Ossigeno
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| Generale | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nome, Simbolo, N° Atomico | ossigeno, O, 8 | |||||||||
| Serie chimica | non metalli | |||||||||
| Gruppo, Periodo, Blocco | 16 (VIA), 2, p | |||||||||
| Densità, Durezza | 1,429 kg/m3 a 273K, nd | |||||||||
| Colore | Gassoso incolore, Liquido azzurro |
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| Proprietà atomiche | ||||||||||
| Peso atomico | 15,9994 uma | |||||||||
| Raggio atomico | 60 pm | |||||||||
| Raggio covalente | 73 pm | |||||||||
| Raggio di van der Waals | 152 pm | |||||||||
| Configurazione elettronica | He2s22p4 | |||||||||
| e- per livello energetico | 2, 6 | |||||||||
| Stato di ossidazione | -2, -1 (neutro) | |||||||||
| Struttura cristallina | Cubica | |||||||||
| Proprietà fisiche | ||||||||||
| Stato di aggregazione | gas (paramagnetico) | |||||||||
| Punto di fusione | 50,35 K, (-222,8 °C) | |||||||||
| Punto di ebollizione | 90,18 K, (-182,97 °C) | |||||||||
| Volume molare | 17,36 · 10-3 m3/mol | |||||||||
| Calore di vaporizzazione | 3,4099 kJ/mol | |||||||||
| Calore di fusione | 0,22259 kJ/mol | |||||||||
| Pressione di vapore | nd | |||||||||
| Velocità del suono | 317,5 m/s 293 K | |||||||||
| Varie | ||||||||||
| Elettronegatività | 3,44 (Scala di Pauling) | |||||||||
| Capacità calorica specifica | 920 J/(kg*K) | |||||||||
| Conducibilità elettrica | nd | |||||||||
| Conducibilità termica | 0,02674 W/(m*K) | |||||||||
| Energia di prima ionizzazione | 1313,9 kJ/mol | |||||||||
| Energia di seconda ionizzazione | 3388,3 kJ/mol | |||||||||
| Energia di terza ionizzazione | 5300,5 kJ/mol | |||||||||
| Energia di quarta ionizzazione | 7469,2 kJ/mol | |||||||||
| Isotopi stabili | ||||||||||
| iso | NA | TD | DM | DE | DP | |||||
| 16O | 99,762% | O è stabile con 8 neutroni | ||||||||
| 17O | 0,038% | O è stabile con 9 neutroni | ||||||||
| 18O | 0,2% | O è stabile con 10 neutroni | ||||||||
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iso = isotopo |
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L'ossigeno è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi, che ha come simbolo O e come numero atomico 8. Il nome viene dal greco: οξύς (oxys) (acido, letteralmente: appuntito) e γεννὰω (ghennào) "generare". L'elemento è comune e si trova non solo sulla Terra ma in tutto l'universo. L'ossigeno libero, come lo si trova sulla Terra, è termodinamicamente instabile, ma esiste grazie all'azione della fotosintesi delle piante. L'ossigeno è l'elemento chimico più comune della crosta terrestre rappresentandone circa il 47% della massa, mentre nell'atmosfera è in percentuale del 21%.
Indice |
[modifica] Caratteristiche
A temperatura e pressione standard, l'ossigeno si trova in forma di gas costituito da due atomi O2. Questa molecola è un importante componente dell'aria prodotta dalle piante durante la fotosintesi, ed è necessaria per la respirazione degli esseri viventi.
L'ossigeno liquido e solido hanno colore azzurro e sono entrambi altamente paramagnetici. L'ossigeno liquido si ottiene attraverso la distillazione frazionata dell'aria liquida.
[modifica] Applicazioni
L'ossigeno trova un impiego considerevole come ossidante e comburente; solo il fluoro possiede un'elettronegatività superiore. L'ossigeno liquido è utilizzato come ossidante nella propulsione dei razzi. L'ossigeno è essenziale per la respirazione, e quindi viene utilizzato in medicina, e come riserva d'aria negli aeroplani o per le ascensioni alpinistiche ad alta quota. L'ossigeno è usato nella saldatura, e nella produzione di acciaio e metanolo.
L'ossigeno è un blando euforizzante. Nel XIX secolo, veniva usata una miscela di ossigeno e protossido d'azoto (il cosiddetto "gas esilarante") per ottenere una specie di effetto analgesico.
[modifica] Storia
L'ossigeno venne scoperto dal farmacista svedese Karl Wilhelm Scheele nel 1771, ma la sua scoperta non venne immediatamente riconosciuta, e quella indipendente fatta nel 1774 da Joseph Priestley ricevette maggiore riconoscimento pubblico. Nello stesso anno Antoine Laurent Lavoisier diede il nome all'elemento, ma solo nel 1777, Scheele lo riconobbe come un componente dell'aria. Nel 1781, Antoine Lavoisier ne accertò la funzione indispensabile per i fenomeni di respirazione e di combustione. La parola ossigeno deriva da due termini greci: oxys (acido) e gennan (generare).
[modifica] Biologia
La trasportabilità dell'ossigeno nel sangue aumenta con la pressione: questo rende possibile usare in medicina camere iperbariche per la cura di una serie di patologie (oltre a quelle da decompressione tipiche dei palombari e dei sommozzatori). Per pazienti con difficoltà respiratorie si usano maschere speciali ad ossigeno che ne aumentano la concentrazione nell'aria inspirata.
[modifica] Disponibilità
L'ossigeno è l'elemento più abbondante della crosta terrestre, si stima che ammonti al 46,7%. L'ossigeno forma l'87% degli oceani (in quanto componente dell'acqua, H2O) e il 20% dell'atmosfera terrestre (come O2 o O3, ozono). I composti di ossigeno, in particolare ossidi metallici, silicati (SiO44-) e carbonati (CO32-), si trovano comunemente nelle rocce e nel terreno. L'acqua ghiacciata è un solido comune sui pianeti e le comete. Le calotte polari di Marte sono composte da anidride carbonica congelata. I composti di ossigeno si trovano in tutto l'universo e lo spettro dell'ossigeno è spesso rintracciabile nelle stelle.
[modifica] Composti
A causa della sua elettronegatività, l'ossigeno forma legami chimici con quasi tutti gli altri elementi (e questa è l'origine della definizione di 'ossidazione'). Gli unici elementi che sfuggono l'ossidazione sono pochi gas inerti, quali elio, neon e argon. L'ossigeno si lega in modi diversi a seconda dell'elemento e delle condizioni: crea infatti ossidi, perossidi, superossidi o idrossidi. L'ossido più famoso è il monossido d'idrogeno, meglio conosciuto come acqua (H2O). Altri esempi notori includono i composti di carbonio e ossigeno quali: il biossido di carbonio (CO2), gli alcoli (R-OH), gli aldeidi (R-CHO), e gli acidi carbossilici (R-COOH). Radicali ossigenati quali i clorati (ClO3-), i perclorati (ClO4-), i cromati (CrO42-), i dicromati (Cr2O72-), i permanganati (MnO4-), e i nitrati (NO3-) sono forti agenti ossidanti. Molti metalli come il ferro si legano ad atomi di ossigeno, ossido di ferro(3+) (Fe2O3). Oltre alla molecola O2, l'ossigeno si può trovare in natura sotto forma di ozono (O3): esso viene formato da scariche elettrostatiche in presenza di ossigeno molecolare. Un dimero della molecola di ossigeno (O2)2 si trova come componente minore nell'ossigeno liquido.
[modifica] Isotopi
L'ossigeno ha tre isotopi stabili, con numero di massa 16, 17 e 18, e dieci isotopi radioattivi. Tutti i radioisotopi hanno tempi di decadimento inferiori a tre minuti.
La massa atomica dell'ossigeno è però inferiore a 16, nonostante questo isotopo sia presente per circa il 99%: questa è una conseguenza del fatto che come riferimento per il calcolo delle masse è stato scelto il carbonio-12 e che per motivi relativistici si ha un difetto di massa nella sintesi degli elementi più pesanti. La formazione del nucleo avviene infatti con una diminuzione di massa e una liberazione di energia, causata dalla fusione nucleare.
[modifica] Precauzioni
[modifica] Pericolo di esplosione o combustione
Una forte pressione parziale di ossigeno può provocare combustioni spontanee, può accelerare le combustioni già in atto e produrre esplosioni se sono presenti buoni combustibili. Questo è vero anche per composti molto ricchi di ossigeno come clorati, perclorati dicromati, ecc. Composti con un alto potenziale ossidante possono spesso causare bruciature chimiche.
[modifica] Ossigenocompatibilità
Quando si maneggia ossigeno puro compresso, per evitare il rischio di combustioni o esplosioni, è necessario utilizzare attrezzature cosiddette ossigeno compatibili o pulite per ossigeno[1], cioè pulite accuratamente da ogni traccia di grassi e olii e nelle quali l'ossigeno compresso non entra mai in contatto con materiali combustibili (ad es. guarnizioni o metalli non compatibili).
[modifica] Tossicità ossigeno
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Per approfondire, vedi la voce Tossicità dell'ossigeno. |
Un'esposizione prolungata all'ossigeno puro ad alte pressioni parziali è tossica, e può provocare, a seconda della pressione e del tempo di esposizione, conseguenze a livello polmonare e neurologico. Gli effetti polmonari includono perdita di capacità e danni ai tessuti. Gli effetti neurologici possono comprendere convulsioni, cecità e coma.
[modifica] Tossicità composti
Composti di ossigeno come l'ozono, i perossidi e i superossidi sono altamente tossici.
[modifica] Note
[modifica] Altri progetti
Wikimedia Commons contiene file multimediali su Ossigeno
Wikizionario contiene la voce di dizionario «ossigeno»
[modifica] Voci correlate
| Tavola periodica degli elementi | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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