הגדרת חמצן (מה זה, מושג והגדרה)

זהו יסוד גזי חסר צבע, חסר טעם וריח, הנמצא באטמוספירה, במים, ברוב הסלעים והמינרלים, ובתרכובות אורגניות רבות. זה חיוני לחיים, שכן בקרב אורגניזמים חיים רק צורות בודדות של חיי צמחים יכולות להתקיים בלעדיהן.

בתהליך הנשימה, אוויר נשאב לריאות, לאן הרבה חמצן נספג בדם. לאחר מכן הוא מועבר לכל חלקי הגוף, מחמצן רקמות שחוקות והופך אותם לחומרים הניתנים לחיסול בקלות.

חמצן מהווה גם כ- 21% מהאטמוספירה של כדור הארץ ומסוגל לשלב עם כל יסודות הטבלה המחזורית למעט גזים אינרטיים. המספר האטומי שלו הוא 8 והסמל שלו הוא O.

הוא נמצא גם בכמויות גדולות בקרום כדור הארץ בצורתו המוצקה, כתחמוצות שונות. יתר על כן, האוקיאנוסים מכילים שפע של חמצן בצורתו H2O, הידוע גם בשם מימן חד חמצני או מים.

הגז התגלה על ידי הכימאי השבדי קרל וילהלם בשנת 1772, לאחר ניסוי בו הוא חימם תרכובות שונות המכילות חמצן. לאחר ניסויים אלה כימאי כינה את הגז "אוויר האש".

מולקולת חמצן.

חמצן בטבלה המחזורית

היסוד חמצן ממוקם בקטע "לא מתכות", שאותו ניתן למקם קבוצות 14, 15 ו -16 בטבלה המחזורית.

אלמנטים שאינם מתכתיים קיימים, בטמפרטורת החדר, בשניים משלושת מצבי החומר: גזים (חמצן, מימן וחנקן) ומוצקים (פחמן, זרחן, גופרית וסלניום).

חמצן הוא השכיח ביותר מכל היסודות, והוא נמצא במצב החופשי שלו (O) וגם בשילוב (לדוגמא: H2O).

במצב חופשי המתרחש באטמוספירה, על כל 100 נפחי אוויר יבש יש כ 21 נפחי חמצן. במצבו המשולב, הוא יוצר שמונה צמתים של מים וכמעט מחצית מהסלעים המרכיבים את קרום כדור הארץ.

זהו גם מרכיב חשוב בתרכובות היוצרות רקמות צמחיות ובעלי חיים. כ -66% משקל גוף האדם הוא חמצן, והוא כולל גם כ -88% משקל האוקיאנוסים כ- H2O (מים).

אינדיקציה לחמצן בטבלה המחזורית.

השימושים השונים בחמצן

השימוש העיקרי בחמצן הוא בתהליך הנשימה האנושית, החי והצומח. מכיוון שמדובר בגז חיוני, הוא נמצא בשימוש נרחב גם ברפואה לטיפול באנשים עם בעיות נשימה, בנוסף לשימוש בטנקים כתמיכה לאסטרונאוטים ולצוללים בפעולה.

בתעשייה נעשה שימוש נרחב בחמצן בייצור פלדה, בנוסף לייצור תרכובות חדשות כמו פלסטיק ויצירת להבות חמות מאוד לריתוך.

שימוש חשוב נוסף בחמצן הוא כדלק טילי, בשילוב עם מימן במצבו הנוזלי.

טיפול בחמצן: לשם מה ולמה הוא מיועד?

יש אנשים עם הפרעות נשימה שלא מסוגלים לספוג מספיק חמצן לגוף כראוי. טבעי, ולכן הם זקוקים לטיפול טיפול בחמצן, שנקבע לחולים כהפרעות נשימה כמו:

• מחלת ריאות חסימתית כרונית;
• דלקת ריאות;
• אַסְתְמָה;
• דיספלסיה ברונכופולמונרית;
• ריאות לא מפותחות בתינוקות;
• אי ספיקת לב;
• סיסטיק פיברוזיס;
• דום נשימה בשינה;
• טראומה של מחלות ריאה במערכת הנשימה.

כדי לקבוע אם אדם ירוויח מטיפול בחמצן, הרופאים צריכים לבדוק את כמות החמצן בדם העורקי. דרך נוספת לבדוק היא להשתמש באוקסימטר, מכשיר שיכול למדוד בעקיפין את רמות החמצן ללא צורך בדגימת דם.

האוקסימטר מתחבר לחלק גופו של האדם, האצבע, למשל. אם התוצאה מדווחת על רמות נמוכות, המשמעות היא שהמטופל עשוי להזדקק לחמצן משלים. רמות חמצן בדם עורקי רגילות הן בין 75 ל- 100 מ"מ כספית (מילימטר כספית).

רמת חמצן של 60 מ"מ כספית או פחות מעידה על הצורך בחמצן משלים (טיפול בחמצן). כמות חמצן גדולה יכולה גם להיות מסוכנת ואף לגרום נזק לתאי הריאה, כלומר רמת החמצן של המטופל לא תעלה על 110 מ"מ כספית.

מכשיר אוקסימטר המודד את נפח החמצן בגוף המטופל.

עובדות מהנות בחמצן

• חמצן מתמוסס ביתר קלות במים קרים מאשר במים חמים;
• ניתן להמיר מים למימן וחמצן באמצעות אלקטרוליזה;
• החמצן שנמצא באוויר מיוצר על ידי פוטוסינתזה. לכן, ללא צמחים, יהיה מעט מאוד חמצן באוויר;
• במערכת השמש, רק בכדור הארץ אחוז חמצן גבוה;
• אטומי חמצן מהווים חלק חיוני מחלבונים ו- DNA בגופנו;
• תהליך שילוב החמצן עם אטומים אחרים לייצור תרכובות נקרא חמצון;

ראה גם את המשמעות של:

• פוטוסינתזה;
• פחמן דו חמצני;
• אַטמוֹספֵרָה;
• אפקט החממה.