원자번호 8, 생명을 유지 그리고 태우는 산소(Oxygen)

산소는 생명체의 에너지이다. 탄소가 생명의 기반이고 질소가 생명체를 키운다면 산소는 생명의 연료일 수도 있지만 실제로는 불쏘시개가 맞겠다. 산소의 가장 큰 역할은 유기물과의 반응성이 큰 산소의 능력으로 모든 생명체의 생명을 유지시킨다. 

 

Oxygen

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1. 산소의   역할

산소의 연소

산소의 가장 크고, 중요하고 치명적인 역할이다. 냉장고 속의 사과에서부터 보일러, 캠핑장의 불멍도, 숯불고깃집의 숯을 태우는 것도, 도로를 달리는 자동차도, 봄철 일어나는 산불도, 전기를 생산해 내는 발전소에서 매일 일어나는 일은 산소의 연소 작용이다. 즉, 산소와 반응하는"산화"라고 하겠다.

 

4Fe + 3O2 => 2 Fe2 O3 ,

철이 녹스는 과정에도 산소가 일을 한다.

 

C + O2 => 에너지 +  CO2,

나무를 태우거나 화력발전소에서 연료를 태우며 발전을 하고 이산화탄소를 낸다.(안타깝게도 이러한 화학반응이 지구온난화의 주범이다)

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헤모글로빈과 산소

붉은색의 단백질(헤모글로빈)과 결합한 산소는 생명체의 혈액을 따라 조직과 세포에 운반되어 포도당을 분해해서 에너지 생산을 하게 한다. 우리 인간은 산소를 호흡한다고 하지만 실제로 산소는 뇌나 몸이 필요한 에너지를 만들고 운반하는 것이다. 

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심폐소생술 - 산소공급
인간에게 산소가 부족해지면 4~5분이 지나면  뇌사 상태에 빠지고, 10분 뒤면 사망한다. 즉, 사람의 심장이 멈추면 5분 내에 심폐소생술, 기본구급법을 실시해야 한다. 심폐소생술(CPR)을 조치하면 생존율이 2~3배나 오른다. 전 국민이 심폐소생술의 기본구급법을 기본으로 배우게 하는 정책이 필요하다.

 

그래서 비행기에는 비상 산소발생기가 있고 병원에는 고압의 산소탱크가 있다.

심폐소생술
CPR(cardio-pulmonary resuscitation)
심장의 기능이 정지하거나 호흡이 멈추었을 때 사용하는 응급처치이다.

기본 구급법은 

기도 열기 - 목을 젖히고 입을 벌린다.

인공호흡 - 마우스 to 마우스가 효과적이다.

가슴 압박 - 인공호흡과 같이 조치한다.

 

산소 용접기

산소아세틸렌 용접이라고도 한다. 산소와 아세틸렌의 반응 시 발생하는 열을 이용하여 국지적인 용융이 되도록 온도를 높여주어 금속의 용접을 하거나 절단한다.  

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산소중독과 다이버

고농도의 산소를 장기간 들이킬 때 인체에 해로운 영향을 끼치는 증상으로  산소의 부분압이 0.6 대기압 이상인 기체를 장시간 호흡하면 중독의 위험이 생기기 시작한다. 중추신경계, 폐병변으로 인한 호흡곤란, 눈의 망막에 변화가 발생한다. 그래서 잠수시 다이버는 순수산소가 아닌 공기를 사용한다.

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2. 산소, O (Oxygen)

원자번호 : 8
양성자 수 : 8
원자량 : 15.999
16O : 99.7%,

산소원자

 

동소체 O3(오존, Ozone)

한 종류의 원소로 구성되나 성질이 다른 산소 동소체인 오존은 성층권에 있으면  자외선을 막아주지만 대기 중에 들어오면 산소보다도 훨씬 강력한 산화제로의 역할을 하며 대기오염물질이 된다. 그 강력한 산화력은 살균, 악취제거의 능력으로 수돗물 정화에도 사용된다.  

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산소는 어디에
공기 중에 가장 많은 게 질소라면 지구상에 가장 풍부 한 원소는 산소이다. 공기 중에 21%나 있고, 바다 무게의 86%가 산소의 무게이며 지각의 무게의 반은 산소의 무게이다. 당연히 바다나 지각의 산소는 순수산소가 아닌 산소화합물이다(H2O도 산소화합물이다)

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누가 산소를 얼마나 만드나?

공기 중의 순수산소는 대부분 광합성 작용으로 만들어지는데, 바다의 식물성 플랑크톤과 조류가 75%를 만든다. 우리가 바다의 오염을 지켜야 하는 이유이다. 그리고 땅 위의 식물이 25%를 만든다. 식물은 어느 한계의 온도가 되면 광합성(더 이상 산소를 만들지 못한다)을 멈춘다. 우리가 지구온난화를 막아야 하는 이유이다.

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광합성으로 생성되는 산소

6CO2 + 12 H2 O + 광자(빛) => C6 H12 O6 + 6O2 + 6 H2O,

6개의 이산화탄소와 12개의 물에 광자를 받아

1개의 포도당과 6개의 산소를 만드는 과정이다.

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액체산소

-183°C에서 산소는 액체가 된다. 아름답고 창백한 아름다움을 가진 파란빛이 돈다. 다음은 또 다른 불소시개 불소원소를 알아본다.

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