кислород

Один из самых распространенных элементов на Земле - это кислород, Примерно пятая часть этого химического элемента присутствует в воздухе, хотя он не имеет цвета, вкуса и запаха. Он также часто встречается в воде и в земной коре. Большинство живых существ и живых клеток нуждаются в кислороде для дыхания.

Что такое кислород

В периодической таблице кислород обозначается символом «O» и имеет атомный номер «8.» В большинстве случаев он встречается в соединениях и в виде двух- и трехатомных молекул. Последний также известен как «озон».

Камни и минералы часто содержат кислород, например Б. кварц, мрамор или известняк. С другой стороны, свободные и отдельные атомы кислорода возможны в стабильной форме только в экстремальных условиях. Так обстоит дело в космическом вакууме. Кислород можно отделить от воздуха перегонкой, а затем, когда он сжижается, он приобретает голубоватый цвет. Такие условия используются, например, Б. при очистке металлов, добыче химикатов или в медицинских целях для жизнеобеспечения.

Кислород при нормальных условиях всегда находится в газообразном состоянии и в сочетании с другими элементами участвует во многих процессах горения. Он был открыт и исследован в 1772 году химиком и фармацевтом Карлом Вильгельмом Шееле.

Этот изолировал кислород в виде газа, процесс, который был похож на процесс пастеризации, и таким образом были обнаружены и другие элементы, например Б. азот. Однако, поскольку он не опубликовал свою работу над этим до нескольких лет спустя, перед ним явился химик Джозеп Пристли, который, независимо от него, сделал то же открытие, в том числе о том, какое влияние кислород оказывает на процессы горения, хотя сам процесс все еще присутствовал. не было расшифровано.

Раньше огонь рассматривался более метафизически, как один из четырех элементов, составляющих бытие. Помимо огня были земля, воздух и вода. В 17 веке тепло было объединено с огнем, а когда оно было открыто в 18 веке, вещество стало элементом. Но только через частного ученого Антуана Лорана де Лавуазье стало возможно правильно интерпретировать горение и дыхание. Он провел опыты с чистым кислородом и определил состав воздуха.

Функция, эффект и задачи

В атмосфере кислород всегда находится в газообразной форме и растворен в воде. Этот элемент очень реактивен и в основном вырабатывается растениями в процессе фотосинтеза и снова потребляется посредством дыхания и других процессов горения. Сине-зеленые водоросли и цианобактерии также принимают участие в этих процессах, которые начались более трех миллиардов лет назад для хранения солнечного света и использования его для синтеза органических соединений. Кислород был и поэтому остается очень эффективным отходом.

Люди, растения и бактерии нуждаются в кислороде, чтобы иметь возможность жить и вырабатывать энергию в этой форме. Обработка происходит в митохондриях, в результате чего кислород в дыхательной цепи снова становится водой. В свою очередь, ферменты расщепляют вещества в организме за счет оксигенации.

Образование, возникновение, свойства и оптимальные значения

Однако хорошая реакционная способность кислорода и его соединений может также привести к более опасному разрушению клеточных структур. Хотя людям нужен кислород для дыхания, слишком много кислорода ядовито и в больших количествах может даже привести к повреждению легких в течение длительного периода времени.

Человеческий организм функционирует с концентрацией кислорода в воздухе около 21 процента. Красные кровяные тельца переносят кислород от легких к органам. Если он слишком высок, легочные альвеолы ​​набухают, клетки стенки легких некрозируются, пневмоциты повреждаются, а белковые массы откладываются на внутренней стенке. В результате значительно снижается газообмен при дыхании и в кровотоке.

Точно так же газовая смесь с повышенным содержанием кислорода может повредить центральную нервную систему и вызвать симптомы со стороны центральной нервной системы. Мы говорим об эффекте Поля Берта, который может проявляться в ушах, головокружении, тошноте, рвоте, а также в таких серьезных состояниях, как изменения личности и спутанность сознания. Это частый побочный эффект, особенно при дайвинге, поэтому необходимо соблюдать содержание кислорода и максимальную глубину погружения.

Заболевания и расстройства

У большинства организмов есть защитные ферменты, такие как пероксидаза и каталаза, для детоксикации кислорода. Распад кислорода в организме создает свободные радикалы, которые повреждают митохондриальную ДНК и которым могут противодействовать антиоксиданты. Они попадают в организм с пищей и являются z. B. Витамины C, A и E, минералы и микроэлементы.

Дисбаланс между восстанавливающими и окисляющими веществами в клетках приводит к нарушению собственной функции детоксикации организма и повреждению клетки. Это называется окислительным стрессом, который, в свою очередь, приводит к процессам старения.

Недостаток кислорода часто встречается при заболеваниях сердца и легких. Это, в свою очередь, оказывает повреждающее действие на артерии и ткани всех жизненно важных органов. Здесь также необходимо вводить кислород и делать искусственное дыхание. Кислород также служит самому процессу заживления ран. Раны могут инфицироваться после операции, в которой играет роль напряжение кислорода в тканях и иммунные клетки в крови, которые используют свободные радикалы для борьбы с бактериями в организме. В большинстве случаев кислород также подается после наркоза, чтобы снизить риск заражения.

Заболевания, связанные с хронической кислородной недостаточностью, требуют длительной кислородной терапии. Причинами могут быть сужение дыхательных путей, тромбоэмболия легочной артерии, повреждение легочной ткани или серьезные пороки сердца.