prvih naznaka da je teorija flogiston bila netočna je da metali udebljati u hrđanja (kada su navodno izgubili flogiston).

Otkriće
Profil crtež Mlade muške Glave u ovalnom okviru.
Carl Wilhelm Scheele pobijediti Priestley do otkrića, ali objavljena naknadno.
Kisik je prvi otkrio švedski ljekarnika Carl Wilhelm Scheele . On je proizveden plin kisik zagrijavanjem živin oksid i razne nitrate od oko 1772. [5] [10] Scheele zove plin "vatra zrak" jer je to bio jedini poznati zagovornik izgaranja, a pisao na račun tog otkrića u rukopisu on je pod nazivom rasprava o zrak i vatra, koji je poslan u svom izdavaču u 1775. Taj dokument je objavljen u 1777. [15]

Crtež stariji ČOVJEK sjedi Za stolom i gleda paralelno s crtežom.  Njegova Lijeva ruka počiva na prijenosno Računalo, NOGE prekrižene
Joseph Priestley obično se daje prednost u otkrivanju.
U međuvremenu, od 1. kolovoza 1774. godine, eksperiment je provelo britansko kanonik Josip Priestley usmjerena suncu na živinog oksida (Hgo) unutar staklene cijevi, koja se oslobađa plin je pod nazivom "dephlogisticated zrak". [5] On je naveo da svijeće spaljen svjetlije u plinu i da je miš bio aktivniji i živjeli duže, dok to disanje. Nakon disanje je plin sebe, on je napisao: ". Osjećaj da se i plućima nije bio osjetno razlikuje od zajedničkog zraku, ali pričini sam da moje grudi osjećao čini iznimno lagan i jednostavan za neko vrijeme nakon toga" [13] Priestley objavio svoju rezultati u 1775. u radu pod naslovom "Izvještaj o daljnjim otkrićima u zrak", koji je uključen u drugoj knjizi svoje knjige pod naslovom eksperimenata i promatranja raznih vrsta zraka . [10] [16] Zato što je objavio svoje nalaze prvi, Priestley obično se daje prednost u otkrivanju.

Francuski kemičar Antoine Laurent Lavoisier je kasnije tvrdio da je otkrio novu tvar samostalno. Priestley posjetio Lavoisier u listopadu 1774 i izvijeste ga o njegovom eksperimentu i kako je on oslobodio novi plin. Scheele je također objavio je pismo Lavoisier je 30. rujna 1774. godine da je opisao svoje otkriće ranije nepoznatog tvari, ali Lavoisier nikad priznao primanje ga (kopiju pisma pronađen je u Scheele je stvari nakon njegove smrti). [15]

Lavoisierov doprinos
Što Lavoisier nije (iako je to bila osporena u to vrijeme) je provesti prvo odgovarajuće kvantitativne eksperimente na oksidaciju i dati prvi ispravan objašnjenje kako se odvija izgaranje. [5] On koristi ove i slične eksperimente, sve započete 1774. godine, diskreditirati flogiston teoriju i dokazati da tvar otkrio Priestley i Scheele je bio kemijski element .

Crtež mladica okrenut premom promatraču, Ali gledajući sa Strane.  Na Je nositi bijelu kovrčavu periku, Tamno odijelo i bijeli šal.
Antoine Lavoisier diskreditira teoriju flogiston.
U jednom eksperimentu, Lavoisier je primijetio da nije bilo opće povećanje težine kada kositra i zrak griju se u zatvorenoj posudi. [5] On je naveo da je zrak uleti kad je otvorio kontejner, što ukazuje da je dio zarobljen zrak je bio konzumira. On je također istaknuo da je tin je porastao na težini i da je porast bio isti kao i težina zraka koja je poletjela natrag u. Ovaj i drugi eksperimenti na izgaranje je dokumentirano u svojoj knjizi Sur la izgaranja en general, koji je objavljen 1777. godine. [5] U tom poslu, on je dokazao da je zrak mješavina dvaju plinova; 'vitalni zrak', što je neophodno za izgaranje i disanja, te azote (grč. ἄζωτον "beživotno"), koji nije podržao bilo. Azote kasnije postao dušika na engleskom jeziku, iako je zadržao ime u francuskim i nekoliko drugih europskih jezika . [5]

Lavoisier preimenovan 'vitalni zrak' da oxygène 1777 od grčkih korijena ὀξύς (oxys) ( kiselina , doslovno "oštro", s okusom kiselina) i -γενής (-genēs) (proizvođač, doslovno begetter), jer je pogrešno vjerovao da je kisik bio sastojak svih kiselina. [8] Kemičari (kao što je Sir Humphry Davy 1812.) na kraju utvrđeno da je Lavoisier je bio u krivu u tom smislu (vodikovih predstavlja temelj za kiselinom kemiju), ali do tada je bio previše dobro uspostavljena ime ,

Kisik je ušao u engleski jezik, unatoč protivljenju engleskih znanstvenika i činjenicu da je Englez Priestley prvi put izoliran plin i napisano o tome. To je dijelom zbog pjesme hvale plin pod nazivom "Oxygen", u popularnoj knjizi Botanic Garden (1791) od strane Erasmus Darwin , djed Charlesa Darwina . [15]

kasnije povijest
Metalna konstrukcija framework stoji na snijegu U blizini stabla.  Sredovječni muškarac nosio Je kaput, čizme, kožne rukavice i Kapu stoji strukturom i drži ga svojom desnom rukom.
Robert H. Goddard i tekući kisik benzin raketa
John Dalton je izvorni atomska hipoteza pretpostaviti da su svi elementi bili monatomic i da su atomi u spojevima normalno bi najjednostavnije Atomski odnosi u odnosu na drugu. Na primjer, Dalton pretpostavlja se da formula voda je bila HO, dajući atomska masa kisika je 8 puta veći od vodika, umjesto moderne vrijednosti od oko 16 [17] 1805., Joseph Louis Gay-Lussac i Alexander von Humboldt je pokazala da voda je načinjen od dva volumena vodika i jednog volumena kisika; a 1811 Amedeo Avogadro su stigli na ispravno tumačenje sastava vode, na temelju onoga što se sada zove Avogadrov zakon i diatomski elementarne molekule u tim plinovima. [18] [a]

Do kraja 19. stoljeća znanstvenici su shvatili da zrak može biti tekući i njegove komponente izolirane kompresijom i hlađenjem. Upotrebom kaskadnog metodom Swiss kemičar i fizičar Raoul Pierre Pictet upari tekućeg sumpornog dioksida , kako bi se rastopiti ugljični dioksid, koji se pak ispari ohladiti plin kisik dovoljno da se rastopiti. On je poslao telegram 22. prosinca 1877. na francuski akademije znanosti u Parizu, najavljujući svoje otkriće tekućeg kisika . [19] Samo dva dana kasnije, francuski fizičar Louis Paul Cailletet najavio je svoj ​​vlastiti način ukapljivanje molekularni kisik. [19] Samo nekoliko kapi tekućine proizvedene su u svakom slučaju i nema smisla analiza može biti provedena. Kisik je ukapljeni u stabilnom stanju po prvi put 29. ožujka 1883. godine od strane poljskih znanstvenika iz Jagelonskom Sveučilišta , Zygmunt Wróblewski i Karol Olszewski . [20]

Godine 1891. škotski kemičar James Dewar je u stanju proizvesti dovoljno tekući kisik za proučavanje. [21] Prvi komercijalno održiv postupak za proizvodnju tekućeg kisika je samostalno razvio 1895. njemački inženjer Carl von Linde i britanski inženjer William Hampson. Obojica spustio temperaturu zraka dok se tekući, a zatim destilirana sastavne plinove ih kipućom off jedan po jedan, a njihova snimanja. [22] Kasnije, u 1901, oxyacetylene zavarivanje je pokazao po prvi put paljenjem smjese acetilena i komprimirani O
 2. Ova metoda zavarivanja i rezanja metala kasnije je postao čest. [22]

Godine 1923., američki znanstvenik Robert Goddard je postao prva osoba koja je razviti raketni motor koji spalio tekuće gorivo; motor koristi benzin kao gorivo i tekući kisik kao oksidiranje . Goddard uspješno letio mali raketni tekuće gorivo 56 m pri 97 km / h, 16. ožujka 1926. godine u Auburn, Massachusetts , SAD. [22] [23]

Razine kisika u atmosferi se malo Trending prema dolje na globalnoj razini, vjerojatno zbog sagorijevanja fosilnih goriva. [24]

Karakteristike
Svojstva i molekularna struktura

Orbitalna dijagram, nakon što je Barrett (2002), [25] pokazuje sudjeluju orbitale iz svakog atoma kisika, molekularna orbitala koje proizlaze iz njihovog preklapanja, a Aufbau punjenje orbitala s 12 elektrona, 6 iz svake O atomom, počevši od najniže energije orbitala, a što je rezultiralo u kovalentnim karakterom dvostrukih veza s ispunjenim orbitala (i otkaza doprinosa parova protjecanja i protjecanja * i π i π * orbitalnih parova).
Pri standardnoj temperaturi i tlaku , kisik je bezbojan, bez mirisa i okusa plina sa molekulske formule O
 2, što se naziva dikisika. [26]

Kao dikisika, dva atoma kisika kemijski vezani jedan na drugi. Veza može biti na različite načine opisan na temelju razine teoriji, ali je razumno i jednostavno opisati kao kovalentnom dvostrukom vezom koji proizlazi iz punjenja molekularnih orbitala formiranih iz orbitale pojedinih atoma kisika, punjenje koji rezultira vezom redoslijed dva. Točnije, dvostruka veza je rezultat uzastopne, niske do visokih energija ili Aufbau , punjenje orbitala, a dobivenu otkazivanja doprinosima 2S elektrona, nakon postupnog punjenja niske protjecanja i protjecanja * orbitala; σ preklapanje dviju atomskih 2P orbitala koje leže duž OO molekularne osi i π preklapanja dva para atomskih 2P orbitala okomito na OO molekularne osi, a zatim ukidanje doprinosa iz preostala dva od šest 2p elektrona nakon djelomičnog punjenja od najniže π i π * orbitala. [25]

Ova kombinacija otkazivanja i σ i π preklapa rezultate u karakteru dikisika je dvostruka veza i reaktivnosti, te tripletnih elektroničke osnovnom stanju . Elektronska konfiguracija s dva nesparenih elektrona, kao što je pronađena u dikisika (vidi ispunjene π * orbitale na slici) orbitale koje su jednakog energetski tj degenerik -je konfiguracija nazvao spina triplet državu. Dakle, u prizemlju stanje O
 2 molekula naziva se tripletnih kisik . [27] [b] Najveći energijom, djelomično ispunjene orbitale su antibonding , pa je njihova punjenje slabi redoslijed veza od tri do dva. Zbog svojih nesparenih elektrona, trostruki kisik reagira samo polako i kod većine organskih molekula koje su u paru elektrona vrti; to sprečava spontano izgaranje. [28]


Kapanje tekućeg kisika se savija uz magnetsko polje, ilustrirajući svoje paramagnetskim nekretnine
U obliku trolista O
 2 molekule su paramagnetičan . To jest, oni dati magnetske karakter kisik kad je u prisutnosti magnetskog polja zbog spina magnetskog momenta u nesparenih elektrona u molekuli, a negativna energija razmjene između susjednih O
 2 molekule. [21] Tekući kisik toliko magnetsko da u laboratorijskim demonstracije, most tekućeg kisika može biti podržan od vlastite težine između polova snažnog magneta. [29] [c]

Potkošulja kisik je naziv za nekoliko vrsta viših energetskih molekularne O
 2 u kojem su svi elektronski spinovi u paru. To je puno više reaktivno s uobičajenim organskim molekulama nego što je molekularni kisik per se. U prirodi, singlet kisik obično je načinjena od vode tijekom fotosinteze, koristeći energiju sunca. [30] Također je proizveden u troposfere strane fotolize ozona svjetlo kratkog valne duljine, [31] i u imunološkom sustavu u obliku izvor aktivnog kisika. [32] Karotenoidi u fotosintetskih organizama (a možda i životinje) igraju važnu ulogu u apsorbiranju energiju iz singlet kisik i pretvoriti ga u unexcited osnovno stanje prije nego što može uzrokovati štetu na tkivima. [33]

Allotropes
Glavni članak: Allotropes kisika
Središnji atom pozitivno nabijen i krajnji atomi Su negativno nabijeni.
Ozon je rijetka plina na Zemlji uglavnom nalaze u stratosferi .

Prostor za punjenje modela zastupljenosti dikisika (O 2) molekula
Zajednički allotrope elementarnog kisika na Zemlji zove dikisika , O
 2, najveći dio Zemljine atmosferskog kisika (vidi Pojava ). O 2 ima duljinu veze od 121 pm i energiju veza 498 kJ · mol -1 , [34] koja je manja od energije drugih dvostruke veze ili para jednostruke veze u biosferom i odgovoran je za egzotermne reakcije O 2 s bilo organske molekule. [28] [35] Zbog svog sadržaja energije O2 koristi složenim oblicima života, kao što su životinje, u staničnog disanja (vidi biološka uloga ). Ostali aspekti O
 2 su pokrivene u nastavku ovog članka.

Trioxygen (O
 3) obično je poznat kao ozona te je vrlo reaktivan allotrope kisika koji je štetan za pluća tkivo. [36] Ozon je proizveden u gornjim slojevima atmosfere , kada O
 2 kombinira s atomskog kisika od strane cijepanje O
 2 od ultraljubičastog (UV) zračenja. [8] S obzirom da ozon upija snažno u UV dijelu spektra , u ozonskom omotaču od gornjoj atmosferi djeluje kao zaštitna zračenja štit za planetu. [8] U blizini Zemljine površine, to je zagađivač formiran kao nusproizvod u ispušnim plinovima automobila. [36] mctastabilan molekula tetraoxygen (o
 4) je otkriven u 2001, [37] [38] i predpostavlja se da postoji u jednoj od šest faza krutine kisika . To je dokazano u 2006 da je to faza, stvorio tlačenjem O
 2 do 20 GPa , zapravo je romboedrijske O
 8 klastera . [39] Ovaj klaster ima potencijal da bude mnogo snažnije oksidans od bilo O
 2iliO
3 i stoga se mogu koristiti uraketnog goriva. [37] [38] Metalna faza Je otkriven 1990. KADA krutina kisik podvrgne tlaku Iznad 96 GPa [40] , TE Je prikazano u 1998. GODINE pri VRLO niskim temperaturama, jajnih stanica faza postajesupravodljivi. [41]

Fizikalna svojstva

Kisik iscjedak (Spektar) cijevi. Zelena boja Je slična boji nekog"Aurora borealis"
Vidi također: tekući kisik ja čvrste kisika
Kisik otapalakše u Vodi OD dušika, TE u slatkovodnom lakše Nego morske vode. Voda u ravnoteži sa zrakom sadrži Oko 1 Molekula otopljene O
2 ZA svaki 2 molekule N
2 (1: 2), u usporedbi s normalnim omjeru OD približno 1: 4 Topljivost kisika u Vodi ovisi o temperaturi, TE otprilike dvostruko Više (14,6 mg · L -1 ) otapa pri 0 ° C Nego na 20 ° C (7,6 mg · L -1 ). [13] [42] u 25 ° C i 1standardna atmosfera (101,3 kPa ) Photo, slatkovodne sadrži Oko 6,04 mililitara (Ml) kisika po litri TE morska vodasadrži Oko 4,95 ml PO litri. [43] na 5 ° C Je topivost raste činiti 9,0 ml (50% Više Nego na 25 ° C) po litri vode sam 7,2 ml (45% više) PO litri morske vode.

Plinoviti kisik otapa u Vodi na sealevel
5 ° C 25 ° C
Slatkovodni 9,0 ml 6,04 ml
Morska voda 7,2 ml 4,95 ml
Kisik se kondenzira polukružno 90.20 K(-182,95 ° C, -297,31 ° F), A smrzava pri 54,36 K (-218,79 ° C, -361,82 ° F). [44] Itekućina ja čvrsta O
2 jasni Molarni višak tvari s laganimneba plavi boje uzrokovan apsorpcijom u crvenom (za razliku OD plave boje Neba, Koji Je zbog Rayleigh rasipanjaplavog svjetla). Visoke čistoće tekućina O
2 obično dobivenfrakcijskom destilacijomukapljenog photo. [45] tekući kisik može Se također kondenzirati s zrakom pomoću tekućeg dušika Kao rashladno sredstvo. [46]

Kisik Je Visoko reaktivna tvar ja Mora Biti odvojena OD zapaljivih materijala. [46]

Spektroskopiju molekularnog kisika povezana s atmosferskim procesima aurora , svijetljenje neba ja nightglow. [47] Na apsorpciju üHerzberg kontinuuma ja Schumann-Runge bendovau ultraljubičastom stvara atomski kisik Koji Je Vazan u kemiji srednjeg atmosferi. [48] pobuđenom stanju potkošulja molekularni kisik Je odgovoran ZA crvenu kemiluminescencije u otopini. [49]

Izotopi i zvjezdani podrijetla
Glavni članak: Izotopi kisika
Koncentrične-kugla dijagram, koji prikazuje, iz jezgre prema vanjskoj ljusci, željeza, silicija, kisika, neona, ugljika, helija i vodika slojeva.
Kasno u životu masivna zvijezda, 16 O koncentrati u O-školjku, 17 O u H-ljuske i 18 O u On-ljuske.
Daunloudovanje nastali kisik se sastoji OD tri stabilna izotopa , 16 O , 17 O ja 18 O, Sa 16 O Tome ŠTO Je najviše u izobilju (99.762%prirodnog bogatsva). [50]

Najviše 16 O sebisintetizira na kraju helij fuzijskog procesa u masivne zvijezde , Ali neki Je napravio polukružno procesu neon gori. [51] 17 O prvenstveno se sastoji OD spaljivanja vodika ühelij tijekom CNO ciklusu, What Je Cest izotopa u vodik gori zona zvijezda. [51] Većina 18 o nastaje KADA SE14 N (Napravljen u izobilju OD CNO gori) bilježi 4 Hejezgru, čineći 18 o Cest u helija bogate zonarazvile, masivnih zvijezda. [51]

četrnaest radioizotopiSu naznačena. Najstabilniji Su 15 O svremenom poluraspadaOD 122,24 sekundi i 14 O s vremenom poluraspada OD 70,606 sekundi. [50] SVE OD preostalihradioaktivnihizotopa imaju poluživot Koji Su manje OD 27 S, A većina njih imaju poluživot koje Su manje OD 83 milisekundi. [50] najčešćipropadanja načinOD izotopa lakši OD 16 o Jeβ + propadanja [52] [53] [54] da bi se dobio dušik, A najčešći način ZA izotopi teži OD 18 O JEbeta raspad , Cime se dobije fluor. [50]

događaj
Vidi također: silikatni minerali , Kategorija: oksid minerale , Stellar stanovništvo , Cosmochemistry ja Astrochemistry
Deset najčešćih Elementa u galaksiji Mliječni putprocjenjuje spektroskopskim [55]
Z Element Maseni udio u dijelovima na milijun
1 Vodik 739,000 71 × masa kisika (crveno bar)
2 helijum 240.000 23 × masa kisika (crveno bar)
8 Kisik 10.400
6 ugljen 4600
10 Neon 1340
26 Željezo 1090
7 Dušik 960
14 Silicij 650
12 Magnezij 580
16 Sumpor 440
Kisik Je najrasprostranjeniji kemijski element koji mase u Zemljinoj biosferi, zrak, više sam Kopno. Kisik JE treći najobilniji kemijski element koji u svemiru, NAKON vodika i helija. [4] O 0,9% ODSunca's masom Je kisik. [5] Kisik Cini 49,2% ODZemljine koreMase [6] Kao Dio oksidnih spojeva, Kao Sto Susilicij dioksid ja najzastupljeniji element koji po Masi u Zemljinoj kori. Da Je ujedno i Glavni sastojak svjetskim oceanima (88,8% po Masi). [5] kisik plin Je Drugi najčešći sastojak üZemljinoj atmosferi, Zauzima 20,8% svoje zapremine i 23,1% svoje mase (OKO 10 15 Tona). [5] [56] [d] Zemlja Je neobično među PlanetaSunčevog sustava u vlasništvo Tako visoku koncentraciju plina kisika polukružno atmosferi: Mars(s 0,1% o
2 volumena) iVeneraimaju mnogo manje, O
2 okružuje TIH Planeta se proizvodi isključivo ultraljubičastog zračenja na molekule sadrže kisik, Kao Sto Su ugljični dioksid.

Neobično Visoka koncentracija plina kisika na Zemlji rezultat ciklusa kisika. Ovaj tekstbiogeokemijsko ciklus opisuje kretanje kisika unutar i Između njezinih triju glavnih rezervoara na Zemlji: atmosferu, biosfere TE litosfere. Glavni vožnje Faktor ciklusa kisika Jefotosinteza, Koja Je odgovorna ZA moderne Zemljinu atmosferu. Fotosinteza otpušta kisik ü atmosferu, DOKdisanje , propadanjaA izgaranje ga ukloniti Iz atmosfere. U ovom ravnoteži, proizvodnja i potrošnja javljaju po istoj stopi OD otprilike 1 / 2000. cijele atmosferskog kisika Godisnje.

Karta svijeta pokazuju da je more-površina kisika potrošena oko ekvatora i povećava prema polovima.
Hladna voda IMA Više otopljeni O
2 .
Besplatno kisika također pojavljuje u otopini u svjetskim vode. Povećana topljivost O
2 na nižim temperaturama (vidi fizička svojstva ) IMA važne implikacije ZA Život u oceanu, Kao polarni oceani podržava mnogo veću gustoću OD Života zbog svog visokog sadržaja kisika. [57] Voda onečišćena s biljnim hranjivim tvarima, Kao Sto Su nitrati ILI fosfati mogu stimulirati Rast algi procesom Koji se naziva eutrofikacijeja propadanja TIH organizama i drugih biomaterijala može smanjiti o
dva poručio u eutrofnih vode. Znanstvenici procjenjuju Taj aspekt kvalitete vode mjerenjem vodebiokemijska potrošnja kisika, ILI iznos OD O
2 Je required da bi se vratiti na normalne koncentracije. [58]

analiza
Vrijeme evolucija koncentracije kisika-18 na ljestvici od 500 milijuna godina pokazuje mnoge lokalne vrhove.
500 milijuna Godina klimatskih promjenavs 18 O
Paleoclimatologists mjeriti omjer kisika-18 i kisik-16 u školjkama ja kostura morskih organizama ZA određivanje klimatskih milijuna godina (vidi odnosa izotopa kisika ciklus ). Morske vode molekule koje sadrže lakši izotopkisik-16, ispari na Nešto brže OD Molekula vode koje sadrže 12% teže kisik-18, ja na nesrazmjer povećava na nižim temperaturama. [59] tijekom razdoblja niskih globalne temperature, snijeg i kišu OD koje ispari voda IMA tendenciju da Bude Veca u da kisik-16, A morska voda ostavili teži da Bude veći u kisik-18. Morski organizmi Onda ugraditi Više kisika-18 u svoje kosture i školjke Nego ŠTO bi u toplije klime. [59] Paleoclimatologists i izravno izmjeriti Taj omjer Molekula vode ODtemeljnih ledenih uzoraka Stara Kao i stotine tisuća Godina.

Planetarni geolozi Su mjereni relativne količine izotopa kisika u uzorcima Iž Zemlje , na Mjesecu , Marsu , ja meteoritima , Ali nisu Dugo mogli dobiti referentne vrijednosti ZA omjere izotopa ü Suncu , Smatra da Su Isti Kao i ONI OD primordijalnog solarna maglica. Analiza ZAsilicija napolitanki izložena sunčevim vjetrom u postoru i Vraca se srušio Genesis letjelicapokazala da Sunce IMA veći udio kisika-16 Nego ŠTO Je, Na Zemlju. Mjerenje podrazumijeva DA je pozvana nepoznati process iscrpljena kisik-16 od suncadisk protoplanetary materijalaPRIJE ujedinjenjem prašine žitarice koje nastaju Zemlju. [60]

Kisik predstavlja Dva spektrofotometrijskih apsorpcijske vrpce izviru na valnim duljinama 687 i 760 nm. Nekidaljinskih istraživanja znanstvenici Su predložili pomoću Mjerenje sjaja Koji Dolazi Iz vegetacije nadstrešnice u tim bendovima okarakterizirati zdravstveni status biljaka Iž satelitskeplatforme. [61] Ovaj tekst access iskorištava činjenicu da Je u TIH bendova Je moguće diskriminirati Vegetacija Jerefleksije OD njegova fluorescencije, What Je mnogo slabiji. Mjerenje Je tehnički teško zbog niskogomjera signal-šumja fizičke strukture vegetacije, Ali da JE predložen Kao mogući način praćenjaciklusa ugljika sa satelita na globalnoj razini.

Biološka uloga O 2
Glavni članak: dikisika u biološkim reakcijama
Fotosinteze i respiracije
Dijagram fotosinteze procesa, uključujući i prihod od vode i ugljičnog dioksida, osvjetljenje i oslobađanje kisika.  Reakcije proizvodnju ATP i NADPH u Calvin ciklus sa šećerom kao nusproizvod.
Fotosinteza dijeli vode da oslobodi O
2 i popravci CO
2 u šećer u Ono ŠTO SE zoveCalvin ciklus ,
U prirodi, Slobodni kisik Je proizveden OD Strane svijetlo-driven cijepanje vode tijekom oxygenic fotosinteze. Preme nekim procjenama,zelene alge ja cijanobakterijeu pomorskim uvjetima osigurati Oko 70% slobodnog kisika proizvedenog na Zemlji, A OSTATAK Je proizveden OD kopnenih biljaka. [62] Ostale procjene oceanskog doprinos atmosferskog kisika Su veći, A neki procjene Su vati, what ukazuje oceani proizvoditi ~ 45% svake GODINE Zemljine atmosferskog kisika. [63]

Pojednostavljena ukupni formula ZA fotosintezu je: [64]

6 CO 2 + 6 H
2 O +fotoni→ C
6 H
12 O
6 + 6 O
 2
ILI jednostavno

ugljični dioksid + Voda + Sunčeva svjetlost → glukoza + dikisika
Fotolitičko razvijanje kisika Dolazi u tilakoidnih membrana ZA fotosintetski organizama zahtijeva energiju četiri fotona. [E] Mnogi koraci Su uključeni, Ali rezultat Je formiranjeproton gradijentu Kroz tilakoidnog membrana, Koja se koristi ZA sintezu adenozin trifosfata (ATP) Preko photophosphorylation. [65]o
dva preostala (NAKON proizvodnje molekule vode) se otpušta u atmosferu. [f]

Molekularna dikisika, O
2 , bitno Je ZA staničnog disanja u SVIMaerobnih organizama. Kisik se koristi ümitohondrijima generirati ATP tijekom oksidativne fosforilacije. Reakcija ZA aerobnu disanje Je u Biti obrnuto OD fotosinteze i pojednostavljeno Kao:

C
6 H
12 O
6 + 6 O
2 → 6 CO 2 + 6 H
2 O + 2880 kJ · mol -1
U kralježnjaka, O
2 difuzijom Kroz membranu u plućima i na crvenim krvnim stanicama , HemoglobinVeze O
2 , mijenja boju OD plavkaste CRVENE učiniti svijetlo Crvenim [36] ( CO
2 Je pušten Iz drugog dijela hemoglobin KrozBohr efekt). Ostale Životinje koristehemocijanin ( mekušaca ja nekih člankonožaca ) ILI hemerythrin ( pauci ja jastozi). [56] Litra krvi može otopiti 200 cm 3 OD O
2 . [56]

Da li otkrića anaerobne Metazoa, [66] kisik se smatralo da Je uvjet ZA SVE složene Života. [67]

Reaktivni kisikovi , Kao what su superoksidIona ( O -
2 ) ivodikov peroksid( H
2 O
2 )., Opasni nusproizvodi upotrebe kisika u organizmima [56] Dijeloviimunološki sustavviših organizama stvaranje peroksida, superoksida, i potkošulja kisika uništiti invaziju mikroba. Reaktivne kisikove types također imaju važnu ulogu upreosjetljivim odgovorbiljaka Protiv patogena napada. [65] Kisik Je toksičan ZAse nužno anaerobnih organizama , Koji Su Bili dominantni spremnik odredišne ranog životana Zemlji učiniti O
2 Je počeo da se akumuliraju uatmosferi Oko 2,5 PRIJE milijardu Godina, u VRIJEME Velike oksigenacije događaj, OKO milijardu Godina NAKON prvog pojavljivanja TIH organizama. [68] [69]

Odraslog čovjeka na miru udahne1.8 to 2.4 GRAMA kisika u minuti. [70] Za iznosi Više OD 6 milijardi Tona kisika udahnutog čovječanstvo Godisnje. [G]

živih organizama

Parcijalni tlakovikisika u ljudskom tijelu (PO 2 )
Jedinica Alveolarne plućne
pritisci plina Arterijska kisika u krvi Venske plina u krvi
kPa 14.2 11 [71] -13 [71] 4.0 [71] -5,3 [71]
mmHg 107 75 [72] -100 [72] 30 [73] -40 [73]
Slobodna kisika parcijalni pritisak u tijelu živog organizma kralježnjaka najviši ü dišni sustav A smanjuje se UZ Bilo Koji arterijskom sustavu , Perifernom tkivu i venski sustav, Respektivno. Parcijalni Tlak Je Tlak ŠTO bi kisik Ima li Sami zauzeli glasnoće. [74]

Build-u atmosferi
Glavni članak: Geološka povijest kisika
Graf koji prikazuje vremensku evoluciju tlaka kisika na Zemlji;  tlak povećava od nule do 0,2 bara.
O
2 graditi-krv u Zemljinoj atmosferi: 1) Nema O
2 proizveden; 2) O
2 proizvedeni, Ali apsorbira u OCEANE i morskog dna stijene; ​​3) O
2 počinje plina Izvan Oceana, Ali se apsorbira zemljišnih Površina i formiranje ozonskog sloja, 4 -5) O
2 umivaonika popunjena i nakuplja plin
Besplatno plin kisik Je gotovo nepostojeća ü Zemljinoj atmosferi Pred fotosinteze arheje ja bakterijaevoluirala, vjerojatno PRIJE Oko 3,5 milijardi Godina. Besplatno kisik se Prvi staviti pojavio u značajnim količinama tijekompaleoproterozoikEON (PRIJE Između 3,0 i 2,3 milijardi Godina). [75] Za prvih milijardu Godina, cijepljena protiv slobodnog kisika u produkciji TIH organizama u kombinaciji s otopljenimželjezom u oceanima da se formira trakom željezne formacije. KADA SE takvi sudoperi kisika postala zasićena, Slobodni kisik počeooutgasIz Oceana PRIJE 3-2,7 milijardi Godina, dostižući 10% svoje sadašnje Ražine PRIJE Oko 1,7 milijarde Godina. [75] [76]

Prisutnost velikih količina otopljenog i slobodnog kisika u oceanima i atmosferi možda prešao većina sačuvanih anaerobnih organizama čini izumiranja tijekom Velike oksigenacije Događaj( Katastrofe kisika ) PRIJE Oko 2,4 milijardi Godina.Stanična disanjepomoću O
2 omogućujeaerobnih organizama na proizvoditi Puno Više ATP OD anaerobnih organizama. [77] Stanična disanje o
dvoje se javlja u SVIMeukariota , Uključujući SVE složene višestanične organizme Kao Sto Su biljke i Životinje.

Od početka kambrijrazdoblja PRIJE 540 milijuna najava Godina, atmosferski O
2 Su Ražine kretao se Između 15% i 30% po volumenu. [78] preme krajukarbonarazdoblja (PRIJE Oko 300 milijuna Godina) atmosferski O
2 Ražine postignut maksimalno 35% volumena, [78] koje Su mogle utjecati na veličinu insekata i gmazova u ovom trenutku. [79]

Varijacije kisika oblikovali klime u prošlosti. Kad kisika smanjen, atmosferski gustoća Pala, a do opet povećao površinu isparavanje, what Je dovelo učiniti oborina raste i toplijim temperaturama. [80]

Na trenutnu stopu fotosinteze da CE potrajati Oko 2000 Godina da se obnovi cijeli O
2 u sadašnjem ozračju. [81]

Industrijska proizvodnja
Crtež tri vertikalna cijevi priključenih na dnu i napuni kisikom (lijevo cijevi), voda (srednji) i vodika (desno).  Anode i katode elektrode su umetnute u lijevu i desnu cijevi i izvana spojen na akumulator.
Hofmann Uređaj elektrolizom koristi u elektrolize vode.
Vidi također: odvajanje zraka , evolucija kisik ja frakcijskom destilacijom
Sto milijuna Tona O
2 Su izlučene Iz photo ZA industrijske namjene svake GODINE OD DVIJE osnovne metode. [15] Najčešća Metoda Jefrakcijska destilacijaukapljenog photo, s N
2 destilacijuKao para, A O
2 Je ostalo je Kao tekućina. [15]

Druga primarna Metoda ZA dobivanje O
2 Je propuštanjem struje čistog, suhog zraka U Kroz JEDAN krevet para identičnihzeolitamolekularnih Sita, Koja apsorbira dušik i isporučuje plin potok Koji Je 90% do 93% O
2 . [15] Istovremeno, dušik plin se ispušta Iz druge dušika zasićenog zeolita krevet, smanjenjem radne komore Tlak i preusmjeravanje dijela plina kisika OD proizvođača kreveta Kroz nju , u obrnutom smjeru strujanja. NAKON određenog vremena ciklusa se ​​izmjenjuju rad Dva kreveta, Cime se omogućuje kontinuiranu opskrbu plinovitim kisikom Koji se pumpa Kroz cjevovod. Da Je poznato Kaopritisak adsorpcije. Kisik plin SVE Više dobiva tim neovi-kriogenskih tehnologija (vidi i srodni vakuuma adsorpcije). [82]

Plinoviti kisik može se proizvesti elektrolize vodeu molekularni kisik i vodik. DC struja treba se koristiti: ako se koristi AC, plinovi u svakom tijelo se sastoji OD vodika i kisika u eksplozivnoj omjeru 2: 1. Suprotno uvriježenom mišljenju, omjer 2: 1 opaženo u DC elektrolizi zakiseljeno vode NE dokaže da Je empirijska formula vode Je H 2 O, Osima ako Su određene pretpostavke o molekularnim formulama vodika i kisika Sami. Sličan postupak Je elektrokatalitička O
2 evolucije OD oksida ioxoacids. Kemijski katalizatori mogu se koristiti Kao Dobro, Kao what Je ükemijskim generatora kisikaILI svijeće kisika Koji se koriste Kao Dio opreme ZA održavanje Života na podmornice, A Jos uvijek Su Dio standardne opreme na komercijalnim zrakoplovima u slučaju nužde depressurization. Druga Metoda razdvajanja zrak prisiljava zrak da se otopi Krozkeramičke membrana na temelju cirkonij-dioksidaPO Bilo visokog tlaka ILI električnom strujom, ZA PROIZVODNJU gotovo čisti O
2 plin. [58]

U velikim količinama, Cijena tekućeg kisika u 2001. godini iznosio Je Oko 0,21 $ / kg. [83] Budući da Je primarni trošak proizvodnje Je trošak energije ukapljivanje zraka U, troškovi proizvodnje CE SE promijeniti Kao energetski trošak varira.

skladištenje
Skladištenje kisika metode uključuju visoki Tlak tenkova kisika, Kriogenika i kemijskih spojeva. Zbog ekonomičnosti, kisik se često transportiraju u rasutom obliku tekućine u posebno izolirani tankera, Jer Jednalitraukapljenog kisika ekvivalentna 840 litara plinovitog kisika pri atmosferskom tlaku i 20 ° C (68 ° F). [15] Takva tankeri koriste ZA punjenje bulk tekući kisik spremnike, Koji stoje Izvan bolnice i druge ustanove koje trebaju Velike količine čistog plina kisika. Tekući kisik prolazi Krozizmjenjivače topline, Koji se pretvori u niskoj tekućine u plin PRIJE Nego ŠTO uđe u zgradu. Kisik se također pohranjuju i isporučuju u manjim bocama koje sadrže stlačeni plin, spremnik odredišne ​​Koji Je Pogodan u pojedinim prijenosnim medicinskim primjenama jazavarivanje s oksi gorivom i rezanja. [15]

PRIJAVE
Vidi također: Disanje plin , Redox ja Izgaranje
medicinski
Siva uređaj s oznakom DeVilbiss LT4000 i neki tekst na prednjoj ploči.  Zelena plastična cijev se izvodi iz uređaja.
Koncentrator kisika u emfizema Kuci pacijenta
Glavni članak: Kisik terapija
Unos O
2 smještena je photo Je Bitan ciljdisanja , Pa nosa kisik se koristi ü medicini. Liječenje NE Samo da povećava razinu kisika u krvi pacijenta, Ali IMA sekundarni učinak smanjuje otpor protoku krvi u mnogim types bolesnih pluća, olakšati rad opterećenje na srce.Kisik terapija se koristi ZA liječenje emfizema , upale pluća , Vima diseases gljivične Srca ( kongestivnog zatajenja srca ), Poremećaji Koji uzrokuju veće plućni tlak arterija A svaka bolestKoja oštećuje sposobnost tijela da se ja koristiti plinovitog kisika. [84]

Tretmani Su dovoljno fleksibilan da se koristi u bolnicama, pacijentova Kuci, ILI Više OD prijenosnim uređajima. Kisik šatori Su se nekada uobičajeno koristi u dopunu kisika, nema u međuvremenu Su zamijenjeni uglavnom pomoću maske za kisik ILI nosna kanila. [85]

Hiperbarična (Visokotlačni) medicina koristi posebne kisika komore ZA povećanje parcijalnog tlakaOD O
2 Oko pacijenta i, KADA šta je to potrebno, medicinsko osoblje. [86] trovanja ugljičnim monoksidom , plinska gangrena ja dekompresijske bolesti(Na 'zavoje') ponekad se obratio s ovom terapijom. [87] Povećana o
dva koncentracija u plućima pomaže da istisnuugljični monoksid Iz HEMA option hemoglobina. [88] [89] Kisik Je plin otrovan ZAanaerobnih bakterijakoje uzrokuju plinska gangrena, Tako da povećanje njegov parcijalni Tlak pomaže ubiti. [90] [91] Dekompresijska bolest javlja u ronilaca Koji dekompresiju prebrzo NAKON ronjenja, what Je rezultiralo mjehurića inertnog plina, uglavnom dušika i helija, stvarajući u krvi. Povećava pritisak O
2. ŠTO Je PRIJE moguće pomaže da se otopi mjehurići natrag u krvi, Tako da Su ti višak plina mogu se, naravno, izdahnutog Kroz pluća. [84] [92] [93]

Kisik se također koristi Medicinski ZA pacijente Koji zahtijevaju mehaničku ventilaciju , Često nesigurnosti u koncentracijama Iznad 21% JE u zraku.

Život podrška i rekreacijsko korištenje

Niski Tlak čista O
2 koristi se polukružnosvemirskim odijelima ,
Zahtjev Za Ø
2 Kao niskog tlakadisanja plin Je u modernim svemirska odijela, Koje okružuju tijelo svog putnika sa zrakom pod tlakom. Ti uređaji koriste se gotovo čisti kisik na približno Jedna trećina normalnom tlaku, Cime se dobije normalnog krvnog parcijalni Tlak O
2 , [94] [95] Ovaj tekst kompromis visokog kisika niži Tlak required ZA održavanje fleksibilnosti odijelo.

Scuba ronioci ja submarinerstakođer oslanjaju na umjetno isporučuje O
2 , A najčešće koriste normalan Tlak I / ILI smjese kisika i photo. Čista ILI gotovo čista O
2 upotrebu u ronjenju na višim-vo-morske Ražine pritiska obično ograničena na rebreather, dekompresije, odnosno korištenje tretmana hitne pri relativno Malim dubinama (~ 6 metara dubine, ILI manje). [96] [97] dublje ronjenje zahtijeva znatna razrjeđenje o
2 s drugih plinova, Kao what je dušik ILI helij, Kako bi se spriječilotoksičnost kisika, [96]

Ljudi Koji penjati planinama BSG na krmi u ne-stlačenog nepokretnim krilima zrakoplovaponekad imaju dopunske O
2 potrošni materijal. [H] komprimirani komercijalni avioni imaju hitan dotok O
2 automatski dovodi putnika u slučaju kabine depressurization. Iznenadan gubitak tlaka u kabini Naprednekemijske generatore kisika Iznad svakog sjedala, uzrokujući maske za kisikda ispadne. Povlačenje maskama "Za Početak dotok kisika", Kao sigurnosna kabina upute nalažu, prisiljava željezne strugotine unatrijevog klorataunutar spremnika. [58] stalni dotok plina kisika Onda Je proizvedena OD Straneegzotermne reakcije.

Kisik, Kao navodni blage euforiju , IMA povijest rekreacijsku namjenu u kisik barovima IU sportu. Kisik Barovi Su objekti nalaze ü Japanu,Kaliforniji ja Las Vegas , NevadaOD kasnih 1990-IH koji nude veći OD normalnog O
2 izloženosti ZA naknadu. [98] Profesionalni sportaši, posebno uameričkom nogometu, Ponekad ICI off-Polju Između predstava ZA don maske ZA kisik KAKO bi poboljšao performanse. Farmakološka EFEKT Je sumnjao;placeboEFEKT Je vjerojatno objašnjenje. [98] Dostupne Studije podupiru performansi smještena je obogaćenih O
2 smjese Samo ako se udiše tijekom aerobnih vježbi. [99]

Ostale rekreacijske namjene koje NE uključuju disanje Su pirotehnička aplikacije, Kao what je George Goble Je ljubimca sekundi paljenja roštiljroštilj. [100]

industrijski
Starija radnik u kacigu suočava svoju stranu gledatelja u industrijskom dvorani.  Dvorana je mrak, ali svijetli žuta užaren prskanja rastaljene tvari.
Većina komercijalno proizvedena O
2 se koristi ZAgavun željeza u čelik ,
Taljenje OD željezne rude u čelikutroši 55% komercijalno proizvedenih kisika. [58] U ovom postupku, O
2 se injektira Kroz cijevi pod visokim tlakom u rastaljenog željeza, Koji uklanjasumpor nečistoće i suvišak ugljikaKao i odgovarajuće okside, SO
2 i CO
2 . Reakcije Suegzotermna , Pa se temperatura se poveća na 1700 ° C. [58]

Jos 25% komercijalno proizvedenih kisika upotrebljava u kemijskoj industriji. [58] etilenareagira s O
2 stvaranjeetilen oksida , Koji Je, opet, se prevodi ü etilen glikolom; Primarni ulagač materijal Koji se koristi ZA PROIZVODNJU niz Proizvoda, uključujući iantifriz ja poliestera polimera (prekursora mnogih plastike ja tkanine). [58]

Većina OD preostalih 20% komercijalno proizvedenog kisika koristi se u medicini, za rezanje metala i zavarivanje , Kao oksidans ü raketnog goriva TE ü obradi vode. [58] kisik koristi uoxyacetylene zavarivanje Gori acetilens O
2 da se dobije jako vruće plamena. U tom procesu, metalni napraviti 60cmdebljine prvo zagrijava s Malim oksi-acetilen plamena, A zatim Brzo prerezan velikom strujom O
2 , [101]

spojevi
Glavni članak: Spojevi kisika
Voda teče iz boce u čašu.
Voda( H
2 O ) Je najveći poznati spoj kisika.
Oksidiranogkisika Je -2 gotovo svih poznatih spojeva kisika. Oksidacijsko STANJE -1 nalazi se u nekoliko spojeva, Kao Sto Superoksida. [102] Spojevi Koji sadrže kisik u drugim oksidacijska stanja Su VRLO rijetki: -1/2 (superoxides ) -1/3 ( ozonides ), 0 ( elementarna , hypofluorous kiselina ), +1/2 ( dioxygenyl ) + 1 ( dikisika difluorid ) I 2 ( difluorid kisik ).

Oksidi i Drugi anorganski spojevi
Voda( H
2 O ) Je oksid Ižvodikaja najviše poznati spoj kisika. Vodikovih atomakovalentno vezanna kisik polukružno molekuli vode, Ali također imaju dodatnu privlačnost (OKO 23,3 kJ · mol -1 po vodika) na susjedni atom kisika u odvojenoj molekuli. [103] jajnih stanicavodikove veze Između Molekula vode IH drže Oko 15% bliže Nego Sto bi se očekivalo na jednostavan tekućinu sa Samo van der Waalsove sile. [104] [i]

Zapušten komad vijkom.
Oksidi, Kao Sto Su željezni oksid ILI hrđe , Formira KADA kisik ü kombinaciji s drugim elementima.
Zbog svoje elektronegativnosti , Oblici kisika kemijske veze s gotovo SVIM ostalim elementima Dati odgovarajuće okside. Površina većine metala, Kao Sto Jealuminij ja titana , Oksidiraju u prisutnosti photo ja postaju obložene tankim filmom oksida Koji passivates metal i usporava daljnji korozije. Mnogi oksidiprijelaznih metala Su nestehiometrijski spojevi , S Nešto manje metala vo kemijska formulaCE pokazati. Na? Poslije, MineralnaFeO ( wüstite) Pise Kao Fe
1 - x O , GDJE Je x . Je obično Oko 0.05 [105]

Kisik Je prisutan u atmosferi u količinama u tragovima u obliku ugljičnog dioksida( CO
2 ). UZemljina kore stijena sastoji se velikim dijelom OD oksida silicija ( silika SiO
2 , Kao Sto Je pronađena ügranitu ja kvarc ), Aluminij ( aluminijev oksid Al
2 O
3 , uboksita ja korund ), Željezo ( željezo (III) oksid Fe
2 O
3 uhematit ja rđa ) ja kalcijev karbonat (u vapnenca). OSTATAK Zemljine Kore Je također napravljen OD kisika spojeva, posebno raznih složenihsilikata (u silikatnih minerala). Zemljina plašta, OD mnogo veće mase OD Kore, uglavnom se sastoji OD silikata magnezija i željeza.

Vodeno topljivihsilikati u obliku Na
4 SiO
4 , Na
2 SiO
3 i Na
2 Si
2 O
5 se koriste Kaodeterdženti ja ljepila. [106]

Kisik također djeluje Kao ligand Za prijelaznih metala, formirajući prijelaznih metala dikisikovim kompleksa, Koja imaju Metalne O
2 . This klasa spojeva uključujeheme Proteine ​​hemoglobina ja mioglobina. [107] egzotične i neobične reakcije Dolazi saPTF
6, Koja oksidira kisik da se dobije O 2 + PTF 6 - . [108]

Organskih spojeva i biomolekula
Loptica strukture molekule.  Njegova kralježnica je cik-cak lanac od tri atoma ugljika povezana u sredini s atomom kisika, i na kraju do 6 vodika.
Aceton Je Vazan ZA hranjenje materijal u kemijskoj industriji.
  Kisik
  ugljen
  Vodik
Skeletni kemijska struktura s linearnim lancem OPO veza spojenih na tri ugljik-dušik prstenova.
Kisik predstavlja Više OD 40% molekulske mase OD ATP molekule.
JEDAN OD najvažnijih razreda organskih spojeva Koji sadrže kisik Su (u kojoj Je "R" je Organska Skupina): alkoholi (R-OH), etere (Engl) ketoni (R-CO-R), aldehidi (R-CO- H) karboksilne kiseline (R-COOH), esteri (R-COO-R), kiselinski anhidrid(R-CO-O-CO-R); iamidi( RC (O) NR
2 ). Postoje mnoge važne Organskaotapala Koja sadrže kisik, uključujući: aceton , metanol , etanol , izopropanol , furan , THF , dietil eter , dioksan , etil acetat , DMF , DMSO , octena kiselina ja mravlja kiselina. Aceton ( (CH
3 )
2 CO ) ifenol( C
6 H
5 OH ) koriste se Kao napojne materijali u sintezi raznih Molarni višak tvari. Drugi važni podatcima data spojevi Koji sadrže kisik Su:glicerin , formaldehid , glutaraldehid , limunska kiselina , anhidrid octene kiseline , ja acetamid , Epoksidi Su eteri u Kojima Je atom kisika Je Dio prstena OD tri atoma.

Kisik reagira spontano s mnogim organskim spojevima na BSG Ispod sobne temperature, u procesu Koji se naziva autoxidation. [109] Većinaorganskih spojevaKoji sadrže kisik nisu izrađeni izravnim djelovanjem O
2 . podatcima data spojevi važni ZA industriju i trgovinu koje Su izrađene OD izravnog oksidacijom prethodnik uključujuetilen oksid ja peroctene kiseline. [106]

Element se nalazi u gotovo SVIM biomolekulakoje Su važne ZA (iii generira) Života. Samo nekoliko uobičajenih kompleks biomolekula, Kao what Jeskvalen ja karotena, NE sadrže kisik. Organskih spojeva s biološkim važnosti,ugljikohidratasadrži najveći udio u Masi kisika. SVEmasti , masne kiseline , aminokiseline ja proteini sadrže kisik (zbog prisutnosti karbonilneArticle u tim kiselinama i njihovi esterski ostaci). Kisik se također pojavljuje ufosfata( PO 3
4 ) Skupina u biološki važnih Molekula energije nošenjeATP ja ADP u okosnicu ja purini (Osima adenin ) ja pirimidina ZA RNA ja DNA TE u kostima Kao kalcijev fosfat ja hidroksilapatit ,

Sigurnost i posebne mjere opreza
U NFPA 704standardne stope komprimiranog plina kisika Kao bezopasni ZA Zdravlje, nezapaljiv i DA NE reagira, Ali ZA oksidiranje. Rashladne tekući kisik (LOX) daje ocjenu zdravstvene opasnosti OD 3 (za povećanim rizikom ODhiperoksija OD kondenzirane Pare, Kao i ZA opasnosti zajedničkih kriogenskih tekućina Kao what Su ozeblina), A SVE Ostale ocjene Su Isti Kao i sažetom obliku plina.

Toksičnost
Glavni članak: Toksičnost kisika
Diagraph prikazuje čovjeka torzo i popis simptoma toksičnosti kisika: Oči - vizualnog polja gubitak, u neposrednoj blizini) kratkovidnost, tvorba mrene, krvarenje, fibroza;  Head - napadaji;  Mišići - trzanje;  Dišni sustav - ćudljiv disanje, iritacija, kašalj, bol, nedostatak daha, tracheobronchitis, akutni respiratorni distres sindrom.
Glavni simptomi toksičnosti kisika [110]
Četiri ronioci opremljeni bocama kisika, pri vidjeti dno.
Toksičnost kisika nastaje KADA Su uzeti pluća polukružno 2 1 / 2  Veca OD normalne O
2 parcijalnom tlaku, Koji se može pojaviti u dubokomronjenju ,
Kisik plin ( O
2 ) može Bititoksičan pri povišenim parcijalnog tlaka , What dovodi učiniti konvulzijaI drugih zdravstvenih problema. [96] [j] [111] toksičnost kisika obično počinje pojavljivati ​​na parcijalnim tlakovima Više OD 50 kilogramapaskalima(kPa), jednaka učiniti Oko 50% pripravka kisika na standardnom tlaku i 2,5 puta normalne Ražine Mora o
dva parcijalnom tlaku OD Oko 21 kPa. Za not problema, Osima ZA pacijente namehaničkim ventilatora , Budući da plin isporučuje Preko maske s kisikomu medicinskim primjenama obično se sastoji OD Samo 30% -50% O
2 po volumenu (OKO 30 kPa pri standardnom tlaku). [13] (iako šta je to slika također Je podložna velikim varijacijama, ovisno o Tipu maske).

U jednom trenutku, nedonoščadSu Bili smješteni u inkubatoru Koji sadrži O
2 -bogatsvo zrak, Ali jajne stanice praksa Je prekinuta NAKON vima bebe Su zaslijepljeni poručio kisika Bude previsoka. [13]

Disanje čisti O
2 u svemirskim programima, Kao what Je u nekim modernim svemirska odijela, odnosno početkom letjelica poputApolona, NE uzrokuje štetu zbog niske ukupne pritiscima Koji se koriste. [94] [112] U slučaju svemirska Je O
2 parcijalni Tlak plina ZA disanje Je, u pravilu, OKO 30 kPa (1,4 puta normalno), A nastala O
2 parcijalni Tlak astronauta arterijske krvi Je Tek neznatno Više OD normalnog Ražine Mora O
2 parcijalnog tlaka (za Više informacija o OVO, vidisvemirsko odijelo ja arterijski plin ).

Kisik toksičnost ZA pluća i središnji živčani sustav također može pojaviti u dubokoj ronjenje ja površine isporučene ronjenje. [13] [96] Dugotrajno disanje zraka U smjesi s O
2 parcijalni Tlak veći OD 60 kPa na kraju može dovesti učiniti trajnogplućne fibroze. [113] izloženost premom O
2 parcijalnog tlaka veći OD 160 kPa (OKO 1,6 atm) može dovesti učiniti grčeva (obično fatalan ZA ronioce). Akutna toksičnost kisika (uzrokuje napadaje, njen najstrašniji EFEKT ZA ronioce) može se izvršiti putem disanja photo smjesu s 21% O
2 na 66 m ILI Više dubine, ista stvar se može dogoditi udisanjem 100% O
2 . na Samo 6 m [113] [114] [115] [116]

Izgaranje i drugih opasnosti
Unutrašnjost male letjelice, spaljene i očito uništena.
Unutrašnjost Apollo 1zapovjednom modulu. Pure O
2 u viši OD normalnog tlaka i Iskra Je dovelo učiniti požara i gubitkaApollo 1 posade.
Visoko koncentrirani izvori kisika promicanju brzog izgaranja. Vatra ja eksplozije opasnosti postojati KADA koncentriranih oksidansi ja gorivase dovode u neposrednu blizinu; . događaj paljenja, Kao Sto Su toplina ILI iskrom, potrebno Je da se aktiviraju izgaranje [28] [117] Kisik Je oksidant, A NE gorivo, Ali IPAK Je izvor većine kemijske energije izlazi u izgaranju. [28 ] [35] opasnosti izgaranja vrijede i ZA spojeve kisika s visokim oksidacijski potencijalom Kao Sto Superoksidi , kloratima , nitrati , perklorate , ja dichromates Jer mogu donirati kisika u vatru.

Koncentrirani O
2 CE omogućiti sagorijevanje Brzo i energično postupiti. [117] Čelične cijevi i posude ZA pohranu podataka Koji se koriste ZA pohranu i prijenos i plinoviti ja tekući kisikCE Kao gorivo, ja zato Je dizajn i izrada O
2 . sustava zahtijeva posebnu obuku KAKO bi se osiguralo da se paljenje izvori Su svedeni na minimum [117] Požar Koji Je ubioApollo 1posadu u testu lansirnu rampu proširila Tako Brzo Jr Je kapsula Bila pod pritiskom sa čistim O
2 , Ali na Nešto Više OD atmosferskog tlaka, umjesto 1 / 3 normalnim tlakom da bi se koristila u misiji. [k] [119]

Tekući izlijevanje kisika, ako se ostavi da se namače u organske TVARI, Kao Sto Su drvo , petrokemija ja asfalt mogu uzrokovati ti materijali ZA aktiviranjenepredvidivo o naknadnim mehaničkim udarcima. [117] Kao i Kod drugihkriogenskih tekućine, u dodiru s ljudskim tijelom može uzrokovati frostbites na kožu i oci.