Kyslík
Obsah boxu
Kyslík (latinsky Oxygenium, chemická značka O) je chemický prvek s atomovým číslem 8. Je to bezbarvý, bez zápachu a bez chuti, který tvoří přibližně 21 % zemské atmosféry a je druhým nejhojnějším prvkem v zemské kůře. V přírodě se nejčastěji vyskytuje jako dvouatomová molekula (O2), která je nezbytná pro dýchání většiny živočichů a mnoha dalších organismů. Kyslík je extrémně reaktivní nekov a tvoří sloučeniny s téměř všemi ostatními prvky.
Šablona:Infobox Chemický prvek
---
📜 Historie a objev
Kyslík byl nezávisle objeven a popsán několika vědci v 18. století:
- Carl Wilhelm Scheele (1772): Švédský lékárník a chemik jako první izoloval kyslík, který nazval "ohnivý vzduch" (Feuerluft). Jeho objev však byl publikován až v roce 1777.
- Joseph Priestley (1774): Britský teolog a chemik nezávisle objevil kyslík zahříváním oxidu rtuťnatého a nazval jej "deflogistonovaný vzduch". Svůj objev publikoval jako první.
- Antoine Lavoisier (1777): Francouzský chemik jako první správně popsal kyslík jako chemický prvek a objasnil jeho roli při spalování a dýchání. Pojmenoval jej oxygène z řeckého oxys (kyselý) a genes (tvořící), mylně se domníval, že kyslík je nezbytnou součástí všech kyselin.
---
🔬 Vlastnosti kyslíku
Kyslík se vyznačuje řadou fyzikálních a chemických vlastností:
- Fyzikální vlastnosti:
* Za normálních podmínek je to bezbarvý, bez zápachu a bez chuti. * Při teplotách pod −183 °C kondenzuje na světle modrou kapalinu. * Je paramagnetický (slabě přitahován magnetickým polem). * Je mírně rozpustný ve vodě, což je klíčové pro život ve vodních ekosystémech.
- Chemické vlastnosti:
* Je to velmi reaktivní nekov, druhý nejvíce elektronegativní prvek po fluor. * Tvoří oxidy s většinou prvků. * Podporuje spalování. * Standardní oxidační stav je -2, ale může mít i jiné (např. -1 v peroxidy, 0 v elementárním kyslíku).
---
⚛️ Izotopy kyslíku
Kyslík má tři přirozeně se vyskytující izotopy:
- ¹⁶O: Nejhojnější izotop, tvoří přibližně 99.76 % přírodního kyslíku.
- ¹⁷O: Velmi vzácný izotop (0.038 %).
- ¹⁸O: Vzácný stabilní izotop (0.205 %), používá se v izotopových studiích (např. pro zjišťování teploty v minulosti).
---
🌍 Výskyt a cyklus
Kyslík je nejhojnějším prvkem v zemské kůře (asi 46 % hmotnosti), kde je vázán v minerálech a horninách. V atmosféře se vyskytuje převážně jako molekula O2.
- Fotosyntéza: Většina kyslíku v atmosféře pochází z fotosyntézy, procesu, při kterém zelené rostliny, sinice a řasy přeměňují oxid uhličitý a vodu na organické látky a kyslík za pomoci sluneční energie.
- Kyslíkový cyklus: Je součástí biogeochemického cyklu, který propojuje atmosféru, hydrosféru, biosféru a litosféru. Tento cyklus zahrnuje fotosyntézu, dýchání, spalování a zvětrávání.
---
🏭 Výroba kyslíku
Kyslík se průmyslově vyrábí několika způsoby:
- Kryogenní destilace vzduchu: Nejběžnější metoda. Vzduch je zkapalněn a následně se frakční destilací odděluje dusík (s nižším bodem varu) od kyslíku.
- Adsorpce s kolísáním tlaku (PSA): Vzduch je proháněn přes speciální adsorbenty, které selektivně pohlcují dusík, čímž se získává obohacený kyslík.
- Elektrolýza vody: Rozklad vody na vodík a kyslík pomocí elektrického proudu. Tato metoda je energeticky náročnější a používá se spíše pro specifické účely.
---
🧪 Využití kyslíku
Kyslík má široké uplatnění v různých oblastech:
- Medicína: Používá se k léčbě dýchacích potíží, v anestezii, při resuscitaci a pro pacienty s chronickými plicními chorobami.
- Průmysl:
* Ocelářství: Kyslík se používá v vysokých pecích a kyslíkových konvertorech k odstraňování nečistot (uhlík) z železné rudy a k výrobě oceli. * Svařování a řezání kovů: Kyslíko-acetylenový (nebo kyslíko-vodíkový plamen) je extrémně horký a používá se pro svařování a řezání kovů. * Výroba chemikálií (např. kyselina sírová, kyselina dusičná, plasty). * Zpracování odpadních vod.
- Kosmický průmysl: Jako okysličovadlo v raketových palivech.
- Potápění: Ve směsích pro potápění (nitrox, trimix).
- Letectví: Pro dýchání ve vysokých nadmořských výškách.
---
🧬 Biologický význam
Kyslík je naprosto nezbytný pro život většiny organismů na Zemi:
- Aerobní dýchání: Většina živočichů, rostlin a mikroorganismů využívá kyslík v procesu aerobního dýchání k uvolňování energie z organických látek (např. glukózy).
- Kyslík a evoluce: Vznik kyslíkové atmosféry (tzv. "velká oxidační událost") před miliardami let dramaticky změnil život na Zemi a umožnil evoluce komplexních, mnohobuněčných organismů.
---
🌳 Ekologické aspekty
Ačkoli je kyslík životně důležitý, jeho dynamika v ekosystémech má ekologické důsledky:
- Hypoxie a anoxie: V vodních ekosystémech může snížení koncentrace rozpuštěného kyslíku (hypoxie) nebo jeho úplná absence (anoxie) vést k úhynu živočichů a narušení ekosystémové rovnováhy.
- Ozónová vrstva: V stratosféře tvoří kyslík ozón (O3), který vytváří ozónovou vrstvu chránící život na Zemi před škodlivým ultrafialovým (UV) záření.
---
👶 Pro laiky
Představte si vzduch, který dýcháme. Je v něm hodně různých plynů, ale jeden je pro nás úplně nejdůležitější – to je kyslík. Je to takový neviditelný plyn, který necítíme ani nevidíme.
Proč je tak důležitý?
- Dýchání: Každý člověk, zvíře a skoro všechny rostliny potřebují kyslík k dýchání. Bez něj bychom nemohli žít.
- Oheň: Kyslík taky potřebuje oheň, aby mohl hořet. Bez kyslíku by nic nehořelo.
- Voda: Kyslík je taky ve vodě (chemická značka vody je H2O, takže dva vodíky a jeden kyslík). A proto mohou ve vodě žít ryby a jiné vodní živočichové.
Většinu kyslíku na Zemi vytvářejí rostliny a stromy pomocí fotosyntézy, takže nám ho stále "vyrábějí".
---
🔗 Související články
- Chemický prvek
- Periodická tabulka prvků
- Vzduch
- Voda
- Dýchání
- Fotosyntéza
- Ozón
- Oxidace
- Spalování
- Atmosféra Země
- Život (biologie)
- Fosilní palivo
- Biogeochemický cyklus
---
🌐 Externí odkazy
- [Kyslík na české Wikipedii](https://cs.wikipedia.org/wiki/Kyslík)
- [Přehled prvku Kyslík - Periodická tabulka online](https://www.periodickatabulka.cz/prvek/kyselina)
- [Kyslíkový cyklus - YouTube video (anglicky)](https://www.youtube.com/watch?v=0kF_3eN0jXU)
- [Význam kyslíku pro život na Zemi - National Geographic (anglicky)](https://www.nationalgeographic.com/science/article/oxygen-science)