الأكسجين

أحد العناصر الأكثر شيوعًا على وجه الأرض هو الأكسجين. يوجد حوالي خُمس حجم هذا العنصر الكيميائي في الهواء ، على الرغم من أنه عديم اللون والطعم والرائحة. كما توجد بشكل متكرر في الماء وفي القشرة الأرضية. تحتاج معظم الكائنات الحية والخلايا الحية إلى الأكسجين للتنفس.

ما هو الأكسجين

في الجدول الدوري ، يُشار إلى الأكسجين بالرمز "O" وله الرقم الذري "8." في معظم الأحيان ، يحدث في مركبات وكجزيء ثنائي وثلاث ذرات. يُعرف هذا الأخير أيضًا باسم "الأوزون".

غالبًا ما تحتوي الصخور والمعادن على الأكسجين ، مثل ب- الكوارتز أو الرخام أو الحجر الجيري. من ناحية أخرى ، فإن ذرات الأكسجين الحرة والفردية ممكنة فقط في شكل مستقر في ظل الظروف القاسية. هذا هو الحال في فراغ الفضاء. يمكن فصل الأكسجين عن الهواء بالتقطير ، وبعد ذلك ، عند تسييله ، يصبح لونه مزرقًا. يتم استخدام هذه الشروط على سبيل المثال ب- في تنقية المعادن أو استخراج المواد الكيميائية أو كتطبيق طبي لدعم الحياة.

دائمًا ما يكون الأكسجين غازيًا في الظروف العادية ويشارك ، إلى جانب العناصر الأخرى ، في العديد من عمليات الاحتراق. تم اكتشافه وبحثه في عام 1772 بواسطة الكيميائي والصيدلي كارل فيلهلم شيل.

هذا الأكسجين المعزول كغاز ، وهي عملية كانت مشابهة لعملية البسترة ، وبهذه الطريقة اكتشف عناصر أخرى أيضًا ، على سبيل المثال. النيتروجين. ومع ذلك ، نظرًا لأنه لم ينشر عمله عليها إلا بعد بضع سنوات ، فقد جاء قبله الكيميائي جوزيب بريستلي ، والذي قام ، بشكل مستقل عنه ، بالاكتشاف نفسه ، بما في ذلك تأثيرات الأكسجين على عمليات الاحتراق ، على الرغم من أن العملية الفعلية نفسها كانت لا تزال موجودة لم يتم فكها.

في السابق ، كان يُنظر إلى النار على أنها ميتافيزيقية ، باعتبارها أحد العناصر الأربعة التي يتكون منها الوجود. بالإضافة إلى النار ، كان هناك تراب وهواء وماء. في القرن السابع عشر ، تم الجمع بين الحرارة والنار ، وعندما تم اكتشافها في القرن الثامن عشر ، أصبحت المادة عنصرًا. ولكن فقط من خلال الباحث الخاص أنطوان لوران دي لافوازييه كان من الممكن تفسير الاحتراق والتنفس بشكل صحيح. أجرى تجارب بالأكسجين النقي وحدد تكوين الهواء.

الوظيفة والتأثير والمهام

في الغلاف الجوي ، يوجد الأكسجين دائمًا في شكل غازي ومذاب في الماء. هذا العنصر شديد التفاعل ويتم إنتاجه بشكل أساسي بواسطة النباتات من خلال عملية التمثيل الضوئي ويتم استهلاكه مرة أخرى من خلال التنفس وعمليات الاحتراق الأخرى. تلعب الطحالب الخضراء المزرقة والبكتيريا الزرقاء أيضًا دورًا في هذه العمليات ، التي بدأت منذ أكثر من ثلاثة مليارات عام لتخزين ضوء الشمس واستخدامه لتخليق المركبات العضوية. كان الأكسجين وبالتالي هو منتج نفايات فعال للغاية.

يحتاج البشر والنباتات والبكتيريا إلى الأكسجين حتى يتمكنوا من العيش وتوليد الطاقة بهذا الشكل. تتم المعالجة في الميتوكوندريا ، حيث يتحول الأكسجين في السلسلة التنفسية إلى الماء مرة أخرى. بدورها ، تقوم الإنزيمات بتفكيك المواد في الكائن الحي من خلال الأوكسجين.

التعليم والوقوع والخصائص والقيم المثلى

ومع ذلك ، فإن التفاعل الجيد للأكسجين ومركباته يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تدمير أكثر خطورة لهياكل الخلايا. على الرغم من أن البشر يحتاجون إلى الأكسجين للتنفس ، فإن الكثير من الأكسجين سام ، وبكميات كبيرة ، يمكن أن يؤدي إلى تلف الرئة على مدى فترة طويلة من الزمن

يعمل الكائن البشري بتركيز أكسجين يبلغ حوالي 21 بالمائة في الهواء. تنقل خلايا الدم الحمراء الأكسجين من الرئتين إلى الأعضاء. إذا كان هذا مرتفعًا جدًا ، فإن الحويصلات الهوائية تنتفخ وتنخر خلايا الجدار في الرئتين ، وتتلف الخلايا الرئوية وتتراكم كتل البروتين على الجدار الداخلي. والنتيجة هي انخفاض كبير في تبادل الغازات في التنفس وفي مجرى الدم.

وبالمثل ، يمكن أن يؤدي خليط الغاز مع زيادة الأكسجين إلى تلف الجهاز العصبي المركزي والتسبب في أعراض عصبية مركزية. نتحدث عن تأثير بول بيرت ، والذي يمكن أن يظهر في ضوضاء الأذن ، والدوخة ، والغثيان ، والقيء ، ولكن أيضًا في الحالات الشديدة مثل تغيرات الشخصية والاضطراب العقلي. هذا هو أحد الآثار الجانبية الشائعة ، خاصة في الغوص ، بحيث يجب ملاحظة محتوى الأكسجين وأقصى عمق للغوص.

الأمراض والاضطرابات

تحتوي معظم الكائنات الحية على إنزيمات واقية مثل البيروكسيديز والكتلاز لإزالة السموم من الأكسجين. يؤدي تكسير الأكسجين في الجسم إلى تكوين الجذور الحرة التي تضر بالحمض النووي للميتوكوندريا والتي يمكن مكافحتها بمضادات الأكسدة. يتم تناولها مع الطعام وهي z. فيتامين ج ، أ ، هـ ، المعادن والعناصر النزرة.

يؤدي عدم التوازن بين الاختزال والمواد المؤكسدة في الخلايا إلى تعطيل وظيفة إزالة السموم من الجسم وإتلاف الخلية. يُعرف هذا باسم الإجهاد التأكسدي ، والذي يؤدي بدوره إلى عمليات الشيخوخة.

نقص الأكسجين شائع في أمراض القلب والرئة. وهذا بدوره له آثار ضارة على شرايين وأنسجة جميع الأعضاء الحيوية. هنا ، يجب أيضًا إعطاء الأكسجين ويجب توفير التنفس الاصطناعي. يخدم الأكسجين أيضًا عملية التئام الجروح نفسها. يمكن أن تصاب الجروح بالعدوى بعد الجراحة ، حيث يلعب توتر الأكسجين في الأنسجة والخلايا المناعية في الدم دورًا ، والتي تستخدم الجذور الحرة لمحاربة البكتيريا في الجسم. في معظم الحالات ، يتم توفير الأكسجين أيضًا بعد التخدير لتقليل خطر الإصابة.

تتطلب الأمراض المرتبطة بنقص الأكسجين المزمن علاجًا طويل الأمد بالأكسجين. يمكن أن تكون الأسباب تضيق الشعب الهوائية أو الانسداد الرئوي أو تلف أنسجة الرئة أو عيوب خطيرة في القلب.