از مشخصات فنی اکسیژن می‌توان به حالت ماده و نقطه ذوب و جوش اکسیژن، چگالی اکسیژن، رنگ و بوی اکسیژن اشاره نمود. در شرایط استاندارد STP اکسیژن گازی بی رنگ و بی بو است. فرمول شیمیایی گاز اکسیژن O2 است. اکسیژن مزه ندارد. پیوند موجود در گاز اکسیژن که بین دو اتم اکسیژن وجود دارد را معمولا دوگانه از نوع کوالانسی در نظر می‌گیرند. پر شدن لایه‌های اکسیژن بر اساس قانون آفبا است. آرایش الکترونی اکسیژن سه تایی نامیده میشود چون در آن دو الکترون تنها و جفت نشده وجود دارد. اکسیژن سه تایی را یک ملکول مغناطیسی در نظر می‌گیرند.
اکسیژن مایع خاصیت مغناطیسی زیادی دارد که در یکسری آزمایش مشخص شد یک پل از اکسیژن مایع قادر به تحمل وزن خود بین دو قطب آهن ربای قوی می‌باشد.
اکسیژن قادر به ایجاد ترکیب‌های دوتایی و سه تایی است. اکسیژن در حالت سه تایی خود چون یک جفت الکترون آزاد یا به اصطلاح جفت نشده دارد می‌تواند با ترکیبات آلی وارد واکنش شود دلیل این واکنش وجود جفت الکترون‌های جفت نشده در ترکیبات آلی است و اینکه میل ترکیبی کمی دارند. این واکنش‌ها از فرآیند سوختن خود به خودی این ترکیبات جلوگیری میکند. لازم به ذکر است که علاوه بر حالت‌های گفته شده اکسیژن می‌تواند حالت دیگری با عنوان اکسیژن یک‌تایی داشته باشد.
اکسیژن یک‌تایی و سه‌تایی دارای فرمول شیمیایی O2 است. تنها تفاوت این اکسیژن در الکترون‌های جفت نشده آن است و از لحاظ الکترونی متفاوت‌اند. این نوع اکسیژن با ترکیبات آلی بسیار سریع وارد واکنش میشود. اگر بخواهیم منبع اصلی اکسیژن یک‌تایی را بررسی کنیم باز هم به فرآیند فتوسنتز می‌رسیم. علاوه بر این از دیگر منابع اکسیژن یک‌تایی می‌توان به تولید آن در تروپوسفر بر اثر نورکافت ( توسط پرتوهای خورشید ) ازون اشاره نمود.
ایزوتوپ های اکسیژن
به‌طور طبیعی اکسیژن به شکل سه ایزوتوپ اکسیژن-۱۶ (۱۶O)، اکسیژن-۱۷ (۱۷O) و اکسیژن-۱۸ (۱۸O) وجود دارد که از میان آنها اکسیژن-۱۶ دارای بیش‌ترین میزان فراوانی است (فراوانی طبیعی: ۹۹٫۷۶۲ درصد).
اغلب اکسیژن-۱۶، در پایان دوره همجوشی هلیوم در ستارگان کلان‌جرم و طی فرایند سوختن نئون تولید میشود. اکسیژن-۱۷، به‌طور عمده بر اثر سوختن هیدروژنو تبدیل آن به هلیوم طی چرخه CNO تولید میشود. اغلب اکسیژن-۱۸ زمانی تولید میشود که نیتروژن-۱۴ (۱۴N) که خود غالباً در چرخه CNO تولید میشود، هسته‌های هلیوم-۴ (۴He) را به‌دام می‌اندازد.
در مجموع چهارده نوع اکسیژن رادیواکتیو شناسایی شده‌است. پایدارترین آنها اکسیژن-۱۵ (۱۵O) با نیمه‌عمری برابر ۱۲۲٫۲۴ ثانیه و اکسیژن-۱۴ با نیمه‌عمر ۷۰٫۶۰۶ ثانیه است.تمامی ایزوتوپ‌های دیگر دارای نیمه‌عمری برابر با ۲۷ ثانیه هستند و اغلب آنها دارای زمان نیمه‌عمری کمتر از ۸۳ میلی‌ثانیه هستند.
رایج‌ترین حالت واپاشی هسته‌ای ایزوتوپ‌های سبک‌تر از ۱۶O نشر پوزیترون و تبدیل شدن به نیتروژن است و متداول‌ترین حالت برای ایزوتوپ‌های سنگین تر از ۱۸O واپاشی بتا و تبدیل شدن به فلوئور است.
مشخصات فنی گاز اکسیژن
| نام گاز : اکسیژن |
نماد شیمیائی : O2 |
| عدد اتمی : 8 |
جرم اتمی استاندارد : 15.9994gr/mol |
| چگالی در فشار یک اتمسفر : 1.429gr/L |
چگالی مایع در نقطه جوش : 1.141gr/cm3 |
| نقطه ذوب : 218.79ċ- |
نقطه چوش : 182.95ċ- |
| گرمای همجوشی : 0.444kj/mol |
نقطه بحرانی : 5.043pa , 154.59k |
| ظرفیت گرمائی : 29.378j/mol . k |
گرمای تبخیر : 6.82kj/mol |
شاید برایتان جالب باشد
اکسیژن یک‌تایی توسط سیستم ایمنی بدن نیز تولید می‌گردد.
در بدن یکسری جانداران فتوسنتز انجام میشود. کاروتنوئیدها را می‌توان اصلی ترین جزء در جذب اکسیژن یک‌تایی و تبدیل آن به اکسیژن پایدار نام برد و بدین ترتیب از آسیب‌رسانی به بافت ها جلوگیری میکند.
اکسیژن با بسیاری از عناصر جدول تناوبی وارد واکنش میشود. برای مثال گروه 14 جدول تناوبی از فلزات، نافلزات و شبه فلزات تشکیل شده است. واکنش عناصر بالای گروه 14 با اکسیژن تولید اکسید‌هایی اسیدی میکند. با پیشروی به سمت پایین گروه 14 این خاصیت اسیدی کم میشود. بعنوان مثال کربن در این گروه جای دارد و ضمن واکنش سوختن ( واکنش با اکسیژن ) تولید دی اکسید کربن و مونوکسید کربن میکند که این گازها هر کدام در یک شریط خاص میتوانند خاصیت اسیدی داشته باشند. مونوکسید کربن انحلال پذبری کمی در آب دارد. عنصر دیگر این گروه سیلیکون ( شبه فلز ) است که با اکسیژن وارد واکنش شده و ترکیبی با نماد شیمیایی Sio2 تولید میکند. این ترکیب انحلال‌پذیری کمی در آب دارد و یک اسید ضعیف به شمار می‌آید. اکسیژن می‌تواند با گروه 15 جدول تناوبی ترکیبات متنوعی را تشکیل دهد.
فلزات گروه 14 با اکسیژن وارد واکنش می‌شوند و ترکیبات آمفوتر ( این ترکیبات، ترکیباتی هستند که به آنها دو خصلتی نیز گفته میشود و به طور عمده در مقابل یک باز از خود خاصیت اسیدی و در مقابل یک اسید از خود خصلت بازی نشان می‌دهند.) را تولید می‌کنند.
برای مثال این ترکیبات GeO و SnO و PbO.
اثرات اکسیژن بر سلامتی انسان
همه ما میدانیم اکسیژن برای بقای هر موجود زنده ای لازم است و جانداران و انسانها با کمک اکسیژن به زندگی خود ادامه می‌دهند.
با این حال گاز اکسیژن ممکن است خطرناک نیز باشد اگر فردی مدت زمان زیادی در معرض اکسیژن خالص قرار بگیرد و اکسیژن خالص را تنفس کند به شش‌های فرد آسیب رسیده و دچار مسمومیت با گاز اکسیژن میشود. این رنج اکسیژن خالص ( 50 تا 100% گاز اکسیژن خالص) در فشار معمولی در طولانی مدت به ریه آسیب وارد میکند. معمولا کسانی که با اکسیژن خالص سروکار دارند باید هر چند مدت یکبار آزمایش ریوی برای اطمینان از سلامت خود انجام دهند. از دیگر مشخصات فنی اکسیژن می‌توان به دخیره سازی آن در دمای پایین اشاره نمود، به همین دلیل افرادی که با اکسیژن کار می‌کنند لباس‌های مخصوصی دارند تا از آسیب به بافت‌های بدنشان جلوگیری گردد.
ایجاد مسمومیت با گاز اکسیژن امکان دارد؟در ادامه این مطلب با ما همراه باشید.
همانگونه که قبلا گفته شد اگر فردی مدت زمان زیادی گاز اکسیژن با خلوص بالا را استشمام نمائید ممکن است دچار خفگی و در نهایت مسمومیت گردد. اکسیژن خالص عملکرد شش‌ها را مختل میکند.. طور معمول ریه‌ها توانایی تولید آنتی اکسیدانی را دارند که سلول‌های ریه را از تخریب با اکسیژن مصون می‌دارد حال اگر به هر دلیلی تولید این آنتی اکسیدان کم یا متوقف شود، استشمام اکسیژن می‌تواند به شدت خطر آفرین باشد.
اکسیژن یک گاز ضروری برای تنفس و حمل اکسیژن به سلول‌های بدن است. استفاده صحیح از اکسیژن معمولاً بدون عوارض جانبی است و بهبود تامین اکسیژن بدن را تسریع میکند. با این حال، در برخی موارد خاص و در شرایط نامناسب، مصرف یا استفاده نادرست از اکسیژن می‌تواند عوارضی داشته باشد. در زیر برخی از این عوارض اکسیژن ذکر شده است:
1. تنگی نفس و دیسپنسی: استفاده نادرست یا نامناسب از اکسیژن، مانند استفاده بیش از حد برای مدت طولانی، می‌تواند منجر به تنگی نفس، دیسپنسی (مشکل در تنفس) و افزایش ضربان قلب شود.
2. خشکی مخاط: استفاده طولانی مدت از اکسیژنبا غلظت بالا ممکن است منجر به خشکی مخاط دهان، بینی و حلق شود.
3. سوختگی: استفاده نامناسب از اکسیژن در حضور آتش یا منابع سوختنی می‌تواند خطر ایجاد سوختگی و انفجار را افزایش دهد.
4. اکسیژنوتوکسیسیته: در مواردی که اکسیژن با غلظت بالا و برای مدت زمان طولانی استفاده میشود، ممکن است عوارضی مانند اکسیژنوتوکسیسیته را به همراه داشته باشد. این شامل علائمی مانند سردرد، تهوع، استفراغ، خستگی، تغییر در رفتار عصبی و تنفس سریع است.
ایمنی کار با اکسیژن
همیشه از اکسیژن در مکانی با تهویه مناسب استفاده کنید.
هرگز سیگار نکشید یا از شعله های باز نزدیک اکسیژن استفاده نکنید.
از تماس با اکسیژن مایع خودداری کنید.
هنگام کار با اکسیژن از تجهیزات محافظ شخصی شامل دستکش، عینک و ماسک صورت استفاده کنید.
از پتانسیل مخلوط های انفجاری آگاه باشید. در حضور گریس، روغن یا سایر مواد قابل اشتعال با اکسیژن کار نکنید.
تمام سیلندرها و مخازن اکسیژن را برچسب بزنید.
سیلندرها و مخازن اکسیژن را در جای خشک و خنک نگهداری کنید.
سیلندرها و مخازن اکسیژن را به طور منظم از نظر نشتی بازرسی کنید.
از سیلندرها یا مخازن اکسیژن آسیب دیده یا دارای نشتی استفاده نکنید.
سیلندرها و مخازن اکسیژن را به درستی دور بریزید.
اگر با اکسیژن کار می کنید، مهم است که از خطرات آن آگاه باشید و اقدامات احتیاطی لازم را برای ایمن ماندن انجام دهید.
در اینجا چند نکته ایمنی اضافی برای کار با اکسیژن وجود دارد:
تابلوهای "اکسیژن در حال استفاده" را در محلی که با اکسیژن کار می کنید نصب کنید.
یک کپسول آتش نشانی و جعبه کمک های اولیه در نزدیکی خود داشته باشید.
همه پرسنلی را که ممکن است در معرض اکسیژن قرار گیرند در مورد خطرات و اقدامات احتیاطی ایمنی آموزش دهید.
با رعایت این اقدامات احتیاطی، می توانید در هنگام کار با اکسیژن از حوادث و صدمات جلوگیری کنید.
