Chu trình oxy trong tự nhiên

Nó chính thức được công nhận rằng vào năm 1774 nhà hóa học người Anh Joseph Priestley phát hiện ra oxy (O2). Kết quả của thí nghiệm được thực hiện trong một bình kín có thủy ngân oxit, dưới ảnh hưởng của tia mặt trời trực tiếp bởi ống kính, sự phân hủy của nó đã diễn ra: 2HgO → O2 ↑ + 2Hg. Chất khí này được đặc trưng bởi mật độ trong điều kiện bình thường là 0.00142897 g / cm³, thể tích mol 14,0 cm³ / mol, điểm nóng chảy là-218,2 ° C và điểm sôi> 182,81 ° C. Khối lượng phân tử là 15.9994 g / mol. Các đặc tính chính của oxy là khả năng oxy hóa các chất khác nhau. Là một kim loại hoạt động không kim loại, O2 tương tác với tất cả các kim loại với sự hình thành các oxit bazơ và amphoteric, cũng như với tất cả các phi kim loại (trừ halogen), dẫn đến oxit tạo thành axit hoặc không có muối.

Oxy là một phần của hơn một nửa rưỡi chất, vì nó là thành phần hóa học phổ biến nhất trên trái đất. Nó là một phần của các hợp chất hóa học khác nhau (có hơn một nửa rưỡi). Trong lớp vỏ rắn, hàm lượng O2 là 47,4%. Trong nước biển và nước ngọt , phần của nó trong nhà nước ràng buộc chiếm 88,8% khối lượng. Trong khí quyển, oxy trong trạng thái tự do, phân lượng khối lượng của nó là khoảng 21%, và tỷ lệ phần trăm của nó là 23,1%. Nó là thành phần quan trọng nhất của các chất hữu cơ có trong mỗi tế bào sống. Theo khối lượng trong đó nó chiếm 25%, và trọng lượng 65%. Chu trình oxy trong tự nhiên là do hoạt động hóa học của nó.

Một chu kỳ là một loạt các thay đổi trong một chất, như là một kết quả của nó quay trở lại điểm xuất phát, và toàn bộ con đường được lặp lại. Chu trình oxy là một phong trào biogeochemical. Thông qua nó, O2 đi qua tổng sinh học của tất cả các hệ sinh thái (sinh quyển hoặc khu vực sinh sống trên trái đất) và môi trường phi sinh học (khí quyển, khí quyển và khí quyển). Chu trình oxy mô tả sự chuyển động của nó trong thủy quyển (khối lượng nước ngầm và trên bề mặt), không khí (không khí), sinh quyển (tổng toàn cầu của tất cả các hệ sinh thái) và thạch quyển (vỏ trái đất). Các vi phạm của chu trình này trong thủy quyển có thể dẫn đến sự phát triển các vùng ôxy thấp (O2) thấp trong các hồ lớn và đại dương. Các yếu tố lái xe chính là quang hợp.

Hệ sinh thái (hệ sinh thái) có nhiều chu trình sinh học hoạt động trong thành phần của chúng. Ví dụ, chu kỳ nước, sự lưu thông của oxy, chu trình của nitơ, cacbon, vv Tất cả các nguyên tố hóa học đi qua con đường, là một phần của chu trình sinh học. Chúng là một phần không thể tách rời của sinh vật sống, nhưng cũng di chuyển qua các môi trường phi sinh thái của các hệ sinh thái. Nước này (thủy quyển), lớp vỏ trái đất (thạch quyển) và không khí (khí quyển). Sinh vật sống tràn vào vỏ trái đất, được gọi là sinh quyển. Tất cả các chất dinh dưỡng, chẳng hạn như carbon, nitơ, oxy, phosphorus và lưu huỳnh, được sử dụng bởi chúng và là một phần của hệ thống kín, do đó chúng được tái chế, không bị mất và không bổ sung liên tục, ví dụ như trong một hệ thống mở.

Hồ chứa lớn nhất của O2 (99.5%) là vỏ trái đất và lớp vỏ của Trái đất, nơi chứa trong khoáng chất silicat và oxit. Chu trình oxy chỉ cung cấp một phần nhỏ O2 tự do vào sinh quyển (0,01%) và vào khí quyển (0,36%). Nguồn O2 không khí trong bầu khí quyển chính là quang hợp. Sản phẩm của nó là các chất hữu cơ và oxy tự do, được hình thành từ carbon dioxide và nước: 6CO2 + 6H2O + năng lượng → C6H12O6 + 6O2.

Các loài thực vật trên cạn, cũng như thực vật phù du của đại dương, đáp ứng với chu trình oxy trong bầu sinh quyển. Cyanobacteria tím xanh (tảo lục xanh) Kháng cầu muối, kích thước 0,6 micron, được phát hiện vào năm 1986. Chúng chiếm hơn một nửa số sản phẩm quang hợp trong đại dương. Một nguồn bổ sung oxy khí quyển tự do là hiện tượng photolysis (một phản ứng hóa học tiến hành dưới tác động của các photon). Kết quả là nước trong không khí và oxit nitơ sẽ tách ra thành các nguyên tử thành phần, hydro (H) và nitrogen (N) loại bỏ không gian, và O2 vẫn còn trong khí quyển: 2H2O + năng lượng → 4H + O2 và 2N2O + năng lượng → 4N + O2. Oxy tự do của khí quyển được tiêu thụ bởi các sinh vật sống trong quá trình hô hấp và phân rã. Thạch quyển sử dụng O2 tự do như là kết quả của thời tiết hóa học và phản ứng bề mặt. Ví dụ, nó được sử dụng để tạo ra các oxit sắt (rỉ): 4FeO + O2 → 2Fe2O3 hoặc oxit của các kim loại khác và phi kim.

Chu trình oxy cũng bao gồm một chu kỳ giữa tầng sinh quyển và thạch quyển. Sinh vật biển trong sinh quyển là nguồn canxi cacbonat (CaCO3), giàu O2. Khi cơ thể chết, vỏ của nó được thực hiện ở vùng nước cạn của đáy biển, nơi nó được đặt trong một thời gian dài và tạo thành đá vôi (một lớp đá trầm tích vỏ trái đất). Các quá trình phong hoá bắt nguồn từ sinh quyển cũng có thể trích ôxy tự do từ thạch quyển. Thực vật và động vật lấy các chất dinh dưỡng từ đá trầm tích và giải phóng oxy.