Vetitë kimike të oksigjenit për organizmat e gjallë. Cikli i oksigjenit. Rëndësia biologjike e oksigjenit. Fondi rezervë i ciklit të oksigjenit, burimet e furnizimit me oksigjen të biosferës. Përdorimi i oksigjenit në jetë

Deti dhe ujërat e freskëta përmbajnë një sasi të madhe të oksigjenit të lidhur - 85.82% (në masë). Më shumë se 1500 përbërës në koren e tokës përmbajnë oksigjen.

Shkarko:

Pamja paraprake:

Institucioni Arsimor Buxhetor i Shtetit Federal i Arsimit të Lartë Profesional "Universiteti Shtetëror Mordovian me emrin. N. P. Ogareva"

Instituti Mjekësor

Departamenti i Kimisë Analitike

Ese

në temën e:

"Roli biologjik i oksigjenit".

E përfunduar:

student i vitit 1

104 grupe specialiteti

"Bar"

Belyaeva Maria

Kontrolluar:

PhD në Kimi

Gurvich Lyudmila Govseevna

Saransk 2015-2016

Prezantimi

Oksigjeni është një element i grupit të 16-të (sipas klasifikimit të vjetëruar - nëngrupi kryesor i grupit VI), periudha e dytë e tabelës periodike të elementeve kimike të D.I Mendeleev, me numër atomik 8. Përcaktohet me simbolin O (. lat. Oxygenium). Oksigjeni është një jometal kimikisht aktiv dhe është elementi më i lehtë nga grupi i kalkogjenëve. Substanca e thjeshtë oksigjen (numri CAS: 7782-44-7) në kushte normale është një gaz pa ngjyrë, pa shije dhe erë, molekula e së cilës përbëhet nga dy atome oksigjeni (formula O2), për këtë arsye quhet edhe dioksigjen. Oksigjeni i lëngshëm ka ngjyrë blu të hapur, ndërsa oksigjeni i ngurtë është kristale blu të çelët.

Ekzistojnë forma të tjera alotropike të oksigjenit, për shembull, ozoni (numri CAS: 10028-15-6) - në kushte normale, një gaz blu me një erë specifike, molekula e të cilit përbëhet nga tre atome oksigjeni (formula O3).

Historia e zbulimit të oksigjenit.

Zyrtarisht besohet se oksigjeni u zbulua nga kimisti anglez Joseph Priestley më 1 gusht 1774 duke dekompozuar oksidin e merkurit në një enë të mbyllur hermetikisht (Priestley drejtoi rrezet e diellit në këtë përbërje duke përdorur një lente të fuqishme).

2HgO (t) → 2Hg + O 2

Megjithatë, Priestley fillimisht nuk e kuptoi se ai kishte zbuluar një substancë të re të thjeshtë, ai besonte se ai kishte izoluar një nga pjesët përbërëse të ajrit (dhe e quajti këtë gaz "ajër i deflogistikuar"). Priestley i raportoi zbulimin e tij kimistit të shquar francez Antoine Lavoisier. Në 1775, A. Lavoisier vërtetoi se oksigjeni është një përbërës i ajrit, acideve dhe gjendet në shumë substanca.

Disa vjet më parë (në 1771), oksigjeni u mor nga kimisti suedez Karl Scheele. Ai kalcinoi kripërat me acid sulfurik dhe më pas dekompozoi oksidin nitrik që rezulton. Scheele e quajti këtë gaz "ajër zjarri" dhe e përshkroi zbulimin e tij në një libër të botuar në 1777 (pikërisht për shkak se libri u botua më vonë sesa Priestley shpalli zbulimin e tij, ky i fundit konsiderohet zbuluesi i oksigjenit). Scheele gjithashtu i raportoi përvojën e tij Lavoisier.

Një fazë e rëndësishme që kontribuoi në zbulimin e oksigjenit ishte puna e kimistit francez Peter Bayen, i cili botoi vepra mbi oksidimin e merkurit dhe dekompozimin e mëvonshëm të oksidit të tij.

Më në fund, A. Lavoisier më në fund kuptoi natyrën e gazit që rezulton, duke përdorur informacione nga Priestley dhe Scheele. Puna e tij kishte një rëndësi të madhe, sepse falë saj, teoria e phlogistonit, e cila ishte dominuese në atë kohë dhe pengonte zhvillimin e kimisë, u rrëzua. Lavoisier kreu eksperimente mbi djegien e substancave të ndryshme dhe hodhi poshtë teorinë e phlogiston, duke publikuar rezultate mbi peshën e elementeve të djegura. Pesha e hirit tejkaloi peshën fillestare të elementit, gjë që i dha Lavoisier të drejtën të pretendonte se gjatë djegies ndodh një reaksion kimik (oksidimi) i substancës, dhe për këtë arsye masa e substancës origjinale rritet, gjë që hedh poshtë teorinë e phlogiston. .

Kështu, merita për zbulimin e oksigjenit ndahet midis Priestley, Scheele dhe Lavoisier.

Të qenit në natyrë

Oksigjeni është elementi më i zakonshëm në koren e tokës, pjesa e tij (në përbërje të ndryshme, kryesishtsilikate ) përbën rreth 47% të masës së ngurtëkores së tokës . Deti dhe ujërat e freskëta përmbajnë një sasi të madhe të oksigjenit të lidhur - 85.82% (në masë). Më shumë se 1500 përbërës në koren e tokës përmbajnë oksigjen.

Oksigjeni është elementi kryesor biogjenik që është pjesë e molekulave të të gjitha substancave më të rëndësishme që sigurojnë strukturën dhe funksionin e qelizave - proteinat, acidet nukleike, karbohidratet, lipidet, si dhe shumë komponime me molekulare të ulët. Çdo bimë ose kafshë përmban shumë më shumë oksigjen se çdo element tjetër (mesatarisht rreth 70%). Indet e muskujve të njeriut përmbajnë 16% oksigjen, indi kockor - 28,5%; Në total, trupi i një personi mesatar (pesha trupore 70 kg) përmban 43 kg oksigjen. Oksigjeni hyn në trupin e kafshëve dhe njerëzve kryesisht përmes organeve të frymëmarrjes (oksigjen i lirë) dhe me ujë (oksigjen i lidhur). Nevoja e trupit për oksigjen përcaktohet nga niveli (intensiteti) i metabolizmit, i cili varet nga masa dhe sipërfaqja e trupit, mosha, gjinia, natyra e të ushqyerit, kushtet e jashtme, etj. Në ekologji, raporti i frymëmarrjes totale (që është, proceset totale oksidative) të një bashkësie përcaktohet si një karakteristikë e rëndësishme e organizmave energjetikë për biomasën e tij totale.

Në mjekësi përdoren sasi të vogla oksigjeni: oksigjen (nga të ashtuquajturit jastëkë oksigjeni) u jepet pacientëve që kanë vështirësi në frymëmarrje për një kohë për të marrë frymë. Megjithatë, duhet të kihet parasysh se thithja e zgjatur e ajrit të pasuruar me oksigjen është e rrezikshme për shëndetin e njeriut. Përqendrimet e larta të oksigjenit shkaktojnë formimin e radikaleve të lira në inde, duke prishur strukturën dhe funksionin e biopolimerëve. Rrezatimi jonizues ka një efekt të ngjashëm në trup. Prandaj, një ulje e përmbajtjes së oksigjenit (hipoksi) në inde dhe qeliza kur trupi rrezatohet me rrezatim jonizues ka një efekt mbrojtës - të ashtuquajturin efekt oksigjeni. Ky efekt përdoret në terapinë me rrezatim: rritja e përmbajtjes së oksigjenit në tumor dhe zvogëlimi i përmbajtjes së tij në indet përreth rrit dëmtimin nga rrezatimi në qelizat e tumorit dhe zvogëlon dëmtimin e atyre të shëndetshme. Për disa sëmundje, përdoret ngopja e trupit me oksigjen nën presion të lartë - oksigjenim hiperbarik.

Plani:

Historia e zbulimit

Origjina e emrit

Të qenit në natyrë

Faturë

Vetitë fizike

Vetitë kimike

Aplikacion

Roli biologjik i oksigjenit

Derivatet toksike të oksigjenit

10. Izotopet

Oksigjen

Oksigjen- element i grupit të 16-të (sipas klasifikimit të vjetëruar - nëngrupi kryesor i grupit VI), periudha e dytë e sistemit periodik të elementeve kimike të D.I Mendeleev, me numër atomik 8. Shënohet me simbolin O (lat. Oxygenium). . Oksigjeni është një jometal kimikisht aktiv dhe është elementi më i lehtë nga grupi i kalkogjenëve. Substanca e thjeshtë oksigjen(Numri CAS: 7782-44-7) në kushte normale është një gaz pa ngjyrë, pa shije dhe erë, molekula e të cilit përbëhet nga dy atome oksigjeni (formula O 2), dhe për këtë arsye quhet edhe dioksigjen i lëngshëm ngjyrë blu, dhe kristalet e ngurta kanë ngjyrë blu të çelët.

Ekzistojnë forma të tjera alotropike të oksigjenit, për shembull, ozoni (numri CAS: 10028-15-6) - në kushte normale, një gaz blu me një erë specifike, molekula e të cilit përbëhet nga tre atome oksigjeni (formula O 3).

1. Historia e zbulimit

Zyrtarisht besohet se oksigjeni u zbulua nga kimisti anglez Joseph Priestley më 1 gusht 1774 duke dekompozuar oksidin e merkurit në një enë të mbyllur hermetikisht (Priestley drejtoi rrezet e diellit në këtë përbërje duke përdorur një lente të fuqishme).

Megjithatë, Priestley fillimisht nuk e kuptoi se ai kishte zbuluar një substancë të re të thjeshtë, ai besonte se ai kishte izoluar një nga pjesët përbërëse të ajrit (dhe e quajti këtë gaz "ajër i deflogistikuar"). Priestley i raportoi zbulimin e tij kimistit të shquar francez Antoine Lavoisier. Në 1775, A. Lavoisier vërtetoi se oksigjeni është një përbërës i ajrit, acideve dhe gjendet në shumë substanca.

Disa vite më parë (në 1771), oksigjeni u mor nga kimisti suedez Karl Scheele. Ai kalcinoi kripërat me acid sulfurik dhe më pas dekompozoi oksidin nitrik që rezulton. Scheele e quajti këtë gaz "ajër zjarri" dhe e përshkroi zbulimin e tij në një libër të botuar në 1777 (pikërisht për shkak se libri u botua më vonë sesa Priestley shpalli zbulimin e tij, ky i fundit konsiderohet zbuluesi i oksigjenit). Scheele gjithashtu i raportoi përvojën e tij Lavoisier.

Një hap i rëndësishëm që kontribuoi në zbulimin e oksigjenit ishte puna e kimistit francez Pierre Bayen, i cili botoi vepra mbi oksidimin e merkurit dhe dekompozimin e mëvonshëm të oksidit të tij.

Më në fund, A. Lavoisier më në fund kuptoi natyrën e gazit që rezulton, duke përdorur informacione nga Priestley dhe Scheele. Puna e tij kishte një rëndësi të madhe, sepse falë saj, teoria e phlogistonit, e cila ishte dominuese në atë kohë dhe pengonte zhvillimin e kimisë, u rrëzua. Lavoisier kreu eksperimente mbi djegien e substancave të ndryshme dhe hodhi poshtë teorinë e phlogiston, duke publikuar rezultate mbi peshën e elementëve të djegur. Pesha e hirit tejkaloi peshën fillestare të elementit, gjë që i dha Lavoisier të drejtën të pretendonte se gjatë djegies ndodh një reaksion kimik (oksidimi) i substancës, dhe për këtë arsye masa e substancës origjinale rritet, gjë që hedh poshtë teorinë e phlogiston. .

Kështu, merita për zbulimin e oksigjenit ndahet midis Priestley, Scheele dhe Lavoisier.

1. origjina e emrit

Fjala oksigjen (e quajtur edhe "zgjidhje acide" në fillim të shekullit të 19-të) i detyrohet shfaqjes së saj në gjuhën ruse në një farë mase M.V. Lomonosov, i cili prezantoi fjalën "acid", së bashku me neologjizmat e tjera; Kështu, fjala "oksigjen", nga ana tjetër, ishte një gjurmim i termit "oksigjen" (frëngjisht oxygène), i propozuar nga A. Lavoisier (nga greqishtja e vjetër ὀξύς - "i thartë" dhe γεννάω - "lindja"), që është përkthyer si "acid gjenerues", i cili lidhet me kuptimin e tij origjinal - "acid", që më parë nënkuptonte substanca të quajtura okside sipas nomenklaturës moderne ndërkombëtare.

1. Të qenit në natyrë

Oksigjeni është elementi më i zakonshëm në Tokë; Ujërat e detit dhe të ëmbël përmbajnë një sasi të madhe të oksigjenit të lidhur - 88.8% (në masë), në atmosferë përmbajtja e oksigjenit të lirë është 20.95% në vëllim dhe 23.12% në masë. Më shumë se 1500 përbërës në koren e tokës përmbajnë oksigjen.

Oksigjeni është pjesë e shumë substancave organike dhe është i pranishëm në të gjitha qelizat e gjalla. Për sa i përket numrit të atomeve në qelizat e gjalla, është rreth 25%, dhe për sa i përket fraksionit të masës - rreth 65%.

Zbulimi i oksigjenit ndodhi dy herë, në gjysmën e dytë të shekullit të 18-të, me disa vite diferencë. Në 1771, oksigjeni u përftua nga suedez Karl Scheele duke ngrohur kripërat dhe acidin sulfurik. Gazi që rezulton quhej "ajri i zjarrit". Në 1774, kimisti anglez Joseph Priestley kreu procesin e dekompozimit të oksidit të merkurit në një enë plotësisht të mbyllur dhe zbuloi oksigjenin, por e ngatërroi atë si një përbërës në ajër. Vetëm pasi Priestley ndau zbulimin e tij me francezin Antoine Lavoisier, u bë e qartë se një element i ri (kalorizator) ishte zbuluar. Priestley merr drejtimin në këtë zbulim sepse Scheele botoi punën e tij shkencore duke përshkruar zbulimin vetëm në 1777.

Oksigjeni është një element i grupit XVI të periudhës II të tabelës periodike të elementeve kimike nga D.I. Mendelejevi, ka numrin atomik 8 dhe masën atomike 15,9994. Është e zakonshme të shënohet oksigjeni me simbolin RRETH(nga latinishtja Oksigjen- acid gjenerues). Në rusisht emri oksigjen u bë derivat i acidet, një term që u prezantua nga M.V. Lomonosov.

Të qenit në natyrë

Oksigjeni është elementi më i zakonshëm që gjendet në koren e tokës dhe në Oqeanin Botëror. Komponimet e oksigjenit (kryesisht silikatet) përbëjnë të paktën 47% të masës së kores së tokës, oksigjeni prodhohet gjatë fotosintezës nga pyjet dhe të gjitha bimët e gjelbra, shumica e të cilave vjen nga fitoplanktoni në ujërat detare dhe të ëmbla. Oksigjeni është një komponent thelbësor i çdo qelize të gjallë dhe gjendet gjithashtu në shumicën e substancave me origjinë organike.

Vetite fizike dhe kimike

Oksigjeni është një jometal i lehtë, bën pjesë në grupin e kalkogjenëve dhe ka aktivitet të lartë kimik. Oksigjeni, si një substancë e thjeshtë, është një gaz pa ngjyrë, pa erë dhe shije, ai ka një gjendje të lëngshme - lëng transparent blu dhe një gjendje të ngurtë - kristale blu të hapur. Përbëhet nga dy atome oksigjeni (të shënuar me formulën O2).

Oksigjeni është i përfshirë në reaksionet redoks. Gjërat e gjalla thithin oksigjen nga ajri. Oksigjeni përdoret gjerësisht në mjekësi. Në rast të sëmundjeve kardiovaskulare, për të përmirësuar proceset metabolike, shkuma e oksigjenit (“koktej oksigjeni”) injektohet në stomak. Administrimi nënlëkuror i oksigjenit përdoret për ulcerat trofike, elefantiazën dhe gangrenën. Pasurimi artificial i ozonit përdoret për dezinfektimin dhe deodorimin e ajrit dhe pastrimin e ujit të pijshëm.

Oksigjeni është baza e aktivitetit jetësor të të gjithë organizmave të gjallë në Tokë dhe është elementi kryesor biogjen. Gjendet në molekulat e të gjitha substancave më të rëndësishme që janë përgjegjëse për strukturën dhe funksionet e qelizave (lipide, proteina, karbohidrate, acide nukleike). Çdo organizëm i gjallë përmban shumë më shumë oksigjen se çdo element (deri në 70%). Për shembull, trupi i një njeriu mesatar të rritur që peshon 70 kg përmban 43 kg oksigjen.

Oksigjeni hyn në organizmat e gjallë (bimë, kafshë dhe njerëz) përmes sistemit të frymëmarrjes dhe marrjes së ujit. Duke kujtuar se në trupin e njeriut organi më i rëndësishëm i frymëmarrjes është lëkura, bëhet e qartë se sa oksigjen mund të marrë një person, veçanërisht në verë në bregun e një rezervuari. Përcaktimi i nevojës së një personi për oksigjen është mjaft i vështirë, sepse varet nga shumë faktorë - mosha, gjinia, pesha e trupit dhe sipërfaqja, sistemi i të ushqyerit, mjedisi i jashtëm, etj.

Përdorimi i oksigjenit në jetë

Oksigjeni përdoret pothuajse kudo - nga metalurgjia te prodhimi i karburantit të raketave dhe eksplozivëve që përdoren për punë në rrugë në male; nga mjekësia në industrinë ushqimore.

Në industrinë ushqimore, oksigjeni regjistrohet si një aditiv ushqimor, si një shtytës dhe gaz ambalazhues.

Në materialin e mëparshëm, ne fituam një kuptim se nga e merr një person. Për të kuptuar proceset e sistemit antioksidues, i cili gjithashtu ka funksionalitet të madh në përmirësimin e shëndetit të organizmit, duhet kuptuar rëndësia e oksigjenit për shëndetin dhe jetën e njeriut.

Nëse marrim parasysh ajrin sipas përbërësve të tij, do të shohim se midis asaj që thithim ai përmban sa vijon:

• 78% azot;
• 21% oksigjen;
• gazra të tjerë 1% dhe përmbajnë 0,03% CO2.

Elementet kimike me aftësi të ndryshme tërheqin elektrone shtesë, kjo aftësi varet nga pozicioni i çdo elementi në tabelën periodike. Kjo tërheqje, e quajtur elektronegativitet, shprehet me njësitë e tij konvencionale dhe sa më të larta të jenë, aq më e madhe është aftësia për të tërhequr elektrone.

Kur dy atome të ndryshëm ndërveprojnë me njëri-tjetrin, një palë elektrone do të zhvendoset në atomin më elektronegativ. Oksigjeni është një nga elementët më elektronegativë. Është gjithashtu komponenti më i kërkuar në Tokë.

Oksigjeni ndahet në dy forma të ekzistencës: oksigjen (O2) dhe ozon (Oz). Është një gaz pa ngjyrë, pa erë dhe vepron si një substancë jetike.
Duke ndërvepruar me secilin element të tabelës periodike, ai krijon një numër të madh të komponimeve.

Oksigjeni është një komponent i domosdoshëm për t'i siguruar një personi energji jetësore

Toka ruan oksigjen të lirë në atmosferën e saj. Oksigjeni i lidhur ruhet në koren e tokës, si dhe në ujin e freskët dhe të detit. Oksigjeni siguron procesin e frymëmarrjes, pastaj, pas oksidimit të përbërjeve organike, formon dioksid karboni dhe ujë, gjatë të cilit çlirohet energji.

Me fjalë të tjera, ne marrim energjinë që kërkohet çdo minutë në jetën tonë, e cila është rezultat i zbërthimit të ushqimit që hamë. Zbërthimi i ushqimit ndodh nën ndikimin e oksigjenit të thithur.

Tani oksigjeni dhe fiziologjia.

Kompleksi më kompleks i ndryshimeve që ndodhin në trup në nivelet fizike, biologjike dhe fiziologjike, në të cilat trupi merr dhe transformon substanca dhe energji dhe vazhdimisht i shkëmben ato në mjedis, është METABOLIZMI dhe energjia. Ky proces qëndron në themel të shndërrimit të energjisë nga energjia e marrë falas
me komponime organike komplekse, elektrike, mekanike dhe termike. Marrëdhënia midis metabolizmit të yndyrave, karbohidrateve dhe proteinave, e shoqëruar me procese biokimike që rregullojnë hormonet, na lejon t'u sigurojmë qelizave tona energji maksimale.

A e dini se pesha e një personi është 62% e mbushur me oksigjen?
Për shembull, nëse pesha juaj është 70 kg, atëherë 43 kg prej saj është oksigjen. Unë do t'ju jap një fakt interesant, për
në ditë, ju dhe unë hamë 2 kg oksigjen dhe thithim 900 gram ajër. Për ata që nuk e dinë, informacioni për ju - Oz (ozoni), si një formë oksigjeni, është toksik.

Kush nuk ka nevojë për oksigjen për të jetuar?

Nuk ka nevojë për oksigjen në bakteret anaerobe dhe banorët e detit të thellë (energjia e tyre bazohet
substancat e marra si rezultat i aktivitetit vullkanik) Të gjitha gjallesat e tjera kanë nevojë për oksigjen. Jeta në planet është e pamundur pa të. Mungesa e tij prej vetëm 5-7 minutash shkakton hipoksi (uri nga oksigjeni) të indeve dhe shkakton vdekjen.

Ushqimi sjell elektrone dhe protone hidrogjeni në trup. Protonet, për shembull, vijnë nga ushqimi në acide organike, dhe elektronet furnizohen nga metale me valencë dhe vitamina të ndryshueshme, veçanërisht C dhe E. Oksidimi biologjik merr substratin e nevojshëm, të përbërë nga glukoza, dhe karbohidratet ushqimore lehtësisht të tretshme shndërrohen në të. , nga ana tjetër.

E thënë thjesht, elektronet furnizohen nga oksigjeni, dhe protonet furnizohen nga hidrogjeni. Së bashku, protonet dhe elektronet krijojnë lidhje kovalente (biosinteza e një molekule). Elementet vitale të trupit (proteinat, acidet nukleike etj.) janë gjithashtu të mbushura me oksigjen. Frymëmarrja pa të është e pakuptimtë, oksidimi i yndyrave, proteinave, aminoacideve, karbohidrateve dhe proceseve të tjera biokimike është gjithashtu i pamundur pa oksigjen.

Gjatë ditës, kur jemi vigjilentë, konsumojmë një sasi të madhe oksigjeni. Ai hyn në trupin tonë në mënyrë natyrale dhe thithet përmes mushkërive. Më pas, biokomponenti i çmuar që hyn në gjak fillon të thithë hemoglobinën, duke e shndërruar atë në oksihemoglobinë dhe më pas shpërndahet në të gjithë përbërësit tanë (indet dhe organet). Por gjithashtu
vjen edhe në formë të lidhur kur pimë ujë. Me marrjen e oksigjenit, indet e shpenzojnë atë në procesin metabolik, për oksidimin e elementeve të ndryshëm. Rruga e mëtejshme e oksigjenit synon metabolizmin e tij në CO2 (dioksid karboni) dhe H2O (ujë) dhe në fund ekskretohet nga trupi - veshkat dhe mushkëritë.