Oksijen
Oksijen, renksiz ve kokusuz bir gazdır. Havanın beşte birini oluşturan oksijen doğada en yaygın bulunan elementtir. Kimyasal simgesi O, atom numarası 8 ve atom ağırlığı 15,9994’tür. Oksijenin kalsiyum ve silisyum gibi maddelerle oluşturduğu bileşikler (karışımlar) yerkabuğunun neredeyse yarısını oluşturur. Solunum sırasında ciğerlere çekilen oksijeni, akyuvarlar kan dolaşımı yoluyla
sürekli olarak hücrelere taşır; oksijenin buralarda besin maddeleriyle birleşmesi sonucunda, vücut için gerekli olan enerji ortaya çıkar.
Canlılar birkaç dakikadan çok oksijensiz yaşayamazlar. Çok yükseklere tırmanan dağcılar, bu kesimlerde havanın seyrelmesi ve doğal oksijenin azalması yüzünden, gerektiğinde kullanmak için katışıksız oksijen dolu tüpler taşırlar. Solunumlarını kolaylaştırmak için, hastalar bazen oksijen çadırına alınır; ama katışıksız oksijen bir süre tek başına solunursa zehirleyici etkide bulunur. Suda da oksijen vardır ve balıklar solungaçlarıyla aldıkları, suda çözünmüş oksijenden yararlanarak solurlar. Dalgıçlar sualtında çalışırken soluyacakları oksijeni tüp içinde taşırlar; çok yüksekte uçan uçaklarda ve uzay araçlarında da oksijen taşınması gerekir.
Yanma için oksijen gereklidir. Havada yanan bir madde oksijende daha da iyi yanar. Oksijen dolu bir cam kavanozda mum daha parlak bir alev verir; ucu korlaşmış bir odun parçası ise alevler saçarak yanar.
Oksijeni 1772’de İsveçli kimyacı Cari Wilhelm Scheele (1742-86), ondan bağımsız olarak da 1774’te İngiliz bilgin Joseph Priestley keşfetti; ama bu keşfi ilk açıklayan Priestley oldu. Fransız kimyacı Antoine Lavoisier karbon ve kükürt gibi maddeleri bu yeni gazda yaktı; sonuçta ortaya çıkan külü ve gazı suyla çalkaladığında asit oluştuğunu gördü. Bu nedenle de bu yeni gaza 1777’de, “asit yapan” anlamına gelen Yunanca sözcüklerden türettiği oksijen adını verdi. Lavoisier bu adı verirken, oksijenin bütün asitlerde var olduğunu sanmaktaydı; bunun yanlış olduğu sonraları anlaşıldı. Yanmanın aslında, yanan madde ile oksijenin kimyasal olarak birleşmesi demek olduğunu ilk gösteren de yine Lavoisier’di.
Oksijen hemen hemen bütün elementlerle birleşip oksit olarak bilinen maddeleri oluşturur, ayrıca pek çok karmaşık bileşikte de yer alır. Kibrit başlarında ve havai fişeklerde bulunan potasyum klorat; barutta kullanılan potasyum nitrat (güherçile); suda çözülerek dezenfektan olarak kullanılan potasyum permanganat gibi bazı maddeler ısıtıldıklarında oksijen çıkarır.
Bir elementin oksijenle birleşmesine oksitlenme ya da yükseltgenme denir. Hidrojen yandığı zaman yükseltgenir ve hidrojen oksit, yani su, karbon yükseltgendiğinde ise karbon dioksit oluşur. Alevdeki yanma gerçekte çok hızlı bir yükseltgenmedir. Bir benzin motorunun silindirlerinde benzin buharı hızla yanar ve sonuçta karbon dioksit ve su ile birlikte çok miktarda ısı açığa çıkar. Bir maddeden oksijen açığa çıktığında yükseltgemjıenin tersi oluşur ve bu tepkimeye indirgenme denir. Örneğin, demir ya da çinko gibi metaller cevherlerinden elde edilirken indirgenme olur.
Sudan elektrik akımı geçirilirse, ELEKTROLİZ maddesinde açıklandığı gibi, hidrojen ve oksijen kabarcıkları çıkar. Bu yöntem, elektriğin su enerjisine dayalı olarak ucuza üretildiği ülkelerde oksijen elde etmek için kullanılır. Ama oksijen genellikle havadan, HAVA maddesinde anlatılan yöntemle elde edilir. Sanayide kullanılan oksijen çelik tüpler içinde sıvı ya da gaz halinde bulunur.
Sanayide Oksijen
Oksijenin en önemli kullanım alanlarından biri çelik sanayisidir. Yakıtlar oksijende yakılırsa aşırı derecede sıcak bir alev elde edilir. Bir oksiasetilen hamlacında alev sıcaklığı 3.000°C’ye kadar çıkabilir. Oksiasetilen aleviyle çelik, alüminyum ve dökme demir gibi metaller ısıtılabilir, kesilebilir ya da kaynatılabilir. Oksijen ve hidrojen karışımının yakılmasıyla elde edilen oksihidrojen alevinde sıcaklık yaklaşık 2.400°C’dir ve bu alev, örneğin batık gemileri kurtarmak ya da batıktan mal çıkarmak gerektiğinde, sualtında çeliği kesmek için kullanılabilir.
Gözenekli bir yapısı olan odunkömürüne ya da kolayca yükseltgenebilen başka bir maddeye sıvı oksijen emdirilerek güçlü patlayıcılar yapılabilir. Bu tür patlayıcılar belli bir süre içinde kullanılmazsa, oksijen buharlaştığından, patlamaz hale gelir. Oksijen ayrıca, amonyağın oksitlenmesiyle nitrik asit elde edilmesinde ve pek çok organik maddenin üretiminde kullanılır.
Ozon
Her oksijen molekülünde normal olarak iki atom bulunur (O2); oysa ozon, her molekülünde üç atom bulunan bir oksijen biçimidir. Ozon (O3), havadan elektrik geçirildiği zaman oluşur; kuvvetli bir deniz yosunu kokusu vardır. Ozon sözcüğü, “kötü kokmak” anlamındaki, Yunanca ozein fiilinden türetilmiştir. Zararlı mikroorganizmaları öldürdüğü ve koku bırakmadığı için, ozon suyun arıtılmasında kullanılır. Tiyatro, konser salonu gibi kalabalık yerlerde atmosferdeki mikro organizmaları yok etmek için klima havasına ozon karıştırılır. Ozon güçlü bir yükseltgeyicidir ve katışıksız haldeyken kauçuk ve mantar gibi maddeleri etkiler.
