Iskanje kisika v naravi. Ciklus kisika v naravi

Od nastanka kemije je človeštvo spoznalo, da vse okoli vsebuje snov, ki vključuje kemične elemente. Raznovrstne snovi zagotavljajo različne spojine enostavnih elementov. 118 kemičnih elementov je bilo odkritih in vključenih v periodično tabelo D. Mendelejeva. Med njimi so številne vodilne osebnosti, katerih prisotnost je določila videz organskega življenja na Zemlji. Ta seznam vključuje: dušik, ogljik, kisik, vodik, žveplo in fosfor.

Kisik: zgodovina odkritja

Vsi ti elementi, pa tudi številni drugi, so prispevali k razvoju življenja na našem planetu v obliki, v kateri zdaj opazujemo. Med vsemi sestavinami kisika je več kot drugi elementi v naravi. Kisik kot poseben element je bil odkrit 1. avgusta 1774 Joseph Priestley. Med poskusom pridobivanja zraka iz obsega živega srebra z ogrevanjem s konvencionalno lečo je odkril, da sveča gori z nenavadno svetlim plamenom.

Priestley je že dolgo iskala razumno razlago za to. Takrat je bil ta pojav dobil ime "drugi zrak". Pred tem je izumitelj podmornice K. Drebbel v začetku 17. stoletja izoliral kisik in ga uporabil za dihanje v svojem izumu. Toda njegovi poskusi niso vplivali na razumevanje, kakšno vlogo igra kisik v naravi energetske izmenjave živih organizmov. Vendar pa so znanstveniki, ki so uradno odkrili kisik, priznan francoski kemolog Antoine Laurent Lavoisier. Ponovil je Priestleyjev poskus in ugotovil, da je nastali plin ločen element.

Kisik povezuje skoraj vse enostavne in kompleksne snovi, razen inertnih plinov in plemenitih kovin.

Iskanje kisika v naravi

Od vseh elementov našega planeta je največji kisik. Širjenje kisika v naravi je zelo raznoliko. Je prisoten v povezani obliki in v prosti obliki. Praviloma kot močan oksidant ostane v vezanem stanju. Prisotnost kisika v naravi kot ločen nevezan element je določena samo v ozračju planeta.

Vsebuje v obliki plina in je kombinacija dveh kisikovih atomov. To je približno 21% celotne količine atmosfere.

Kisik v zraku poleg običajne oblike ima izotropno obliko v obliki ozona. Molekula ozona sestavljajo trije atomi kisika. Modra barva neba je neposredno povezana s prisotnostjo te spojine v zgornjih plasteh atmosfere. Zahvaljujoč ozonu se trdno kratkovalovno sevanje iz našega Sonca absorbira in ne pride do površine.

V odsotnosti ozonske plasti bi uničili organsko življenje, kot je pečenje hrane v mikrovalovni pečici.

V hidrosferi našega planeta je ta element v povezani obliki z dvema molekulama vodika in tvori vodo. Delež kisika v oceanih, morjih, rekah in podtalnicah je ocenjen na približno 86-89%, ob upoštevanju raztopljenih soli.

V zemeljski skorji je kisik vezan in je najpogostejši element. Njegov delež je okoli 47%. Prisotnost kisika v naravi ni omejena na lupine planeta, ta element je del vseh organskih bitij. Njegov delež v povprečju dosega 67% celotne mase vseh elementov.

Kisik je osnova življenja

Zaradi visoke oksidativne aktivnosti je kisik enostavno kombiniran z večino elementov in snovi, ki tvorijo okside. Visoka oksidacijska moč elementa zagotavlja vse znane izgorevalne procese. Kisik sodeluje tudi v postopkih počasne oksidacije.

Vloga kisika v naravi kot močnega oksidanta je nepogrešljiva v procesu vitalne aktivnosti živih organizmov. Zaradi tega kemijskega postopka oksidacija snovi poteka s sproščanjem energije. Živi organizmi uporabljajo za svoje življenjske funkcije.

Rastline - vir kisika v ozračju

V začetni fazi nastajanja atmosfere na našem planetu je bil obstoječ kisik v vezanem stanju, v obliki ogljikovega dioksida (ogljikovega dioksida). Sčasoma so obstajale rastline, ki lahko absorbirajo ogljikov dioksid.

Ta proces je postal mogoč zaradi videza fotosinteze. Sčasoma je v življenju rastlin v milijonih let v ozračju Zemlje nabiralo veliko količino prostega kisika.

Po mnenju znanstvenikov je bil v preteklosti njen masovni delež približno 30%, kar je 1,5-krat več kot sedaj. Rastline, tako v preteklosti kot zdaj, so pomembno vplivale na cikel kisika v naravi, s čimer so zagotovili raznoliko floro in favno našega planeta.

Pomembnost kisika v naravi ni le ogromna, temveč najpomembnejša. Presnovni sistem živalskega sveta očitno temelji na prisotnosti kisika v ozračju. V njegovi odsotnosti življenje postane nemogoče v obliki, v kateri vemo. Med prebivalci planeta bodo ostali samo anaerobni (sposobni živeti brez prisotnosti kisika) organizmov.

Intenzivno cikel kisika v naravi je zagotovljeno z dejstvom, da je v treh agregatnih državah v povezavi z drugimi elementi. Biti močan oksidant, zelo enostavno prehaja iz proste oblike v vezano. In samo zaradi rastlin, ki so razdelili ogljikov dioksid s fotosintezo, je v prosti obliki.

Postopek dihanja živali in žuželk temelji na pridobivanju nevezanega kisika za reakcije oksidacije in redukcije z naknadno proizvodnjo energije, da se zagotovi vitalna aktivnost organizma. Prisotnost kisika v naravi, vezana in prosta, zagotavlja celovito življenjsko aktivnost vsega življenja na planetu.

Razvoj in "kemija" planeta

Razvoj življenja na planetu se je opiral na značilnosti sestave zemeljske atmosfere, sestave mineralov in prisotnosti vode v tekočem stanju. Kemična sestava surovine, ozračja in razpoložljivosti vode je postala osnova za rojstvo življenja na planetu in določila usmeritev razvoja živih organizmov.

Na podlagi razpoložljive "kemije" planeta je evolucija prišla do življenja ogljika na podlagi vode kot topila za kemikalije, kot tudi uporabe kisika kot oksidatorja za pridobivanje energije.

Drugačen razvoj

Na tej stopnji sodobna znanost ne izpodbija možnosti življenja v drugih okoljih, drugačnih od kopenskih razmer, kjer lahko silicij ali arzen uporabimo kot podlago za izgradnjo organske molekule. Tekoči medij kot topilo je lahko mešanica tekočega amoniaka in helija. Kar zadeva atmosfero, jo lahko predstavljamo kot plinastega vodika z dodatkom helija in drugih plinov.

Kateri metabolni procesi so lahko pod takimi pogoji, sodobna znanost še ni mogla modelirati. Vendar je ta smer evolucije življenja v celoti dovoljena. Čas se izkaže, človeštvo se nenehno sooča s širjenjem meja našega razumevanja o okoliškem svetu in življenja v njem.