Dioxígeno
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Dioxígeno es una molécula diatómica compuesta por dos átomos de oxígeno. El oxígeno forma parte de numerosos minerales, del agua y de todos los seres vivos, libre se encuentra en la atmósfera formando moléculas de dioxígeno. El conocimiento de las propiedades y aplicaciones de esta sustancia permiten valorar la importancia de la misma para el hombre y la necesidad de su conservación en el planeta.
Historia del descubrimiento del dioxígeno
El dioxígeno fue descubierto por el científico Inglés J. Pristley (1733-1804) en 1774 llamándolo aire desflogistizado debido a su adicción a la teoría del flogisto. Planteaba que la inflamación de la astilla en la atmósfera de aire, era un fenómeno puramente causal y consideraba que el mismo era una mezcla de ácido nítrico, tierra y flogisto. Dos años antes, en 1772, esta sustancia ya había sido descubierta por el químico sueco C. Scheele (1742-1786) que lo nombró aire incendiario, pero no lo publicó inmediatamente la información de su descubrimiento.
En 1775 el químico francés Lavoisier, a partir de la combustión realizada con los óxidos metálicos y en específico con el óxido de mercurio con carbón obtenía el dióxigeno. El gas obtenido, según él, constituía la parte más pura del aire. En su información a la Academia lo llamó aire muy respirable o aire vivificante.
El descubrimiento simultáneo, en diferentes países, de esta sustancia llevó a discusión sobre la prioridad del hallazgo del mismo. Pristley y Scheele asiduos defensores de la teoría del flogisto les imposibilitó comprender la esencia de lo encontrado y no comprendieron lo que habían descubierto, por lo que se le adjudica a Lavoisier el descubrimiento del dioxígeno.
Propiedades
Elemento químico gaseoso, símbolo O, número atómico 8 y peso atómico 15.9994. Es de gran interés por ser el elemento esencial en los procesos de respiración de la mayor parte de las células vivas y en los procesos de combustión. Es el elemento más abundante en la corteza terrestre. Cerca de una quinta parte (en volumen) del aire es oxígeno.
El oxígeno gaseoso no combinado suele existir en forma de moléculas diatómicas, O2, pero también existe en forma triatómica, O3, llamada ozono.
En condiciones normales el oxígeno es un gas incoloro, inodoro e insípido; se condensa en un líquido azul claro. El oxígeno es parte de un pequeño grupo de gases ligeramente paramagnéticos, y es el más paramagnético de este grupo. El oxígeno líquido es también ligeramente paramagnético.
El oxígeno se separa del aire por licuefacción y destilación fraccionada. Las principales aplicaciones del oxígeno en orden de importancia son: 1) fundición, refinación y fabricación de acero y otros metales; 2) manufactura de productos químicos por oxidación controlada; 3) propulsión de cohetes; 4) apoyo a la vida biológica y medicina, y 5) minería, producción y fabricación de productos de piedra y vidrio. Existen equipos generadores de ozono, los cuales son usados para oxidación de materias, para ozonización de piscinas...
Casi todos los elementos químicos, menos los gases inertes, forman compuestos con el oxígeno. Entre los compuestos binarios más abundantes de oxígeno están el agua, H2O, y la sílica, SiO2; componente principal de la arena. De los compuestos que contienen más de dos elementos, los más abundantes son los silicatos, que constituyen la mayor parte de las rocas y suelos. Otros compuestos que abundan en la naturaleza son el carbonato de calcio (caliza y mármol), sulfato de calcio (yeso), óxido de aluminio (bauxita) y varios óxidos de hierro, que se utilizan como fuente del metal.
Todo ser humano necesita oxígeno para respirar, pero como ocurre con muchas sustancias un exceso de oxígeno no es bueno. Si uno se expone a grandes cantidades de oxígeno durante mucho tiempo, se pueden producir daños en los pulmones. Respirar un 50-100% de oxígeno a presión normal durante un periodo prolongado provoca daños en los pulmones. Las personas que en su trabajo sufren exposiciones frecuentes o potencialmente elevadas a oxígeno puro, deben hacerse un chequeo de funcionamiento pulmonar antes y después de desempeñar ese trabajo.
El oxígeno es normalmente almacenado a temperaturas muy bajas y por lo tanto se deben usar ropas especiales para prevenir la congelación de los tejidos corporales.
El oxígeno puede formar gran variedad de iones y estados de oxidación distintos:
- ÓXIDO, O2− estado de oxidación -2
- Peróxido, O22− estado de oxidación -1
- Superóxido, O2− estado de oxidación -1/2
- Ozónido, O3− estado de oxidación -1/3
- Combinaciones con el fluor, únicas con oxígeno en estado de oxidación positivo:
(F2O2): Estado de oxidación +1.
(F2O1): Estado de oxidación +2.
Aplicaciones
El oxígeno respirado por los organismos aerobios, liberado por las plantas mediante la fotosíntesis, participa en la conversión de nutrientes en energía (ATP) y es imprescindible para la vida. Todas las células del cuerpo humano precisan del oxígeno para poder vivir. Su disminución provoca hipoxia y la falta total de él anoxia pudiendo provocar la muerte del organismo Se usan grandes cantidades de oxígeno en los sopletes para soldar a altas temperaturas, en los cuales, la mezcla de oxígeno y otro gas produce una llama con una temperatura muy superior a la que se obtiene quemando gases en aire. El oxígeno se les administra a pacientes con problemas respiratorios y también a las personas que vuelan a altitudes elevadas, donde la baja presión del aire no permite la respiración normal. El aire enriquecido con oxígeno se usa para fabricar acero en los hornos de hogar abierto. Él oxígeno de gran pureza se utiliza en la industria de fabricación de metal. Es muy importante como líquido propulsor en los mísiles teledirigidos y en los cohetes.
Fuentes
- V. A. Figurovski. Historia de la Química. Editorial: Pueblo y Educación,1989
