Bez kyslíku by byl život na naší planetě naprosto nepředstavitelný,nejenže podporuje spoustu důležitých chemických reakcí například hoření,ale především je hlavní složkou vzduchu a tím pádem i nejdůležitější složkou toho co dýcháme.Neobešel by se bez něj téměř určitě každý živý tvor s organismem na bázi uhlíku,ne více než 3-4 minuty u savců až po několik hodin u obojživelníků a vodních živočichů.
Takže koloběh kyslíku je jedním z nejdůležitějších koloběhů v přírodě prakticky hned po koloběhu vody.
Nejdříve tedy pár slov o kyslíku jako prvku obecně:
Kyslík patří mezi prvky 6.hlavní podskupiny periodické soustavy prvků,řadí se tedy k prvkům jako je síra,selen a telur…..tyto prvky se hromadně nazývají chalkogeny,patří k nim však ještě podle tabulky i polonium,ale u něj už se neprojevují shodné znaky předchozích prvků,chalkogenů což znamená rudotvorné.Jsou to nekovy a nejvíce se nekovost projevuje u kyslíku a síry.
Všechny tyto prvky jsou schopny tvořit sloučeniny s vodíkem.
Kyslík jak už bylo zmíněno je životně důležitá součást atmosférického vzduchu,nutná pro dýchání živých organismů.Obsah kyslíku v suchém vzduchu(to znamená bez příměsi oxidu uhličitého ) je v průměru asi 20.931% objemu.Ve volné atmosféře tato koncentrace jen velmi málo kolísá(asi o 0.01%).Dýcháním a spalovacími procesy se kyslík sice neustále spotřebovává,avšak doplňuje se opět asimilací zelených rostlin na slunečním světle(k čemuž je nepřímo nezbytná voda,což ukazuje úplnou pospolitost chemických koloběhů v přírodě).Voda(H2O) obsahuje také velké množství kyslíku(asi 88.81% objemu),toto množství je rozdílné pro sladkou vodu a pro mořskou,slanou,která ho obsahuje o trochu méně(85.8% objemu).Jako součást oxidů a solí je obsažen i v zemské kůře(47.3% celkového objemu země).Odhaduje se,že při tak velkém obsahu kyslíku v zemské kůře,vzduchu a vodě je jeho celkový objem zde asi 50%,to znamená,že všechny reakce,které kyslík zastává na planetě zemi jsou objemově rovny všem ostatním.
Kyslík je ve všech svých formách ve tvaru O2,v přírodě je pozorován i O3 ozón,ve velmi vysokých vrstvách atmosféry.Kyslík mění svoji strukturu v závislosti na zemské gravitaci,čím je zemská tíže větší tím kyslík ztrácí schopnost udržet svou vazbu a rozpadá se na své elementární částice O.Samostatný kyslík O nemůže nikdy(ani ve vakuu kde se opět slučuje sám se sebou) existovat déle než 5 minut samostatně a váže se na jiné prvky.Ve vysokých vrstvách se tedy slučuje s O2,které ještě nezaniklo.
Kyslík byl objeven(blízko byl již pan Boyle o téměř sto let dříve) roku 1777 panem Scheelem,který poprvé ve své práci formuloval myšlenku,že vzduch musí být složen ze dvou složek,jedné,která podporuje hoření a druhé,která podporuje dýchání.
Název,ale pojmenoval až pan Lavoisier,pojmenoval ho oxygéne.Tento název zůstal již zachován.
Dýchání
Je jednou z reakcí koloběhu kyslíku v přírodě.Je známo,že člověk spotřebuje až 600 litrů za 24 hodin,může se vám to zdát velmi rychlé,ale tato reakce je jedna z nejpomalejších,které kyslík podporuje,pomalejší jsou snad jen hnití a rezavění.
V podstatě se ani nedá mluvit o koloběhu,když se nevyskytuje žádná obousměrná reakce,která je jeho podstatou.Při dýchání je tedy kyslík čistě jenom spotřebován.Dýchání se dá rozdělit na dvě velké části z hlediska přírodovědného uspořádání.
1.Dýchání suchozemské
Při jeho probíhání dochází ke vzniku jeho protějšku oxidu uhličitého.Lidské tělo,jakožto tělo každého suchozemského živočicha potřebuje kyslík na doplnění energie,kterou spotřebováváme právě tehdy,když naše svaly pracují.Kyslík přijímaný ze vzduchu dýcháním se odebírá v plicích,odtud ho krev přivádí do svalů.Tento děj probíhá v elemetárních částích plic a to jsou plicní sklípky,jejichž povrch je protkán vlásečnicemi,je tedy ideální k příjmu čistého kyslíku,který naváže hemoglobin(červené barvivo a látka,která má schopnost vázat prvky lehčí než je ona sama ) a rozvede do potřebných orgánu v těle.Dýchání suchozemské nespočívá pouze v dýchání plicním,ale také v dýchání kožním.Kyslík je zde přijímán přímo pokožkou,kde se využívají jako části rozvádějící také vlásečnice,ale uzpůsobené ke koloběhu krve bez většího množství kyslíku,to znamená,že kůže nepojme zdaleka ani mizivou část toho co přijmou plíce.Kyslík tu také není tak dokonale filtrován od usazenin jako je prach a viry obsažené v městském vzduchu a dochází k ucpávání pórů.neboli akné.Při přijímání dýchacími cestami je vzduch dokonale filtrován nosní dutinou.Při vydechování ,což je obrácený děj ke vdechnutí, uvolňuje CO2 do ovzduší.
Suchozemské dýchání slouží většině živočichů,také k ochlazení těla a snížení tělesné teploty.
2.Dýchání ve vodě
Voda obsahuje kyslík,který ryby dýchají zvláštně uzpůsobeným ustrojím nazývajícím se žábry.Žraloci například od jiných podvodních živočichů nemohou dýchat samovolně,dýchají pouze při pohybu.Aby se neudusili musí neustále plavat i ve spánku.Žraloci mají pravděpodobně nejhůře vyvinuté žábry,které zdědili po svých předcích z paleolitu.
Ostatní podvodní živočichové,tedy ti ,kteří nemají vyvinuté oba orgány a jsou tedy obojživelníci,mají klasicky ovládané žábry.Ryby mají menší tělesnou teplotu, nemohou totiž dýchat s takovou intenzitou jako suchozemští živočichové,protože voda obsahuje pouze velmi malé množství kyslíku vhodného k dýchání,kyslík je téměř nerozpustný ve vodě.Tím je vysvětlena nízká teplota vodních živočichů.Žábry jsou podle Darwinovy teorie vývoje pod stupněm k plicím(je tedy klidně možné že za nějakých milion let budou mít ryby plíce).
Aby však byl zachován koloběh vůči dýchání musí být nějak vykompenzován.Jeho kompenzátor nebude nic jiného než fotosyntéza zelených rostlin.Jedná se o jeden z nejdůležitějších dějů na světě,vzniká při něm totiž kyslík.Za přítomnosti glukózy,zeleného barviva(hemoglobin),slunečního záření a vody s rozpuštěnými anorganickými látkami probíhá tato reakce:
Z toho je patrné,že při dýchání a hoření se z atmosféry odebírá kyslík a uvolňuje oxid uhličitý.Zelené rostliny to však dělají přesně naopak .Takže kyslík se ze vzduchu odebírá a zároveň se tam dodává….tento jev se nazývá koloběh kyslíku v přírodě.
Hoření
Ke kyslíkovému koloběhu patří také hoření.Na rozdíl od dýchání se jedná o naprosto nevratný děj,který však také kompenzují pouze rostliny.S přibýváním průmyslové a chemické výroby, se objevuje stále závodů,které nejenže odčerpávají kyslík z atmosféry ,ale také likvidují ovzduší jedovatými látkami.Mezi hlavní reakcí v hoření patří dvě a to jsou:
1.naprosto přirozené(dokonalé) hoření uhlíku C
O2 + C CO2
2.jedovaté (nedokonalé) spalování uhlíku C
2O2 + 2C 4CO
Oxid uhelnatý je tedy naprosto nezdravou složkou ovzduší,která uhýbá základním funkcím procesu,který navrací přírodě čistý kyslík.
Bylo by velkou ostudou celého lidstva,kdyby fantastické představy holywoodských tvůrců o tom,že si lidstvo samo vyrábí kyslík nezávisle na přírodě,skutečností.Věřme jen,že nynější průmysl elektráren najde alternativní způsob získávání energie(jinak než spalováním) a to neznamená přejití sice na možná méně zplodin vydávající,ale atomovou hrozbou strašící jaderné elektrárny.
Mezi další přirozené děje patřící do koloběhu kyslíku v přírodě,patří již zmíněné hnití a rezavění,tyto děje jsou však plně nezávadné ,až na hnití chemicky upravených potravin a geneticky upravených plodin,kde není jistý ani výsledek tak běžné reakce jako je právě pouho pouhé hnití.Tyto dvě reakce spotřebovávají kyslík v tak malém množství,že se tento podíl zanedbává ku skutečnému 90% podílu dýchání,přibližně 8% podílu na hoření,1% přeměně na O3 a 0.1% podílu na rezavění a 0.6% podílu na hnití(zbývá ještě asi 0.3% kyslíku,ten se spotřebovává na nevratné reakce v průmyslu jako není hoření) z celkového podílu kyslíku v atmosféře.
Poznámka:Při vytváření ozónu z 1% kyslíku také zaniká stejné množství O3.Vytváření ozónu je tedy nevratné a nenahraditelné.Měl by být odsouzen každý prostředek,který ničí naše životní prostředí(freony) vytvářením ozónové díry,čili opětovným rozpadem O3 na O2 a O které opět tvoří původní dvouatomový kyslík.
22. únor 2008
8 029×
1279 slov
