Oksijen (O)

Alm. Saurestof (m), Fr. Oxygéne (m), İng. Oxygen. Elementler içinde çok bol bulunanı olduğu hâlde,
eski kimyâcıların gözünden kaçan renksiz, kokusuz ve tatsız bir gaz. İlk defâ 1774 yılında J.Priestley
tarafından, cıva oksidin ısıtılması ile elde edildi. 1781’de Lavoisier, oksijenin, havada bulunan ve
yanmayı hâsıl eden bir madde olduğunu bildirdi. Bu maddeye, asit yapısı anlamına gelen oxygenıum
ismini verdi. Çünkü Lavoisier, bütün asitlerin oksijen ihtivâ ettiğini sanıyordu.
Bulunuşu: Atmosfer, hacim olarak % 21, ağırlıkça % 23,2 oksijen ihtivâ eder. Su, ağırlıkça % 88,8
oksijen bulundurur. Yer kabuğunun ise % 50’sini teşkil eder. Oksijen, serbest hâlde, havada, suda,
çözünmüş olarak ve toprak içinde en çok nitrat, fosfat ve karbonat hâlinde yer kabuğu içinde bulunur.
Özellikleri: Kimyâda “O” sembolüyle gösterilir. Atom numarası 8 olan oksijenin tabiatta kütle
numaraları 16 (% 99,76), 17 (% 0,04) ve 18 (% 0,20) olan üç izotopu vardır. Oksijenin atom ağırlığı 16
olarak kabul edilir. (Karbon atomunun ağırlığı 12 kabul edildiği zaman, oksijenin atom ağırlığı
15,9994’tür). Kütle numaraları 14, 15 ve 19 olan izotopları radyoaktiftir. Fakat bu radyoaktif izotopların
ömrü oldukça kısadır. Yarılanma müddetleri; 014’ün 72 sâniye, 015’in 2,1 dakika 019’un ise 29 sâniyedir.
Oksijenin çekirdeğinde 8 proton bulunmaktadır. İki yörüngesi olan oksijenin en dış yörüngesinde altı
elektron bulunmaktadır. Kimyâ reaksiyonlarının hemen hemen hepsinde iki elektron alarak (2-) hâle
geçer. Oksijen, normal sıcaklıkta pasif olduğu hâlde, yüksek sıcaklıkta aktiftir.
Serbest hâlde O2 moleküler yapısına sâhip olan oksijen havadan 1,1053 defâ daha ağırdır. Oksijenin
sudaki çözünürlüğü, 100 ml suda 2,8 ml’dir (20°C). Bu çözünme olayı balıklar için zarûridir. Oksijenin
kritik sıcaklığı -118,8°C’dır. Oksijen, bu sıcaklığın üzerinde sıvılaşmaz. Yâni sâdece basınçla
sıvılaştırılamaz.
Oksijenin kritik basıncı 49,7 atmosferdir. Bir atmosfer basınçtaki erime noktası -218,8°C ve kaynama
noktası -183°C’dir. Belli miktardaki oksijen, katı ve sıvı hâllerinin her ikisinde de şeffaf ve açık mavidir.
Sıvı oksijen, kuvvetli manyetiktir. Şâyet sıvı oksijenin bir atmosfer basıncındaki bir hacmi, normal
şartlar altında (760 mm Hg ve 20°C) buharlaştırılırsa, buharın hacmi, sıvı hacminin 860 misli olur. Katı
oksijenin yoğunluğu -252,5°C’de 1,426 g/cm3tür. Sıvı oksijenin yoğunluğu -183°C’de 1,143 g/cm3tür.
0°C’deki gaz oksijenin yoğunluğu 1,429 g/l’dir. Metallerin çok azı, sıvı hâldeyken oksijen absorblar
(emer). Absorblanan bu oksijen, metal katılaşırken tekrar metali terk eder.
Bileşikleri: Oksijenin en önemli bileşiği sudur (H2O). Kükürt dioksit (SO2) ve karbondioksit (CO2) gibi
ametal oksitler; alkol, aldehit ve karboksilli asitler gibi organik bileşikler; sülfürik asit (H2SO4), nitrat
asidi(HNO3) gibi mineral asitler oksijenin kovalent bağ oluşturduğu bileşiklerdir. Oksijenin metallerle
yaptığı bileşikler iyonik bileşiklerdir. Tabiatta bulunan birçok kıymetli mineral, (hematit (Fe2O3), küprit
(Cu2O), alumin (Al2O3) kalsiyum oksit (CaO) gibi) oksijen ihtivâ eder.
Elde edilişi:
1. Suyun elektrolizinden elde edilir. Az miktarda baz veya asit ilâve edilmiş saf su elektroliz edilirse,
anotta, çok saf oksijen elde edilir.
2. Laboratuvarda, potasyum kloratın (KClO3) mangandioksit (MnO2) ile ısıtılmasından elde edilir.
3. Potasyum permanganat ile hidrojen peroksit, asitli ortamda oksijen verir.
4. Endüstride, havadan elde edilir. Hava, sıvı hâle getirilir. Sıvı havanın franksiyonlu destilasyonunda
önce azot buharlaşır, geriye % 99,5 saflıkta oksijen kalır.
5. Yine endüstride, çok saf oksijen, baryum peroksidin (BaO2) 800°ye kadar ısıtılmasından elde edilir.
Kullanılışı: Hidrojen ve asetilen gibi yanıcı gazlarla birleştirilerek kaynakçılıkta kullanılır. Bu alevin
sıcaklığı yaklaşık 4000°C olduğu için, metal yüzeylerini eriterek, metalleri birbirine mevzi alarak
birleştirir.
Bu sıcaklıktan faydalanılarak, metaller ve çelikler kesilir. Kaynakçılıkta ve kesme işleminde kullanılan
oksijen, % 95,5 saflıktadır. Bu oksijen, tıpta oksijen tedâvisinde kullanılır. Roketlerin tahrikinde,
dalgıçların su altında çalışmalarında, su gazı îmâlinde, yüksek fırınlarda sentetik taşların îmâlinde,
kimyevî sentezlerde kullanılır.
Oksijen çevrimi: Oksijenin değişik biçimlere dönüşerek tabiatta devamlı dolaşımıdır. Oksijen havada
gaz hâlinde suda ise bileşik olarak bulunur. İnsanlar, hayvanlar ve bâzı bitkiler teneffüs yoluyla
aldıkları oksijeni karbondioksit hâlinde havaya veya suya geri verirler. Daha sonra algler ve yeşil
bitkiler aldıkları karbondioksidi fotosentez yoluyla karbonhidratlara dönüştürürler. Bu arada yan ürün
olarak da oksijen açığa çıkar. Dünyâdaki sular biyosferin başlıca oksijen kaynağıdır. Mevcut oksijenin
yaklaşık yüzde 90’ının sularda yaşayan alglerce karşılandığı tespit edilmiştir. Tabiattaki hâdiseler
atmosferdeki oksijen miktarının sâbit kalmasına ve böylece hayâtın devam etmesine imkân
sağlayacak şekilde tezâhür eder.