OXIGENO

    Es un elemento gaseoso ligeramente magnético, incoloro, inodoro e insípido. El oxígeno es el elemento más abundante en la Tierra. Fue descubierto en 1774 por el químico británico Joseph Priestley e independientemente por el químico sueco Carl Wilhelm Scheele; el químico francés Antoine Laurent de Lavoisier demostró que era un gas elemental realizando sus experimentos clásicos sobre la combustión.

Propiedades y estado natural

    El oxígeno gaseoso se condensa formando un líquido azul pálido fuertemente magnético. El oxígeno sólido de color azul pálido se obtiene comprimiendo el líquido. La masa atómica del oxígeno es 15,9994; a la presión atmosférica, el elemento tiene un punto de ebullición de -182,96 °C, un punto de fusión de -218.4 °C y una densidad de 1,429 g/l a 0 °C.

    El oxígeno constituye el 21% en volumen o el 23,15% en masa de la atmósfera, el 85,8% en masa de los océanos (el agua pura contiene un 88,8% de oxígeno), el 46,7% en masa de la corteza terrestre (como componente de la mayoría de las rocas y minerales). El oxígeno representa un 60% del cuerpo humano. Se encuentra en todos los tejidos vivos. Casi todas las plantas y animales, incluyendo los seres humanos, requieren oxígeno, ya sea en estado libre o combinado, para mantenerse con vida. Véase Respiración.

    Se conocen tres formas estructurales del oxígeno: el oxígeno ordinario, que contiene dos átomos por molécula y cuya fórmula es O2; el ozono, que contiene tres átomos por molécula y cuya fórmula es O3, y una forma no magnética azul pálida, el O4, que contiene cuatro átomos por molécula, y se descompone fácilmente en oxígeno ordinario. Se conocen tres isótopos estables del oxígeno: el oxígeno 16 (de masa atómica 16) es el más abundante. Representa un 99,76% del oxígeno ordinario y se utilizó en la determinación de las masas atómicas hasta la década de 1960 (véase Átomo).

    El oxígeno se prepara en el laboratorio a partir de ciertas sales como el clorato de potasio, el peróxido de bario y el peróxido de sodio. Los métodos industriales más importantes para la obtención de oxígeno son la electrólisis del agua y la destilación fraccionada de aire líquido. En este último método, se licúa el aire y se deja evaporar. En el aire líquido, el nitrógeno es más volátil y se evapora antes, quedando el oxígeno en estado líquido. A continuación el oxígeno se almacena y se transporta en forma líquida o gaseosa.

    El oxígeno está presente en muchos compuestos orgánicos e inorgánicos. Forma compuestos llamados óxidos con casi todos los elementos, incluyendo algunos de los gases nobles. La reacción química en la cual se forma el óxido se llama oxidación. La velocidad de la reacción varía según los elementos. La combustión ordinaria es una forma de oxidación muy rápida. En la combustión espontánea, el calor desarrollado por la reacción de oxidación es suficientemente grande para elevar la temperatura de la sustancia hasta el punto de producir llamas. Por ejemplo, el fósforo combina tan vigorosamente con el oxígeno, que el calor liberado en la reacción hace que el fósforo se funda y arda. Algunas sustancias finamente divididas presentan un área tan grande de superficie al aire, que arden formando llamas por combustión espontánea; a éstas se las llama sustancias pirofóricas. El azufre, el hidrógeno, el sodio y el magnesio combinan con el oxígeno menos energéticamente y sólo arden después de la ignición. Algunos elementos como el cobre y el mercurio reaccionan lentamente para formar los óxidos, incluso cuando se les calienta. Los metales inertes, como el platino, el iridio y el oro únicamente forman óxidos por métodos indirectos. (Para mayor información sobre los óxidos, ver los artículos correspondientes a cada elemento).

Aplicaciones

    Se usan grandes cantidades de oxígeno en los sopletes para soldar a alta temperatura, en los cuales, la mezcla de oxígeno y otro gas produce una llama con una temperatura muy superior a la que se obtiene quemando gases en aire. El oxígeno se le administra a pacientes con problemas respiratorios y también a las personas que vuelan a altitudes elevadas, donde la baja concentración de oxígeno no permite la respiración normal. El aire enriquecido con oxígeno se utiliza para fabricar acero en los hornos de hogar abierto.

    El oxígeno de gran pureza se utiliza en las industrias de fabricación de metal. Es muy importante como líquido propulsor en los misiles teledirigidos y en los cohetes.

    Constituye aproximadamente la mitad del peso de la corteza terrestre, sus aguas y su atmósfera. Libre constituye el 23% en peso del aire seco. El aire es una mezcla de cuatro partes de Nitrógeno y una parte de Oxígeno con menos de 1% de gases nobles y cantidades variables de vapor de agua y dióxido de carbono. Su compuesto más abundante es el agua.

En condiciones normales es un gas incoloro, inodoro e insípido.

    Las fuentes de oxígeno más baratas  y abundantes son el aire y el agua. Los principales métodos para su obtención son:

    Destilación Fraccionada del Aire líquido.

    Electrólisis del agua.

    Descomposición del Clorato Potásico.

REACCIONES DEL OXIGENO.

   El Oxigeno es un no-metal moderadamente activo, cuya electronegatividad ocupa el segundo lugar entre todos los elementos. Se combina directamente con todos los elementos, excepto con los metales nobles, como plata, oro, y platino. Entre los no metales, no se combinan directamente con el oxigeno los gases nobles del grupo 0 y los halógenos del grupo VII, altamente electronegativo, reacciona con facilidad con el carbono, azufre y fósforo.

FORMACION DE OXIDOS METALICOS O BASICOS.

   Aunque la oxidación es lenta, si se calienta un metal, pude producirse la combustión. El sodio arde fácilmente en el aire, formando, en lugar del oxido, el peróxido.

2Na  +  O2   ------- Na2 O2

    El magnesio y los alcalinos-térreos del grupo II se oxidan o arden formando los óxidos normales.

2Mg  +  O2   --------2MgO

   El polvo del aluminio arde violentamente en el aire.

4Al  +  3O2--------2Al O3

   El hierro se oxida formando el familiar oxido de hierro (III).

4Fe  +  302 --------2Fe2 O3

OXIDOS ACIDOS

   Los óxidos de los metales son óxidos acidos. El carbono, el azufre y fósforo  arden fácilmente, formando dióxido de carbono, dióxido de azufre y pentoxido de fósforo, respectivamente:

   C  +  02  -------C02

         S  +  02  --------SO2

             4P  +  502   ------2P2 05

LA COMBUSTION DEL HIDROGENO. La combustión del hidrógeno es un reacción fuertemente exotérmica:

2H2  +  02  ------2H2 0

 COMBUSTION DEL CARBONO Y SUS COMPUESTOS.         Este elemento forma dos óxidos: el monoxido,  CO  y el dióxido, CO   . El primero contiene, relativamente, mas carbono y menos oxigeno que el ultimo.

               2C  +  02   ------2CO

   E l  suministro de oxigeno(aire) es abundante, el monoxido arde, a su vez, produciendo el dióxido:

             2CO  +  02   ------2CO2