Löytää happea luonnossa. Hapen sykli luonnossa

Koska kemian ilmestyminen ihmiskunta on ymmärtänyt, että kaikki ympärillä on aine, joka sisältää kemiallisia elementtejä. Erilaisia aineita ovat erilaiset yksinkertaisten elementtien yhdisteet. Tähän mennessä 118 kemikaalia on löydetty ja sisällytetty D. Mendelejevin jaksoittaiseen taulukkoon. Heistä on joukko johtavia lukuja, joiden läsnäolo määritteli orgaanisen elämän ilmeen maapallolla. Tämä luettelo sisältää: typpi, hiili, happi, vety, rikki ja fosfori.

Happi: etsinnän historia

Kaikki nämä elementit, samoin kuin monet muutkin, vaikuttivat planeettamme elämän kehittymiseen siinä muodossa kuin me nyt tarkkailemme. Kaikkien hapen komponenttien joukossa on enemmän luonnollisia kuin muut elementit. Happi kuin erillinen elementti löydettiin 1. elokuuta 1774 Joseph Priestley. Kokeessa, jossa saatiin ilmaa elohopean asteikosta lämmittämällä tavanomaisella linssillä, hän havaitsi, että kynttilän palovammoja on epätavallisen kirkas liekki.

Jo pitkään Priestley yritti löytää kohtuullisen selityksen tästä. Tuo ilmiö sai tuolloin "toisen ilma". Aiemmin sukellusveneen K. Drebbelin keksijä 1700-luvun alussa eristetty happea ja käytti sitä hengittämään keksinnöstään. Mutta hänen kokeilunsa ei vaikuttanut ymmärtämään, mikä hapen osuus merkitsee elävien organismien energianvaihdossa. Kuitenkin tutkijat, jotka löysivät virallisesti happea, tunnustivat ranskalainen kemisti Antoine Laurent Lavoisier. Hän toisti Priestleyn kokeilun ja huomasi, että tuloksena oleva kaasu on erillinen elementti.

Happi vuorovaikuttaa lähes kaikkien yksinkertaisten ja monimutkaisten aineiden kanssa, lukuun ottamatta inerttejä kaasuja ja jalometalleja.

Löytää happea luonnossa

Planeetan kaikista osista happi on suurin. Hapen jakautuminen luonnossa on hyvin vaihteleva. Se on läsnä sekä liitetyssä muodossa että vapaana muodossa. Pääsääntöisesti, koska se on voimakas hapettimen, se pysyy sidotussa tilassa. Hapen läsnäolo luonnossa erillisenä sidottuna elementtinä kiinnittyy vain planeetan ilmakehään.

Sisältyy kaasuina ja se on kahden happiatomin yhdistelmä. Se on noin 21% ilmakehän kokonaistilavuudesta.

Ilmassa oleva happi, sen tavanomaisen muodon lisäksi, on isotrooppinen muoto otsonina. Otsonimolekyyli koostuu kolmesta happiatomista. Taivaan sininen väri liittyy suoraan tämän yhdisteen esiintymiseen ilmakehän yläkerroksissa. Otsonin ansiosta Auringon kova aaltoviiva absorboi eikä pääse pinnalle.

Jos otsonikerrosta ei ole, orgaaninen elämä tuhoutuisi, kuten paistamista ruokaa mikroaaltouunissa.

Planeetan hydrosfäärissä tämä elementti on kytkettynä kahtena vedyn molekyylien kanssa ja muodostaa vettä. Osien, merien, jokien ja pohjavesien hapen osuus arvioidaan noin 86-89% ottaen huomioon liuenneet suolat.

Maaperän kuoressa happi on sidotussa muodossa ja se on yleisin elementti. Sen osuus on noin 47%. Hapen läsnäolo luonnossa ei ole rajoitettu planeetan kuoreihin, tämä osa on osa kaikkia orgaanisia olentoja. Sen osuus keskimäärin on 67 prosenttia kaikkien elementtien kokonaismassasta.

Happi on elämän perusta

Suuren oksidatiivisen aktiivisuuden vuoksi happi yhdistetään helposti useimpien aineiden ja aineiden kanssa muodostaen oksideja. Elementin korkea hapettumisvoima mahdollistaa kaiken tunnetun polttoprosessin. Happi on myös mukana hitaissa hapettumisprosesseissa.

Luonnon hapen rooli voimakkaana hapettimena on elintärkeiden elintärkeiden aktiivisuuden prosessissa välttämätön. Tämän kemiallisen prosessin takia aineiden hapettuminen tapahtuu energian vapautumisen myötä. Sen elävät organismit käyttävät elintärkeitä toimintojaan.

Kasvit - hapen lähde ilmakehässä

Ilmakehän muodostumisen alkuvaiheessa planeetallamme olemassa oleva happi oli sidotussa tilassa hiilidioksidina (hiilidioksidina). Ajan myötä kasveja, jotka voivat imeä hiilidioksidia.

Tämä prosessi tuli mahdolliseksi johtuen fotosynteesin ilmenemisestä. Ajan myötä kasvien elämässä miljoonien vuosien ajan maapallon ilmakehässä kertyi runsaasti vapaata happea.

Tutkijoiden mukaan aiemmin sen massaosuus oli noin 30%, 1,5 kertaa enemmän kuin nykyään. Kasveja, sekä aiemmin että nyt, vaikuttivat merkittävästi luonnollisen hapen kierrosta, mikä varmisti planeettamme monipuolisen kasviston ja eläimistön.

Hapen merkitys luonnossa ei ole vain valtava, vaan tärkeintä. Eläinmaailman metabolinen järjestelmä perustuu selkeästi hapen läsnäoloon ilmakehässä. Poissaolonsa aikana elämä tulee mahdottomaksi siinä muodossa kuin tiedämme. Planeetan asukkaat pysyvät vain anaerobisina (kykenevät elämään ilman happea) eliöitä.

Luonnon happipyöräily on varmistettu sillä, että se on kolmessa eri tilassa yhdessä muiden elementtien kanssa. Koska se on voimakas hapettimen, se siirtyy helposti vapaasta muodosta toiseen. Ja vain sen vuoksi, että kasvit, jotka hajottivat hiilidioksidia fotosynteesin avulla, on vapaassa muodossa.

Eläinten ja hyönteisten hengittämismenetelmä perustuu hapettumis-pelkistysreaktioiden aikaansaamien sitoutumattomien happojen aikaansaami- seen ja sen jälkeen energian tuottamiseen organismin elintärkeän aktiivisuuden varmistamiseksi. Hapen läsnäolo luonteeltaan, sidottuina ja vapaana, tarjoaa koko elämän koko elämästä planeetalla.

Planeetan evoluutio ja "kemia"

Elämän kehitys planeetalla perustui Maan ilmakehän koostumuksen ominaisuuksiin, mineraalien koostumukseen ja veden läsnäoloon nestemäisessä tilassa. Kuoren, ilmakehän ja veden saatavuuden kemiallinen koostumus on tullut pohjaksi elämän alkuperälle planeetalle ja on määrittänyt elävien organismien kehityksen suunnan.

Maapallon käytettävissä olevan "kemian" perusteella evoluutio on tullut hiilen orgaaniseen elämään veden pohjalta kemikaalien liuotinaineena sekä hapen käyttämisenä hapettimena energian tuottamiseksi.

Erilainen kehitys

Tässä vaiheessa modernit tieteet eivät kumoa elämän mahdollisuutta muissa ympäristöissä, jotka poikkeavat maanpäällisistä olosuhteista, joissa piitä tai arseeniä voidaan käyttää perustaksi orgaanisen molekyylin rakentamiselle. Nestemäinen väliaine liuottimena voi olla nestemäisen ammoniakin ja heliumin seos. Ilmakehän osalta sitä voidaan kuvata kaasumaiseksi vedyksi heliumin ja muiden kaasujen seoksella.

Mitä aineenvaihduntaprosesseja voi olla tällaisissa olosuhteissa, nykytieteessä ei ole vielä mallinnusta. Tämä elämänkehityksen suunta on kuitenkin täysin sallittu. Ajan myötä ihmiskunta joutuu jatkuvasti kohtaamaan ympäröivän maailman ja sen elämää koskevan käsityksen rajat.