Oxygen

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por Ron Kurtus (revisado el 4 de abril de 2018)

un elemento químico con el número atómico de 8. Es un gas incoloro que es esencial para la vida tal como la conocemos. Al ser ligeramente soluble en agua, también apoya la vida transmitida por el agua. El oxígeno se combina con muchos otros elementos por el proceso de oxidación. Es el elemento más abundante que se encuentra en la Tierra y constituye el 21% de la atmósfera.

Como compuesto, el oxígeno está presente en el agua, en plantas y animales, y en gran parte del material sólido que forma la tierra. Miles de compuestos contienen oxígeno, junto con carbono, hidrógeno y otros elementos. El oxígeno se puede preparar calentando ciertos compuestos de oxígeno, mediante electrólisis o licuando el aire.

Las preguntas que puede tener incluyen:

• ¿Cuáles son las propiedades del oxígeno?
• ¿Dónde se encuentra el oxígeno en la naturaleza?
• ¿Cómo se prepara o separa el oxígeno?

Esta lección responderá a esas preguntas.

Propiedades del oxígeno

El número atómico de oxígeno es 8, lo que significa que tiene 8 protones en su núcleo. Su peso atómico o masa atómica es de aproximadamente 16 para el isótopo más común de oxígeno (16O) que constituye el 99,76% del oxígeno que se encuentra en la naturaleza. Otros isótopos estables de oxígeno son 17O y 18O.

(Ver Isótopos para más información sobre este tema.)

El oxígeno es un gas incoloro, inodoro e insípido que es ligeramente más pesado que el aire. Es esencial para sostener la vida de todos los seres vivos.

El gas de oxígeno siempre se ve como una molécula de O2. El átomo de oxígeno casi nunca se ve por sí solo. En algunos casos, tres átomos de oxígeno se combinarán para formar ozono
(O3). El ozono es importante en la atmósfera superior para evitar que los rayos ultravioleta duros dañen a los seres vivos. Cerca de la Tierra, el ozono se considera un irritante para la respiración y parte de la contaminación del aire.

Es ligeramente soluble en agua. Aunque solo una pequeña cantidad de oxígeno se disuelve en agua, aproximadamente 4 partes de oxígeno a 100 partes de agua. La cantidad de oxígeno en el agua es suficiente para las necesidades vitales de la gran cantidad de seres vivos que habitan nuestros océanos, lagos y ríos.

Aunque el oxígeno es un gas a temperaturas normales, puede ser licuado por el frío extremo. A una temperatura de -183° C, el oxígeno se transforma en un líquido azul pálido. A -219° C, el oxígeno líquido se convierte en un sólido blanco azulado.

Cuando se calienta lo suficiente en el aire, muchos materiales se combinan con el oxígeno en el aire y se queman. Si se coloca en oxígeno puro, la combustión y la oxidación pueden ser bastante intensas. Ejemplos de materiales comunes que se combinan con oxígeno incluyen:

C + O2 → CO2 (dióxido de carbono)

S + O2 → SO2 (dióxido de azufre)

3Fe + 2O2 → Fe3O4 (óxido de hierro u óxido)

(Consulte Oxidación para obtener más información sobre ese tema.)

Presencia de oxígeno en la naturaleza

El oxígeno es el más abundante de todos los elementos que se encuentran en la naturaleza. Se produce como gas y también como parte de un gran número de compuestos.

El gas oxígeno se encuentra principalmente en la atmósfera, que contiene aproximadamente un 21% de oxígeno en volumen, junto con un 78% de nitrógeno y pequeñas cantidades de otros gases. También se encuentra algo de oxígeno disuelto en agua.

Como compuesto, el oxígeno está presente en el agua, en sustancias vegetales y animales, y en el material sólido que forma la tierra. Miles de compuestos, como el almidón, la celulosa, el azúcar, la grasa y las proteínas, contienen oxígeno unido con carbono, hidrógeno y otros elementos.

Enormes cantidades de oxígeno se combinan con elementos que forman arena, piedra caliza y otras rocas y materiales que se encuentran en la tierra.

Preparación de oxígeno

El descubrimiento del oxígeno fue realizado en 1774 por Joseph Priestley cuando calentó el óxido rojo de mercurio (óxido mercúrico o HgO) para crear una pequeña cantidad de gas.

2HgO → 2Hg + O2

Nota: O2 Significa que es un gas

Métodos de laboratorio

Un método común para crear o preparar oxígeno en el laboratorio implica la descomposición del clorato de potasio (KClO3). Cuando se calienta el clorato de potasio, primero se derrite y luego hierve, renunciando a su oxígeno. La ecuación para esta reacción es:

2KClO3 → 2KCL + 3O2

Otro método de laboratorio implica la acción del agua sobre el peróxido de sodio (Na2O2) produciendo oxígeno e hidróxido de sodio (NaOH). Dado que esta reacción puede ser violenta, se permite que el agua gotee lentamente de un embudo sobre el peróxido de sodio sólido en un matraz. El método de recolección de oxígeno es pasarlo a través de un tubo y burbujearlo en una botella de recolección llena de agua.

2Na2O2 + H2O → 4NaOH + O2

Métodos comerciales

Un método comercial de preparación de oxígeno implica la electrólisis del agua, que consiste en romper el compuesto de agua por medio de una corriente eléctrica. Un ácido diluido, como el ácido sulfúrico, se agrega al agua para convertirla en un conductor de electricidad. A continuación, se pasa corriente continua a través de la solución, y el agua se descompone en gases de oxígeno e hidrógeno.

El oxígeno se acumula en un tubo de agua que contiene el electrodo positivo ( + ) (ánodo) en el hidrógeno se acumula en un tubo de agua que contiene el electrodo negativo ( – ) (cátodo).

2H2O → H2 + O2

Otro comercial método consiste en la destilación del aire líquido. Cuando se aplica aire a alta presión y baja temperatura, se puede licuar. A medida que se permite que se caliente, el nitrógeno, que tiene un punto de ebullición más bajo que el oxígeno, se escapa como gas, dejando oxígeno casi puro como líquido. A continuación, se puede almacenar como líquido o como gas comprimido en recipientes metálicos.

Resumen

el Oxígeno es un gas incoloro que es esencial para la vida. Es ligeramente soluble en agua y también apoya la vida transmitida por el agua. El oxígeno se combina con muchos otros elementos por el proceso de oxidación. Es el elemento más abundante que se encuentra en la Tierra y constituye el 21% de la atmósfera. Como compuesto, el oxígeno está presente en el agua, los seres vivos y gran parte del material sólido que forma la tierra. El oxígeno se puede preparar calentando ciertos compuestos de oxígeno, mediante electrólisis o licuando el aire.

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