Знаходжанне кіслароду ў прыродзе. Кругазварот кіслароду ў прыродзе

З моманту з'яўлення хіміі чалавецтву стала зразумела, што ўсе вакол складаецца з рэчыва, у склад якога ўваходзяць хімічныя элементы. Разнастайнасць рэчываў забяспечваецца рознымі злучэннямі простых элементаў. На сёння адкрыта і ўнесена ў перыядычную табліцу Д. Мендзялеева 118 хімічных элементаў. Сярод іх варта вылучыць шэраг вядучых, наяўнасць якіх вызначыла з'яўленне арганічнай жыцця на Зямлі. У гэты пералік уваходзяць: азот, вуглярод, кісларод, вадарод, сера і фосфар.

Кісларод: гісторыя адкрыцця

Усе гэтыя элементы, а таксама шэраг іншых, спрыялі развіццю эвалюцыі жыцця на нашай планеце ў тым выглядзе, у якім мы зараз назіраем. Сярод усіх кампанентаў менавіта кіслароду ў прыродзе больш астатніх элементаў. Кісларод як асобны элемент быў адкрыты 1 жніўня 1774 года Джозэфам Прыстлі. У ходзе эксперыменту па атрыманні паветра з акалінай ртуці шляхам награвання пры дапамозе звычайнай лінзы ён выявіў, што свечка гарыць незвычайна яркім полымем.

Доўгі час Прыстлі спрабаваў знайсці гэтаму разумнае тлумачэнне. На той момант гэтай з'яве было дадзена назва «другой паветра». Некалькі раней вынаходнік падводнай лодкі К. Дреббель ў пачатку XVII стагоддзя вылучыў кісларод і выкарыстоўваў яго для дыхання ў сваім вынаходстве. Але яго досведы не аказалі ўплыву на разуменне таго, якую ролю адыгрывае кісларод у прыродзе энергаабмену жывых арганізмаў. Аднак навукоўцам, афіцыйна адкрыў кісларод, прызнаны французскі хімік Антуан Лоран Лавуазье. Ён паўтарыў эксперымент Прыстлі і зразумеў, што ўтвараецца газ з'яўляецца асобным элементам.

Кісларод ўзаемадзейнічае практычна з усімі простымі і складанымі рэчывамі, акрамя інэртных газаў і высакародных металаў.

Знаходжанне кіслароду ў прыродзе

Сярод усіх элементаў нашай планеты найбольшую долю займае кісларод. Распаўсюджванне кіслароду ў прыродзе вельмі разнастайна. Ён прысутнічае як у звязаным выглядзе, так і ў вольным. Як правіла, з'яўляючыся моцным акісляльнікам, ён знаходзіцца ў звязаным стане. Знаходжанне кіслароду ў прыродзе як асобнага нязвязанага элемента зафіксавана толькі ў атмасферы планеты.

Ўтрымліваецца ў выглядзе газу і ўяўляе сабой злучэнне двух атамаў кіслароду. Складае каля 21% ад агульнага аб'ёму атмасферы.

Кісларод у паветры, акрамя звычайнай сваёй формы, мае ізатропнай форму ў выглядзе азону. Малекула азону складаецца з трох атамаў кіслароду. Блакітны колер неба непасрэдна звязаны з наяўнасцю гэтага злучэння ў верхніх пластах атмасферы. З дапамогай азону, жорсткае караткахвалевае выпраменьванне ад нашага Сонца паглынаецца і не трапляе на паверхню.

У выпадку адсутнасці азонавага пласта арганічная жыццё было б знішчана, падобна падсмажанай ежы ў мікрахвалевай печы.

У гідрасферы нашай планеты гэты элемент знаходзіцца ў звязаным выглядзе з двума малекуламі вадароду і ўтварае ваду. Доля ўтрымання кіслароду ў акіянах, морах, рэках і падземных водах ацэньваецца каля 86- 89%, з улікам раствораных соляў.

У зямной кары кісларод знаходзіцца ў звязаным выглядзе і з'яўляецца найбольш распаўсюджаным элементам. Яго доля складае каля 47%. Знаходжанне кіслароду ў прыродзе не абмяжоўваецца абалонкамі планеты, гэты элемент ўваходзіць у склад усіх арганічных істот. Яго доля ў сярэднім дасягае 67% ад агульнай масы ўсіх элементаў.

Кісларод - аснова жыцця

З-за высокай акісляльнай актыўнасці кісларод досыць лёгка злучаецца з большасцю элементаў і рэчываў, утвараючы аксіды. Высокая Акісляльная здольнасць элемента забяспечвае ўсім вядомы працэс гарэння. Кісларод таксама ўдзельнічае ў працэсах павольнага акіслення.

Ролю кіслароду ў прыродзе як моцнага акісляльніка незаменная ў працэсе жыццядзейнасці жывых арганізмаў. Дзякуючы гэтаму хімічным працэсу адбываецца акісленне рэчываў з вылучэннем энергіі. Яе жывыя арганізмы выкарыстоўваюць для сваёй жыццядзейнасці.

Расліны - крыніца кіслароду ў атмасферы

На пачатковым этапе адукацыі атмасферы на нашай планеце існуючы кісларод знаходзіўся ў звязаным стане, у выглядзе двухвокісу вугляроду (вуглякіслы газ). З часам з'явіліся расліны, здольныя паглынаць вуглякіслы газ.

Дадзены працэс стаў магчымы дзякуючы ўзнікненню фотасінтэзу. З часам, у ходзе жыццядзейнасці раслін, за мільёны гадоў у атмасферы Зямлі назапасілася вялікая колькасць вольнага кіслароду.

На думку навукоўцаў, у мінулым яго масавая доля дасягала парадку 30%, у паўтара разы больш, чым цяпер. Расліны, як у мінулым, так і цяпер, істотна паўплывалі на кругазварот кіслароду ў прыродзе, забяспечыўшы тым самым разнастайную флору і фауну нашай планеты.

Значэнне кіслароду ў прыродзе не проста велізарна, а першарадна. Сістэма метабалізму жывёльнага свету выразна абапіраецца на наяўнасць кіслароду ў атмасферы. Пры яго адсутнасці жыццё становіцца немагчымай у тым выглядзе, у якім мы ведаем. Сярод насельнікаў планеты застануцца толькі анаэробныя (здольныя жыць без наяўнасці кіслароду) арганізмы.

Інтэнсіўны кругазварот кіслароду ў прыродзе забяспечаны тым, што ён знаходзіцца ў трох агрэгатных станах ў аб'яднанні з іншымі элементамі. Будучы моцным акісляльнікам, ён вельмі лёгка пераходзіць з свабоднай формы ў звязаную. І толькі дзякуючы раслінам, якія шляхам фотасінтэзу расшчапляюць вуглякіслы газ, ён маецца ў вольнай форме.

Працэс дыхання жывёл і насякомых заснаваны на атрыманні нязвязанага кіслароду для акісляльна-аднаўленчых рэакцый з наступным атрыманнем энергіі для забеспячэння жыццядзейнасці арганізма. Знаходжанне кіслароду ў прыродзе, звязанага і свабоднага, забяспечвае паўнавартасную жыццядзейнасць усяго жывога на планеце.

Эвалюцыя і «хімія» планеты

Эвалюцыя жыцця на планеце абапіралася на асаблівасці складу атмасферы Зямлі, складу мінералаў і наяўнасці вады ў вадкім стане. Хімічны склад кары, атмасферы і наяўнасць вады сталі асновай зараджэння жыцця на планеце і вызначылі кірунак эвалюцыі жывых арганізмаў.

Абапіраючыся на наяўную «хімію» планеты, эвалюцыя прыйшла да вугляроднай арганічнай жыцця на аснове вады як растваральніка хімічных рэчываў, а таксама выкарыстанні кіслароду як акісляльніка з мэтай атрымання энергіі.

іншая эвалюцыя

На дадзеным этапе сучасная навука не абвяргае магчымасць жыцця ў іншых асяроддзях, выдатных ад зямных умоў, дзе за аснову пабудовы арганічнай малекулы можа быць узяты крэмній або мыш'як. А сярод вадкасці, як растваральніка, можа ўяўляць сабой сумесь вадкага аміяку з геліем. Што тычыцца атмасферы, то яна можа быць прадстаўлена ў выглядзе газападобнага вадароду з прымешкай гелія і іншых газаў.

Якія метабалічныя працэсы могуць быць пры такіх умовах, сучасная навука пакуль не ў стане змадэляваць. Аднак такі кірунак эвалюцыі жыцця цалкам дапушчальна. Як даказвае час, чалавецтва пастаянна сутыкаецца з пашырэннем межаў нашага разумення навакольнага свету і жыцця ў ім.