산소의 색이 있을까요?

 

 

산소의 색깔은 무엇입니까? 모든 형태의 생명체를 포함하여 우리가 그것 없이는 살 수 없는 이유는 무엇입니까? 이 요소의 특별한 점은 무엇입니까? 이러한 질문을 스스로 했을 수 있으며 다른 많은 사람들도 마찬가지입니다.

 

산소 거품의 색

물에 기포.

실제로 산소 는 지구상에서 가장 풍부한 화학 원소 중 하나이며 1773년 Carl Wilhelm Scheele와 Joseph Priestley가 독립적으로 공식 발견한 이후로 과학자들을 당혹스럽게 해왔습니다. 나중에 산소에 대한 몇 가지 사실을 알게 되면 내가 왜 공식이라고 말했는지 알게 될 것입니다.

 

칼코겐 그룹, 분자 산소, 이산소 또는 O2와 관련된 것은 매우 휘발성인 공유 화합물입니다.

 

명백해 보이지만 산소의 발견은 화학 과학 발전의 핵심이었습니다. 사실, 산화 의 화학적 과정으로 알려진 분자에서 전자를 추출하는 과정은 이 원소에서 이름을 따왔습니다. 이것은 원소 산소가 대부분의 화학 원소와 함께 “산화물”을 형성할 수 있다는 사실 때문입니다.

 

기술적으로, 그것은 또한 각각 수소와 헬륨에 이어 우주에서 세 번째로 풍부한 원소입니다.

 

따라서 이 기사에서는 이 매혹적인 화학 원소에 대한 몇 가지 사실을 배우게 될 것입니다. 우리는 그것의 광화학적 성질(즉, 색)에 대해 알고 싶습니다. 그러나 또한, 당신의 지식에 추가할 새로운 것들을 발견할 수 있기를 바랍니다. 시작하자.

 

먼저 분자 산소의 물리적 및 화학적 특성을 살펴보겠습니다.

 

산소는 정상적인 상황에서 무색, 무미의 기체입니다. 이 화합물은 거의 무취입니다. 그러나 사람들은 실제로 공기와 순수한 산소를 구별하는 것이 가능하다고 말했습니다. 산소 냄새가 있으면 후각 피로 때문에 냄새를 맡지 못할 수 있습니다.

 

산소 원소

생명에 없어서는 안 될 요소 중 하나인 산소.

우리가 이미 언급한 O, 산소가 취하는 가장 일반적인 형태는 분자 산소, 이산소 또는 단순히 O2의 형태입니다.

 

표준 조건에서 기체 형태로 발견되는 이산소 분자는 공유 결합을 통해 서로 결합된 두 개의 산소 원자로 구성됩니다.

 

그러나 산소는 항상 기체 형태로 존재하는 것은 아닙니다.

 

대부분의 화합물과 마찬가지로, 우리가 논의하려고 하는 특정 조건 하에서, 그것은 또한 물질의 다른 상태로 전이될 수 있습니다.

 

액체 산소

L은 산소 옥시젠의 축합 형태 iquid . 오늘날 액체 산소는 잠수함, 항공 우주 또는 의학과 같은 많은 산업 분야에서 사용됩니다.

 

1877년, 액체 산소는 프랑스의 Louis Paul Cailletet과 스위스의 Raoul Pictet에 의해 처음 발견되었습니다. 이것은 Michael Faraday가 1845년까지 알려진 대부분의 가스를 액화했지만 당시 “영구 가스”로 알려진 6가지 가스를 액화하지 못한 이후였습니다. 산소는 그러한 가스 중 하나였습니다.

 

액체 상태의 물보다 약간 밀도가 높은 액체 O2의 밀도는 정확히 1.141g/cm3입니다. 54.36K(−361.82°F 또는 −218.79°C)의 어는점에서 고체가 됩니다.

 

또한, 액화 산소는 상자성(paramagnetic )으로 특수한 유형의 자기입니다. 상자성 물질(예: 액체 산소)은 외부 자기장에 약하게 끌립니다. 이 비디오에서 실험을 확인하십시오.

 

 

산소는 또한 유기 또는 무기(예: 금속) 물질을 쉽게 산화시킬 수 있는 산화제입니다. 1926년 로버트 고다드(Robert Goddard)가 발명한 이래로 액체 연료 로켓의 산화제로 사용되었습니다.

 

고체 산소

표준 대기압과 54.36K(-361.82°F, -218.79°C) 미만의 온도에서 이산소는 기체에서 고체로 전환되어 스핀 격자 결정을 형성합니다. 또한 이 상태에서 이원자 산소는 자기 쌍극자 모멘트를 전달하는 소수의 작은 분자 중 하나입니다.

 

다른 상태에서 산소의 색과 속성

이제 질문은 다음과 같습니다.

 

산소의 색깔은 무엇입니까 ? 음, 기체 산소는 무색입니다. 그러나 액체 형태일 때는 옅은 하늘색 음영으로 나타납니다.

 

산소 파란색 액체의 색은 무엇입니까

특징적인 옅은 파란색을 보여주는 비커에 담긴 액체 산소. 미 공군 사진/참모 하사 제공. Wikipedia 를 통해 Jim Araos .

반면 에 고체 산소 의 색상은 6가지 다른 가능한 단계에서 밝은 파란색, 분홍색에서 희미한 파란색, 희미한 파란색, 주황색, 진한 빨간색에서 검은색 및 금속성까지 다양합니다.

 

기본적으로 6개의 다른 단계에서 고체 이산소를 가질 수 있습니다. 그리고 각각은 특정 색상을 표시합니다.

 

액체 산소가 파란색인 이유는 무엇입니까?

물에 일어나는 것과 유사하게(그것도 역시 파란색입니다!), 산소에서 전자의 에너지 전이(이는 상자성의 원인이기도 함)는 빨간색 스펙트럼의 빛을 흡수합니다. 따라서 붉은 빛은 어느 정도 흡수되어 물질에 보색인 파란색을 부여합니다.

 

더 많은 정보를 원하시면 Journal of Chemical Education에 실린 이 문서 를 참조하십시오.

 

산소에 대한 기타 사실

산소는 매혹적인 화학 원소입니다. 물리적 및 화학적 특성 외에도 매혹적인 역사를 가지고 있습니다. 새로운 지식에 더 많은 정보를 추가하고 아래에서 다음 사실 중 일부를 요약하십시오.

 

더 궁금하시다면 100가지 화학 사실에 대한 설명을 확인하세요 !

 

누가 산소를 발견했습니까?

출처가 다를 수 있으므로 “누구”에 대한 질문은 혼란을 가져올 뿐입니다.

 

산소에 대한 최초의 언급은 Michael Sendivogius의 1604년 연구에 있습니다. 폴란드의 철학자, 의사, 연금술사인 그는 공기가 생명의 음식으로 번역되는 ‘cibus vitae’라는 물질을 포함하고 있다고 말했습니다.

 

그러나 대부분의 학자들은 산소의 진정한 발견자는 스웨덴의 약사인 Carl Wilhelm Scheele이라고 말합니다. 1771년과 72년 사이에 Scheele은 여러 질산염을 포함한 다양한 금속염을 실험했습니다. Scheele은 당시 알려지지 않은 가연성 물질의 방출을 발견했습니다.

 

Scheele은 자신의 원고인 Treatise on Air and Fire 에서 가열하는 질산염에서 방출되는 소위 ‘화재 가스’에 대한 관찰을 썼습니다 . 그는 1775년에 자신의 연구 결과를 제출했고 2년 후에 출판했습니다.

 

그러나 같은 시기에 적절한 이름의 영국 성직자 Joseph Priestley는 유리관의 산화수은이 햇빛에 노출된 후 그가 ‘디플로지스틱화된 공기’라고 부르는 가스를 방출하는 것을 관찰했습니다. 그는 또한 양초가 ‘디플로지스틱 공기’에서 더 밝게 타오르고 쥐가 그것에 노출된 후에도 더 오래 산다고 언급했습니다. 그는 또한 그것을 들이마시려고 시도했고 그것이 일반 공기를 호흡하는 것과 같다고 지적했습니다. Priestley는 이러한 발견을 1775년 An Account of Additional Discoveries in Air 라는 논문에 발표했습니다 .

 

다른 메모에서 Antoine Lavoisier도 이 물질을 독립적으로 발견했다고 주장했습니다. Lavoisier와 Priestley는 모두 서신을 교환하고 아이디어를 공유했습니다. 그러나 전자는 Carl Wilhelm Scheele로부터 어떤 편지도 받지 못했다고 부인했습니다.

 

지구상의 산소는 어디에서 유래되었습니까?

산소는 전 우주에서 가장 풍부한 원소로 세 번째로 많습니다 . 그러나 이것은 수소와 헬륨의 두 가지 주요 구성 요소가 각각 전체 우주의 75%와 23%를 차지하기 때문에 산소의 약 1%만 차지합니다.

 

그러나 지구가 형성되는 동안에는 상대적으로 부족했습니다.

 

이론에 따르면 초기 형태의 시아노박테리아는 산소를 생산하여 선사 시대 행성의 대기에 추가했습니다. 오늘날의 식물과 마찬가지로 이 유기체는 광합성을 생계 수단으로 사용했습니다. 수백만 년 동안 그들은 이산화탄소를 흡수하고 산소를 방출했습니다 . 이 사건 은 대산화 사건(Great Oxidation Event) 이라고 불립니다 .

 

혈액 내 O2의 영향은 무엇입니까?

산소는 우리의 신체 기능에 매우 중요합니다. 그것이 없었다면 우리는 오래가지 못했을 것입니다. 산소는 우리 몸의 모든 세포 활동에 연료를 공급하는 기본 에너지원일 뿐만 아니라 완충제 역할을 하여 pH 수준을 유지하는 것과 같은 몇 가지 다른 2차 기능도 가지고 있습니다.

 

우리는 세포 호흡을 위해 산소가 필요합니다

혈액은 우리 몸 전체에 산소를 운반합니다.

평균 혈액 O2 수준은 약 75-100mmHg 또는 수은 밀리미터입니다. 정상 이하로 떨어지면 숨가쁨을 경험할 수 있습니다. 마찬가지로 혈액의 이산화탄소나 CO2의 증가로 인해 혈액이 산성이 됩니다.

 

이제 혈액 O2가 증가하면 어떻게 될까요? 우리는 과산소를 경험할 것이며, 이는 악화될 경우 산소 독성으로 이어질 수 있습니다. 이 상태는 또한 신체에 심각한 손상을 줄 수 있습니다.

 

혈액 O2가 감소하면 왜 파란색으로 변합니까?

밝은 빨간색은 단백질인 헤모글로빈 때문에 산소가 공급된 혈액 의 색입니다 . 그러나 사람이 저산소증을 경험 하면 헤모글로빈이 적혈구와 결합하지 않아 더 어두운 색조를 띠고 우리를 푸르게 보이게 합니다.

 

기본적으로 산소는 헤모글로빈의 ‘헴’ 그룹과 배위 복합체를 형성합니다. 이 복합체는 붉은 색을 띠지만 유리 헤모글로빈은 실제로 파란색입니다.

 

왜 산소 원자는 일반적으로 붉은 색으로 묘사됩니까?

분자 모델에 익숙하다면 (그리고 그래야 합니다!) 산소 원자는 일반적으로 붉은 색을 띤다는 것을 확실히 알고 있습니다.

 

이러한 색상( CPK 착색 시스템 )이 일반적으로 요소 자체의 색상에서 영감을 받은 것을 고려하면 (수소는 항상 무색이기 때문에 흰색, 탄소는 목탄으로 인해 검정색, 유황 분말은 노란색…) 우리가 가진 모든 것 이후에 그의 반직관적인 것처럼 보입니다. 방금 설명했습니다.

 

전통적으로 산소 원자를 빨간색으로 색칠하는 영감은 그렇게 명확하지 않습니다. 그것은 아마도 연소에 필요한 산소와 관련이 있거나(불은 빨간색), 또는 이전에 다룬 사실과 관련이 있습니다. 산소는 헤모글로빈을 밝은 빨간색으로 보이게 합니다!

 

요약하자면

이것으로 이 요소에 대한 논의를 마칩니다.

 

그래서 산소의 색깔은 무엇 입니까? 답은 물리적 및 화학적 상태에 따라 다릅니다. 기체 형태일 때 무색입니다. 액체 상태에서는 옅은 파란색 또는 하늘색, 고체 상태에서는 파란색, 빨간색 및 검은색 금속 음영이 나타납니다.