1. Występowanie tlenu
Każdy z nas ma do czynienia z tlenem. Tlen to pierwiastek najbardziej rozpowszechniony w przyrodzie. Z pewnością nie wywołuje to u nikogo zdziwienia. Jest obecny w wolnym stanie w atmosferze (ok. 21% objętościowych), w skorupie ziemskiej (45% masowych) oraz w hydrosferze (89% wagowych). Jest składnikiem niemalże wszystkich wchodząc minerałów skałotwórczych (glinokrzemiany, krzemiany, tlenki oraz węglany). W środowisku naturalnym mamy do czynienia z zamkniętym obiegiem tlenu. Jest pierwiastkiem warunkującym życie na Ziemi. Polega on na tym, że zwierzęta tlen pobierają z atmosfery, a następnie wydzielają CO2, który jest wykorzystywany przez rośliny do wydzielania tlenu. Tlen rozpuszcza się w wodzie. Przez zwierzęta i roślinny wodne tlen jest pobierany z wody. Najważniejszym związkiem tlenu jest woda.
2. Właściwości fizyczne tlenu
Najważniejsze właściwości tlenu podano w punktach:
1. Tlen jest bezbarwny.
2. Tlen jest bez zapachu oraz smaku.
3. Tlen wykazuje słabą rozpuszczalność w wodzie.
4. Tlen jest gazem niepalnym, ale podtrzymującym palenie.
5. Tlen w temperaturze -190°C oraz w zwiększonym ciśnieniu ulega skropleniu.
3. Właściwości chemiczne tlenu
Tworzy tlenki metali, które charakteryzują się konsystencją stałą i bardzo wysoką temperaturą topnienia oraz wrzenia. Tlenki litowców oraz berylowców są w stanie reagować z wodą i tworzą w ten sposób wodorotlenki ( Na2O + H2O → 2NaOH).
Tlenki niemetali charakteryzują się tym, że są obecne w 3 stanach skupienia (gaz- CO2, SO2; ciecz- H2O; ciało stałe- SiO2). Kilka nie wykazuje barwy (H2O, SO2).
Przykładowa reakcja otrzymywania:
4P + 5O2 → 2P2O3
4. Otrzymywanie tlenu
- metoda destylacji frakcjonowanej ciekłego powietrza (wykorzystywana na szeroką skalę);
- rozkład utleniaczy (KClO3→KCl+3O2);
- elektroliza wody (2H2O→2H2+O2);
- rozkład tlenku magnezu w wyniku ogrzewania (2MgO (temp)→ 2Mg+O2).
5. Zastosowanie tlenu
- hutnictwo (świeżenie metali);
- uzyskiwanie znacznych temperatur w palnikach acetylenowych oraz wodorotlenowych do cięcia oraz spawania metali);
- w metodzie uzyskiwania HNO3 oraz H2SO4;
- w procesie spalania paliw (źródło energii cieplnej wykorzystywanej do ogrzewania mieszkań, poza tym transport, gospodarstwa domowe);
- lecznictwo (podtrzymywanie cyklu oddychania);
- wiele zastosowań mają związki tlenu, takie jak: woda, tlenki oraz nadtlenki;
- tworzy tlenki w reakcji z innymi pierwiastkami w odpowiednich warunkach.
6. Odmiany alotropowe
Obok cząsteczki O2 występują inne alotropowe odmiany (czteroatomowy tlen - O4, jednoatomowy tlen - O, ozon O3).
7. Funkcja tlenu w organizmie człowieka
Tlen jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Człowiek nie mógłby funkcjonować bez dostępu do tlenu. Układ krążenia dostarcza tlen do ogromnej ilości komórek człowieka (kilkadziesiąt bilionów). Transport tlenu musi odbywać nieustannie, gdyż przerwa kilkuminutowa powoduje ich obumieranie, co za sobą niesie śmierć organizmu ludzkiego. W medycynie jest wykorzystywany w czasie operacji oraz do leczenia niekorzystnych skutków chorób. Niedobór tlenu powoduje zmiany w organizmie (zmiany sercowe oraz innych organów). W takich przypadkach są przepisywane leki, których zadaniem jest dostosowanie organizmu do zmniejszonej ilości tlenu. Tlen wraz z azotem jest podstawowym składnikiem atmosfery. W takim samym stężeniu, w jakim występuje w powietrzu tlen poprzez drogi oddechowe dostaje się do organizmu człowieka.
