Los principales proveedores de oxígeno a la atmósfera. Oxígeno en la naturaleza (49,4% en la corteza terrestre)

Todos recuerdan de la escuela que los bosques son los pulmones de nuestro planeta. Pero, como se vio después, esta no es una afirmación completamente cierta. Sí, las plantas verdes producen oxígeno para nuestra atmósfera. Durante la fotosíntesis, absorben dióxido de carbono y liberan oxígeno. Pero los bosques juegan en este proceso no el único y lejos de ser papel principal.

Según los científicos, las plantas de nuestro planeta producen anualmente más de 140 toneladas de oxígeno. Cerca del 60% de este volumen se gasta en los procesos de oxidación y descomposición de sustancias orgánicas, es decir, todo tipo de residuos de organismos vegetales y animales. Y el resto es absorbido como resultado de la respiración de los habitantes del planeta. Los bosques ecuatoriales son los mayores productores de oxígeno del planeta. Pero también son sus mayores consumidores. El hecho es que los bosques húmedos tienen la mayor biodiversidad y densidad de población animal entre todos los ecosistemas del planeta. Literalmente, cada milímetro de espacio está saturado de vida allí. Muchas criaturas consumen oxígeno en el proceso de respiración, y los restos de plantas en descomposición gastan el resto del gas útil en sí mismos. Por lo tanto, resulta que estos bosques solo producen suficiente oxígeno para su propia existencia. Las cosas son un poco mejores en los bosques templados, donde el espacio no está tan lleno de vida. Pero también bosques de coníferas, como descubrieron los científicos, no se pueden llamar los principales productores de oxígeno en el planeta en el sentido completo de la palabra.

Entonces, ¿de dónde proviene el oxígeno en el planeta, cuya cantidad es suficiente para la existencia de toda la humanidad y miles de millones de otros seres vivos? Al final resultó que, el principal productor de oxígeno útil en el planeta es el fitoplancton. Sí, son estos trabajadores invisibles los que aseguran la existencia de la mayor parte de la vida tanto en el océano como en la tierra. El fitoplancton incluye algas unicelulares y cianobacterias que pueden producir oxígeno. Según los científicos, el fitoplancton del mundo produce 10 veces más oxígeno del que consume. Y la descomposición de los residuos orgánicos en los océanos requiere mucho menos oxígeno que en la tierra.

Así, alrededor del 40% del oxígeno producido por el fitoplancton no se consume localmente, sino que pasa a la atmósfera. Gracias a estas criaturas microscópicas, existe vida en los desiertos cálidos y en las regiones polares donde no hay productores de oxígeno. Y por supuesto, gracias al trabajo del fitoplancton, toda la humanidad existe en el planeta. Por eso, no olvides que la Tierra es nuestra casa común que debe ser tratado con más cuidado. Después de todo, incluso las algas diminutas juegan un papel tan importante en la existencia del planeta.

Existe la opinión de que los "pulmones del planeta" son los bosques, ya que se cree que son los principales proveedores de oxígeno a la atmósfera. Sin embargo, en realidad este no es el caso. Los principales productores de oxígeno viven en el océano. Estos bebés no se pueden ver sin la ayuda de un microscopio. Pero todos los organismos vivos de la Tierra dependen de su actividad vital.

Nadie argumenta que los bosques, por supuesto, deben ser preservados y protegidos. Sin embargo, no en absoluto debido al hecho de que son estos notorios "pulmones". Porque, de hecho, su contribución al enriquecimiento de nuestra atmósfera con oxígeno es prácticamente nula.

Nadie negará el hecho de que las plantas han creado y continúan manteniendo la atmósfera de oxígeno de la Tierra. Esto sucedió porque aprendieron a crear sustancias orgánicas a partir de inorgánicas, utilizando la energía de la luz solar (como recordamos de curso escolar biología, un proceso similar se llama fotosíntesis). Como resultado de este proceso, las hojas de las plantas liberan oxígeno libre como subproducto de la producción. Este gas que necesitamos sube a la atmósfera y luego se distribuye uniformemente por toda ella.

Según varios institutos, de esta forma, cada año se emiten a la atmósfera de nuestro planeta alrededor de 145 mil millones de toneladas de oxígeno. Al mismo tiempo, la mayor parte se gasta, como no es de extrañar, no en la respiración de los habitantes de nuestro planeta, sino en la descomposición de organismos muertos o, simplemente, en descomposición (alrededor del 60 por ciento de lo que es utilizado por los seres vivos). Entonces, como puede ver, el oxígeno no solo nos brinda la oportunidad de respirar profundamente, sino que también actúa como una especie de estufa para quemar basura.

Como sabemos, cualquier árbol no es eterno, por lo tanto, llegado el momento, muere. Cuando el tronco de un gigante del bosque cae al suelo, miles de hongos y bacterias descomponen su cuerpo durante mucho tiempo. Todos ellos usan oxígeno, que es producido por las plantas sobrevivientes. Según los cálculos de los investigadores, alrededor del ochenta por ciento del oxígeno del "bosque" se gasta en tal "limpieza del territorio".

Pero el 20 por ciento restante de oxígeno no ingresa en absoluto al "fondo atmosférico general", y también lo utilizan los habitantes del bosque "en el suelo" para sus propios fines. Al fin y al cabo, los animales, las plantas, los hongos y los microorganismos también necesitan respirar (sin la participación del oxígeno, como recordamos, muchos seres vivos no serían capaces de obtener energía de los alimentos). Dado que todos los bosques tienden a ser áreas muy densamente pobladas, este residuo solo es suficiente para satisfacer las necesidades de oxígeno de sus propios habitantes. Para los vecinos (por ejemplo, residentes de ciudades donde hay poca vegetación propia), no queda nada.

¿Quién es, entonces, el principal proveedor de este gas necesario para respirar en nuestro planeta? En tierra, esto, por extraño que parezca ... turberas. Todo el mundo sabe que cuando las plantas mueren en un pantano, sus organismos no se descomponen, ya que las bacterias y los hongos que hacen este trabajo no pueden vivir en el agua del pantano; hay muchos antisépticos naturales secretados por los musgos.

Entonces, las partes muertas de las plantas, sin descomponerse, se hunden hasta el fondo, formando depósitos de turba. Y si no hay descomposición, entonces el oxígeno no se desperdicia. Por lo tanto, los pantanos dan al fondo general alrededor del 50 por ciento del oxígeno que producen (la otra mitad es utilizada por los habitantes de estos lugares hostiles, pero muy útiles).

Sin embargo, la contribución de los pantanos al total " Fundación caritativa oxígeno "no es muy grande, porque no hay tantos en la Tierra. Las algas oceánicas microscópicas, la totalidad de las cuales los científicos llaman fitoplancton, participan mucho más activamente en la "caridad del oxígeno". Estas criaturas son tan pequeñas que es casi imposible verlos con un simple ojo, sin embargo, el número total es muy grande, la cuenta asciende a millones de billones.

El fitoplancton del mundo entero produce 10 veces más oxígeno del que necesita para respirar. Suficiente para proporcionar gas útil a todos los demás habitantes de las aguas, y mucho llega a la atmósfera. En cuanto al costo del oxígeno para la descomposición de los cadáveres, en el océano son muy bajos: alrededor del 20 por ciento de la producción total.

Esto sucede debido al hecho de que los organismos muertos son devorados inmediatamente por los carroñeros, de los cuales muchos viven en el agua de mar. Estos, a su vez, después de la muerte, serán devorados por otros carroñeros, y así sucesivamente, es decir, los cadáveres en el agua casi nunca quedan rancios. Los mismos restos, que ya no interesan especialmente a nadie, caen al fondo, donde vive poca gente, y simplemente no hay quien los descomponga (así se forma el conocido limo), es decir, en este caso el oxígeno no se consume.

Entonces, el océano suministra alrededor del 40 por ciento del oxígeno producido por el fitoplancton a la atmósfera. Es esta reserva la que se consume en aquellas zonas donde se produce muy poco oxígeno. Estos últimos, además de ciudades y pueblos, incluyen desiertos, estepas y praderas, además de montañas.

Por extraño que parezca, la raza humana vive y prospera en la Tierra precisamente debido a las "fábricas de oxígeno" microscópicas que flotan en la superficie del océano. Son ellos los que deberían llamarse los "pulmones del planeta". Y de todas las formas posibles para protegerse de la contaminación por petróleo, el envenenamiento por metales pesados, etc., porque si de repente paran sus actividades, simplemente no tendremos nada para respirar.

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DE DONDE VIENE EL OXIGENO

Cada año, se consumen decenas de miles de millones de toneladas de oxígeno para la respiración de personas y animales, para las necesidades de la industria, que están en constante crecimiento.

Y prácticamente no hay menos oxígeno en el aire.

Se cree que las plantas verdes, como resultado de la fotosíntesis, liberan casi seis toneladas de oxígeno por cada tonelada de oxígeno que utilizan para su respiración. Además, el 80% del oxígeno es transferido a la atmósfera por las algas de los mares y océanos, el llamado fitoplancton, y sólo el 20% por las plantas terrestres. Es por eso que el océano a menudo se llama los pulmones de la Tierra. en fitoplancton, parte integral que son algas verdeazuladas, la reacción de la fotosíntesis procede:

6CO 2 + 6H 2 O \u003d C 6 H l2 O 6 + 6O 2.

A partir del dióxido de carbono CO 2 y el agua, se forma glucosa C 6 H 12 O 6 y se libera oxígeno O 2 "no deseado" a la atmósfera. La energía necesaria para llevar a cabo esta síntesis es transferida al fitoplancton por la luz solar.

Stepin B. D., Alikberova L. Yu. Un libro de química para leer en casa - M .: Química, 1994 - 400c .: enfermo.

La fotosíntesis es un proceso químico complejo que produce oxígeno. Solo las plantas verdes y ciertos tipos de bacterias son capaces de producir oxígeno.

Las plantas tienen propiedad única producir oxígeno. De todo lo que existe en la tierra, varios otros tipos de bacterias son capaces de hacer esto. Este proceso en la ciencia se llama fotosíntesis.

Lo que se necesita para la fotosíntesis.

El oxígeno se produce solo si todos los elementos necesarios para la fotosíntesis están disponibles:
1. Una planta que tiene hojas verdes (que tiene clorofilas en la hoja).
2. Energía solar.
3. Agua contenida en una placa de hoja.
4. Dióxido de carbono.

Investigación de la fotosíntesis

Van Helmont dedicó su investigación al primer estudio de las plantas. En el curso de su trabajo, demostró que las plantas no solo se alimentan del suelo, sino que también se alimentan de dióxido de carbono. Casi 3 siglos después, Frederick Blackman, a través de investigaciones, demostró la existencia del proceso de fotosíntesis. Blackman no solo determinó la reacción de las plantas durante la producción de oxígeno, sino que también estableció que durante la noche, las plantas respiran oxígeno, absorbiéndolo. La definición de este proceso se dio recién en 1877.

Cómo se libera el oxígeno

El proceso de fotosíntesis es el siguiente:
La luz del sol golpea las clorofilas. Entonces comienzan dos procesos:
1. Proceso del fotosistema II. Cuando un fotón choca con 250-400 moléculas del fotosistema II, la energía comienza a aumentar abruptamente, luego esta energía se transfiere a la molécula de clorofila. Comienzan dos reacciones. La clorofila pierde 2 electrones, y en el mismo momento se parte una molécula de agua. 2 electrones de átomos de hidrógeno reemplazan los electrones perdidos de la clorofila. Luego, los transportadores moleculares se lanzan el electrón "rápido" entre sí. Parte de la energía se gasta en la formación de moléculas de trifosfato de adenosina (ATP).
2. El proceso del fotosistema I. La molécula de clorofila del fotosistema I absorbe la energía de un fotón y transfiere su electrón a otra molécula.

El electrón perdido es reemplazado por un electrón del fotosistema II. La energía del fotosistema I y los iones de hidrógeno se gastan en la formación de una nueva molécula portadora.

En una forma simplificada y visual, la reacción completa se puede describir mediante una fórmula química simple:
CO2 + H2O + luz -> carbohidrato + O2

Cuando se expande, la fórmula se ve así:
6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2

También hay una fase oscura de la fotosíntesis. También se le llama metabólico. Durante la etapa oscura, el dióxido de carbono se reduce a glucosa.

Conclusión

Todas las plantas verdes producen el oxígeno necesario para la vida. Dependiendo de la edad de la planta, sus datos físicos, la cantidad de oxígeno liberado puede variar. Este proceso fue llamado fotosíntesis por W. Pfeffer en 1877.

Atención, solo HOY!

Durante mil millones de años, la atmósfera de la Tierra ha consistido principalmente en nitrógeno (20-78%) y oxígeno (5-21%). La atmósfera moderna de la Tierra en porcentaje de volumen contiene: nitrógeno - 78%, oxígeno - 21, dióxido de carbono - 0,03, argón - 0,93, el 0,04% restante está ocupado por helio, metano, criptón, óxido nitroso, hidrógeno, xenón. El porcentaje relativamente alto de argón - 40 en la atmósfera se explica por el hecho de que una gran cantidad de potasio radiactivo - 40 se convierte en él en las entrañas de la Tierra. Los parámetros físicos modernos de la atmósfera son los siguientes: el espesor de la capa atmosférica es de hasta 1000 kilómetros, la masa es de 5 10 18 kg, la presión en la superficie del planeta 1 atmósfera.

La tabla muestra los cambios evolutivos. composición química atmósfera en el pasado y 2 mil millones de años por delante (en %). Consideremos las causas de estos cambios en la composición química de la atmósfera terrestre.

Cambios evolutivos en la composición química de la atmósfera terrestre

1 . El dióxido de carbono CO2 es producido por erupciones volcánicas masivas. No hay consenso sobre su composición porcentual en la atmósfera hace 4-5 mil millones de años. La composición del gas de las erupciones volcánicas modernas contiene 40% en peso de dióxido de carbono y nitrógeno N 2 - 2%. Sin embargo, se puede suponer que en el pasado el dióxido de carbono podía acumularse en la atmósfera hasta en un 90%. Esto se debe a que el CO 2 y el N 2 son los compuestos químicos más inertes de la atmósfera y apenas reaccionan con otros elementos. Los restantes gases volcánicos (HCl, CN, HF, SO 2, NH 3 y otros) son componentes extremadamente agresivos, por lo que fueron rápidamente “destruidos”, entrando en compuestos con metales de roca, sustancias de lava volcánica, sales disueltas en aguas. En consecuencia, el porcentaje de dióxido de carbono y nitrógeno aumentó constantemente, mientras que el porcentaje de otros gases disminuyó gradualmente.

Queda claro cómo el contenido de dióxido de carbono en la atmósfera de la joven Tierra podría aumentar al 90%, y el contenido de nitrógeno en nuestro tiempo ha alcanzado el 78%. Las plantas son las principales consumidoras de dióxido de carbono. Las fuentes de dióxido de carbono son los volcanes, la industria y la respiración animal. Los principales reservorios de almacenamiento son la atmósfera y el océano.

A) Los principales "tanques de almacenamiento" de dióxido de carbono en la Tierra.

1) Ahora la atmósfera contiene 0,03% de dióxido de carbono, que son 2 10 15 kilogramos. Al mismo tiempo, en la Tierra crecen 10 16 kg de plantas (según A. Vinogradov), que absorben más de 10 14 kg de dióxido de carbono al año. Entonces el dióxido de carbono durará solo 20 años.

2) Un gran "reservorio" de dióxido de carbono son los océanos y los mares, ya que en sus aguas se disuelven 5 10 16 kg de dióxido de carbono. Entonces, solo dentro de 500 años, el mundo vegetal de la Tierra podría consumir dióxido de carbono disuelto en la hidrosfera.

El dióxido de carbono de la atmósfera todavía se disuelve en grandes cantidades en las aguas de los océanos y mares. Es alarmante que el porcentaje de dióxido de carbono en la atmósfera seguirá disminuyendo en el futuro y, en consecuencia, también disminuirá su concentración en el océano.

B) Las principales fuentes de dióxido de carbono en la Tierra.

1) Las erupciones volcánicas en el pasado fueron la fuente más importante de dióxido de carbono para la atmósfera, y las plantas fueron los únicos consumidores de dióxido de carbono. En la actualidad, todos los volcanes emiten 10 9 kg de dióxido de carbono a la atmósfera por año, y la civilización quema combustibles orgánicos y, por lo tanto, también repone la atmósfera con otros 3 10 12 kg de dióxido de carbono por año (es decir, 3000 veces más que los volcanes) . Los procesos volcánicos en el planeta se desvanecen gradualmente a medida que "envejece". En 1 millón de años, el vulcanismo en la Tierra se detendrá por completo.

2) alrededor de 150 años seguirá funcionando fuente adicional dióxido de carbono - una civilización que quema sustancias orgánicas fósiles en grandes cantidades (carbón, petróleo, leña, esquisto bituminoso - geoglobus.ru). Pero entonces estos minerales se agotarán. Los depósitos de minerales como el carbón, el petróleo y el gas natural serán agotados por la civilización en 150 años, y la civilización dejará de reponer la atmósfera con dióxido de carbono formado durante la combustión de combustibles fósiles. Por eso, algunos científicos creen que, a pesar de quemar combustible durante 150 años, el porcentaje de dióxido de carbono en la atmósfera disminuirá. La cantidad de CO 2 seguirá siendo la misma (0,03%), ya que será absorbido por las plantas y habrá un aumento compensatorio en la biomasa de las plantas de la Tierra. Otros científicos hablan de un aumento en el contenido de dióxido de carbono en la atmósfera a 0,04 - 0,05%, seguido de un ligero calentamiento del clima del planeta para 2150. De una forma u otra, pero después de 2150 la civilización se quedará sin combustible orgánico y el proceso de reducción global de la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera continuará.

3) El dióxido de carbono también se libera a la atmósfera en una cantidad de 10 10 kg por año durante la descomposición de animales muertos y plantas muertas en los océanos, mares y tierra. El dióxido de carbono también se libera durante la respiración de animales y humanos desde sus pulmones.

C) "Velocidad" de la desaparición del dióxido de carbono de la atmósfera terrestre.

Prestemos atención al hecho de que, aunque en las últimas decenas de millones de años todas las fuentes naturales de dióxido de carbono "funcionaron" (vulcanismo, océanos, descomposición), sin embargo, el contenido de dióxido de carbono en la atmósfera disminuyó y, por ejemplo, durante la era Cenozoica (más de 70 millones de años) cayó del 12% (antes del comienzo de la era Cenozoica) al 0,03%, es decir, 400 veces. Después de 10 millones de años, la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera disminuirá 1000 veces, la composición porcentual será 0.000003%. Tal disminución en el contenido de dióxido de carbono tiene un efecto perjudicial en todas las plantas, lo que se confirma mediante experimentos colocando plantas debajo de un frasco de vidrio y una disminución simultánea en el contenido de CO 2 allí. Las plantas "comieron" todo el dióxido de carbono de la atmósfera. fuente de gas el alimento vegetal casi se ha ido. En respuesta a esto, las plantas primero (después de 100 mil años) se verán obligadas a reducir su propia biomasa cientos de veces y, al final, todas las plantas morirán por la falta de dióxido de carbono en la atmósfera.

El dióxido de carbono será completamente transformado en oxígeno por las plantas en unos 30 millones de años. Los científicos creen que debido al ciclo natural de las sustancias, el dióxido de carbono no desaparecerá de la composición de la atmósfera terrestre hasta dentro de casi 30 millones de años. Por lo tanto, se puede argumentar que después de 30 millones de años, debido a la falta de dióxido de carbono en la atmósfera, se producirá la extinción completa del mundo vegetal. Está claro que simultáneamente con la desaparición de las plantas se producirá la muerte de los herbívoros. Después de eso, los depredadores se extinguirán y se producirá la desaparición completa del mundo animal. La Tierra perderá todo tipo de vida por dos razones geocósmicas: la desaparición del dióxido de carbono de la atmósfera y un severo enfriamiento en la superficie del planeta.

2 . Oxígeno O 2 . Ahora podemos formular una de las principales leyes de la evolución biológica: el primer tipo de materia viva en el Universo son las plantas que convierten la materia inorgánica (CO 2) en materia orgánica (madera, hojas, frutos, flores). El segundo tipo de materia viva en el universo es mundo animal, que aparece en el planeta después de la saturación de los océanos y la atmósfera con oxígeno (O 2) en el proceso de vida vegetal, y las plantas y otros animales sirven de alimento a los animales.

A) Las plantas son la principal fuente de oxígeno en la Tierra.

Después de 3.500 millones de años, cuando aparecieron las primeras plantas (algas) en el océano, se produjo en la Tierra el proceso de saturación de oxígeno de la atmósfera y de las aguas oceánicas. A cambio de absorber dióxido de carbono, las plantas liberan oxígeno a la atmósfera. El oxígeno en la atmósfera apareció hace 3 mil millones de años en una cantidad de 0.1 - 1%. Pertenece a los productos químicos muy activos. Por lo tanto, en el pasado, alrededor de 10 20 kg de oxígeno de la atmósfera se gastaron en la oxidación de gases atmosféricos, sustancias disueltas en los océanos y mares, así como en la oxidación de sustancias rocosas en la tierra y en el fondo de los océanos. . Toda la flora moderna del planeta consume anualmente 10 14 kg de dióxido de carbono y emite 3 10 13 kg de oxígeno, que es 3,3 veces menos que la masa de dióxido de carbono irremediablemente absorbida.

Por lo tanto, podemos concluir que en la actualidad la cantidad de oxígeno en la atmósfera está aumentando y la cantidad de dióxido de carbono está disminuyendo. Si este proceso no se ralentiza, en 1500 años habrá un 26% de oxígeno en la atmósfera, en 3000 años, un 42% (2 veces más que ahora). Pero no se producirá un aumento tan grande del porcentaje de oxígeno en la atmósfera, ya que el dióxido de carbono del planeta no es suficiente para ello. En la superficie de la Tierra (en la atmósfera y los océanos - geoglobus.ru) hay aproximadamente 10 17 kg de dióxido de carbono, de los cuales las plantas pueden obtener 3 10 16 kg de oxígeno (3% del que hay en la atmósfera). Por tanto, la cantidad máxima de oxígeno en la atmósfera puede aumentar hasta un 24% (21% + 3%). Al ritmo actual de producción de oxígeno por parte de las plantas, la atmósfera contendrá el 24% en unos pocos millones de años.

B) Los principales "reservorios y almacenes" de oxígeno en la Tierra son la atmósfera y el océano.

Ahora bien, la cantidad de oxígeno en la atmósfera es del 21 %, lo que equivale a 10 18 kg en peso. Aproximadamente 3 veces más de su masa se encuentra disuelta en las aguas de los océanos, mares, lagos y ríos. Los peces respiran precisamente esto, disuelto en agua, oxígeno.

C) Los principales consumidores de oxígeno en la Tierra son el manto terrestre, la industria y los animales.

1) Consumo de oxígeno por oxidación global. El agua con oxígeno disuelto penetra profundamente en las entrañas de la Tierra, donde el oxígeno reacciona con las sustancias aún no oxidadas de la corteza y el manto. El agua calentada en las entrañas de la Tierra en forma de vapor sube a la superficie del planeta para enfriarse y saturarse con una nueva porción de oxígeno, y luego vuelve a descender a las entrañas. Haciendo innumerables ciclos, el agua subterránea lleva a las entrañas de la Tierra unos 10 11 kg de oxígeno al año. El proceso de oxidación de sustancias en las entrañas del planeta por el oxígeno disuelto en el agua es una fuente bastante poderosa de su consumo global. El requerimiento anual de oxígeno para este proceso geoquímico es de 10 11 kg.

La masa total de oxígeno libre en la atmósfera y el océano es de aproximadamente 3·10 18 kg. Esto significa que el oxígeno de la atmósfera y el océano se gastará en la oxidación de las rocas del manto que se enfrían y la sustancia del núcleo de la Tierra 30 millones de años después de la muerte de todas las plantas en la Tierra (es decir, después de 60 millones de años). , contando desde hoy). Después de la pérdida de oxígeno, la atmósfera se compondrá exclusivamente de nitrógeno. Por lo tanto, después de 60 millones de años, la atmósfera de la Tierra se espera que llegue a la etapa de nitrógeno del desarrollo evolutivo.

2) Consumo de oxígeno para la combustión del combustible. Anualmente se gastan 5·10 12 kg de oxígeno atmosférico para la combustión de combustible orgánico por parte de la civilización y en incendios (bosques, pozos de petróleo, etc.). Los productos finales de la combustión son dióxido de carbono y agua.

Combustible orgánico + 3O 2 \u003d CO 2 + 4H 2 O.

Las plantas transforman casi inmediatamente el dióxido de carbono (de la quema de combustibles y de los incendios) de nuevo en oxígeno. Solo el oxígeno se pierde irremediablemente durante la síntesis de agua durante la combustión de sustancias orgánicas, que es de 2 10 12 kg por año.

3) El oxígeno atmosférico se consume en el momento de la respiración de los animales y las personas en una cantidad de unos 10 9 kg al año. El dióxido de carbono se exhala de los pulmones de los animales y los humanos, que las plantas transforman rápidamente en oxígeno.

4) Conclusión sobre la tasa de consumo global de oxígeno. Si sumamos la masa de oxígeno absorbido de la atmósfera y la masa de oxígeno disuelto en los océanos, obtenemos un valor de unos 6·10 12 kg al año. Hay que tener en cuenta que de forma irreversible (irreversiblemente) la masa de oxígeno se absorbe en la cantidad de 3·10 12 kg al año, y el resto de su masa forma dióxido de carbono y entra en circulación.

3 . El nitrógeno N2, que ahora se encuentra en un 78% en la atmósfera (o alrededor de 4·10 18 kg), se formó por dos razones. El nitrógeno se libera a la atmósfera durante 5 mil millones de años debido a procesos volcánicos. Los gases volcánicos contienen de 0,1 a 2% de nitrógeno. El nitrógeno gaseoso tiene una actividad química baja, por lo que se acumula constantemente en la atmósfera terrestre. En las aguas de los océanos y mares, se disuelve 5 veces más nitrógeno que en la atmósfera: 20 10 18 kg. En total, la superficie de la Tierra contiene 24·10 18 kg de nitrógeno libre. Además del origen volcánico, existen otros mecanismos de entrada de nitrógeno a la atmósfera.

El nitrógeno se liberó a la atmósfera durante la oxidación del amoníaco. El académico A. Vinogradov defiende esta misma hipótesis de la presencia de nitrógeno en la atmósfera terrestre. Según cálculos aproximados, hace entre 5 y 2 mil millones de años, la atmósfera terrestre contenía entre un 5 y un 20 % de amoníaco. A partir del momento en que las plantas comenzaron a liberar oxígeno a la atmósfera, surgió un proceso global de oxidación del amoníaco con formación de nitrógeno.

2NH 4 + 2O 2 \u003d N 2 + 4H 2 O.

El nitrógeno, a diferencia del dióxido de carbono y el oxígeno, no participa en los procesos bioquímicos globales. Es asimilado en cantidades insignificantes al año por algunos tipos de bacterias nitrogenadas del suelo y del fondo fangoso de los embalses. El nitrógeno dentro de las células bacterianas se convierte en amoníaco, compuestos de cianuro, óxido nitroso y óxido nitroso. Los biólogos han calculado que en un año la atmósfera pierde irrevocablemente 10 11 kg de nitrógeno por procesos microbiológicos. Entonces todo el nitrógeno libre de la Tierra será asimilado por las bacterias en 240 millones de años.

Más artículos interesantes:

En la actualidad, en la industria, el oxígeno se obtiene del aire. El principal método industrial para la obtención de oxígeno es la destilación criogénica. Las plantas de oxígeno basadas en tecnología de membrana también son bien conocidas y se utilizan con éxito en la industria.

En los laboratorios se utiliza oxígeno industrial, suministrado en cilindros de acero a una presión de unos 15 MPa.

Se pueden obtener pequeñas cantidades de oxígeno calentando permanganato de potasio KMnO 4:

También use la reacción de descomposición catalítica del peróxido de hidrógeno H 2 O 2:

El catalizador es dióxido de manganeso (MnO 2).

El oxígeno se puede obtener por descomposición catalítica de clorato de potasio (sal de Bertolet) KClO 3:

Los métodos de laboratorio para la obtención de oxígeno incluyen el método de electrólisis de soluciones acuosas de álcalis, así como la descomposición del óxido de mercurio (II) (a τ = 100 °C):

Fuentes de oxígeno

Cilindros de oxígeno, bolsas de oxígeno. Explosivo y peligroso para el fuego, y por lo tanto, los cilindros de oxígeno están prohibidos para su uso en salas de hospital y en el hogar para pacientes que requieren terapia de oxígeno.

concentradores de oxigeno El principio de funcionamiento del concentrador de oxígeno es bastante simple: comprimido con un compresor de bajo ruido, el aire atmosférico purificado y filtrado se alimenta a un "tamiz molecular" que consiste en bolas de silicato inorgánico (aleación de aluminio y silicio). Este "filtro" atrapa las moléculas de nitrógeno mientras permite el paso del oxígeno. Como resultado, el contenido de oxígeno en la mezcla de gases es del 90 al 95%. El flujo de oxígeno se regula suavemente y, pasando por un humidificador y un tubo flexible de dos metros con un catéter nasal, se suministra al paciente. La mezcla restante de gas empobrecido en oxígeno se disuelve en la habitación sin alterar el equilibrio ecológico y sin reducir el contenido de oxígeno en el aire ambiente. Una desventaja significativa es el alto costo del dispositivo (1400-2000 euros).

cócteles de oxígeno. La composición del cóctel de oxígeno incluye los siguientes componentes: agua hervida, jarabe, glicerofosfato en gránulos, fitina, ácido ascórbico, azúcar, clara de huevo cruda. Se pasa oxígeno a través de la mezcla resultante utilizando un rociador, lo que da como resultado la formación de espuma y una masa de burbujas persistentes llenas de oxígeno. Se recomienda tomar 1-2 tazas de esta espuma, que contiene aproximadamente 150-400 cm3 de oxígeno.

La clara de huevo cruda, que forma parte del cóctel de oxígeno, imposibilita el uso del cóctel a las personas alérgicas al huevo, y tampoco excluye la posibilidad de contraer salmonelosis.

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Grandes transformaciones en la biosfera.

Impacto en el medio ambiente.

Migración de oxígeno en la biosfera.

Oxígeno es el gas más activo. Dentro de la biosfera, hay un rápido intercambio de oxígeno en el medio ambiente con los organismos vivos o sus restos después de la muerte. El oxígeno ocupa el segundo lugar después del nitrógeno en la atmósfera terrestre. La forma dominante de oxígeno en la atmósfera es la molécula de O 2 . El ciclo del oxígeno en la biosfera es muy complejo, ya que entra en muchos compuestos químicos del mundo mineral y orgánico.

El oxígeno libre en la atmósfera terrestre moderna es un subproducto del proceso de fotosíntesis de las plantas verdes y su cantidad total refleja el equilibrio entre la producción de oxígeno y los procesos de oxidación y descomposición de diversas sustancias. En la historia de la biosfera de la Tierra, llegó un momento en que la cantidad de oxígeno libre alcanzó un cierto nivel y se equilibró de tal manera que la cantidad de oxígeno liberado llegó a ser igual a la cantidad de oxígeno absorbido. El oxígeno es un constituyente de todos los compuestos orgánicos. Es absorbido por los productores en la composición del agua y dióxido de carbono durante la fotosíntesis, por todos los demás organismos, con materia orgánica creada por los productores, durante la respiración (de la atmósfera o de una solución acuosa) y el consumo de agua potable. como productos finales del ciclo biológico, parte del oxígeno regresa al medio inanimado también en forma de agua, y el oxígeno, además, es liberado en forma molecular a la atmósfera por las plantas productoras como uno de los productos finales de la fotosíntesis . El oxígeno es uno de los elementos más activos en la superficie terrestre y uno de los más abundantes. El oxígeno libre es uno de los componentes más importantes de la atmósfera. Gran parte se disuelve en agua, salada y dulce, en las nieves y los hielos de los países del norte. Además, tenemos un gran suministro de oxígeno ligado en agua y otros óxidos. Los procesos de oxidación se encuentran entre los más importantes en la superficie terrestre.

¿De dónde viene el oxígeno libre? Sólo existe en la superficie de la Tierra. No se encuentra ni en las fuentes de agua que se originan en las capas profundas de la Tierra, ni en las secreciones de los volcanes. Los gases que emiten los volcanes ya han sido analizados muchas veces, especialmente por los estadounidenses en las Islas Sandwich, donde las condiciones son especialmente favorables para ello, gracias a la constancia de los volcanes activos de Mauna Loa y Mauna Kea. En Japón, en el sur de Europa, en Kamchatka, en todas partes los gases de los volcanes son dióxido de carbono, cloruro de hidrógeno, sulfuro de hidrógeno y otros, pero nunca oxígeno.

Considerando otras fuentes concebibles de liberación de oxígeno libre en la superficie de la Tierra, gradualmente nos convencemos de que el mundo mineral no nos brinda un solo proceso asociado con la liberación de oxígeno libre. A las altas temperaturas de los primeros períodos de la existencia de la Tierra, fue completamente capturado por reacciones oxidativas y liberado a la atmósfera ligado, en forma de dióxido de carbono y agua, sin contar los óxidos menos comunes. Incluso en el agua de fuentes profundas, como ya se demostró a fines del siglo XVII. Pearson en Inglaterra, no está en solución, mientras que las aguas superficiales de la Tierra suelen contener oxígeno libre en solución, nombre tomado de la atmósfera.

El oxígeno libre es uno de los elementos más activos, más activos. Los procesos de combinación con oxígeno, los procesos de oxidación, dan una gran cantidad de compuestos químicos, que se cuentan por miles. Esto incluye óxidos de carbono y azufre, hierro y manganeso, que son especialmente abundantes. Debido a esto, una enorme cantidad de oxígeno está constantemente ligada, y su porcentaje en la atmósfera debería disminuir constantemente si no fuera por la reacción única de liberación de oxígeno en los granos de clorofila de las plantas verdes.

La reacción bioquímica de liberación de oxígeno es la única que aporta a la atmósfera cantidades significativas de este gas esencial. No debemos olvidar el papel que juegan los rayos del sol en este proceso como fuente de energía.

Un árbol que contiene 2500 m 3 de carbono en su madera, para poder construirlo tuvo que liberar 12 millones de m 3 de aire de dióxido de carbono. La cosecha de cereales que sacamos de nuestros campos rinde hasta 14.400 millones de kg de carbono, y nuestros campos de trigo, para concentrar toda esta masa de carbono en su grano, deben liberar anualmente al menos 24.000.000.000.000 m 3 de aire a partir de dióxido de carbono, reemplazando todo su dióxido de carbono a volúmenes iguales de oxígeno libre.

En base a esto, podemos establecer fácilmente el ciclo general del oxígeno:

1. Oxígeno libre en el aire.

2. Los procesos de respiración, combustión, corrosión de los metales (herrumbre) y otras reacciones de oxidación fijan el oxígeno libre del aire, reducen su aporte a la atmósfera, enriqueciéndola con dióxido de carbono.

3. El oxígeno del ácido carbónico se libera cuando las plantas absorben el carbono del ácido carbónico y lo devuelven a la atmósfera.

4. El oxígeno interviene en la formación de hidratos de carbono, grasas y proteínas por parte de las plantas, así como de muchos otros compuestos, al tiempo que interviene en los fenómenos del ciclo de la vida.

5. Al respirar, el oxígeno de los compuestos orgánicos se convierte en oxígeno de dióxido de carbono y agua, o permanece ligado, formando parte de los productos producidos por las plantas.

6. El oxígeno ligado de compuestos orgánicos o dióxido de carbono se convierte en un material para la nutrición de plantas, animales y humanos.

Si admitimos que todo el oxígeno libre de la atmósfera lo desprenden las plantas verdes, entonces está claro que antes de la aparición de estas plantas no existía. En consecuencia, había más dióxido de carbono en la atmósfera que ahora, y su composición general no podía soportar la respiración de los animales, que en ese momento no podían estar en la Tierra.

La tarea de las plantas no es sólo utilizar la energía de los rayos del sol en los fenómenos de la vida, para introducir constantemente partículas de carbono enriquecidas con esta energía en su ciclo, sino también crear una atmósfera que soporte la vida normal.

El oxígeno es el elemento más abundante en la Tierra. El agua de mar contiene un 85,82 % de oxígeno, el aire atmosférico un 23,15 % en peso o un 20,93 % en volumen y un 47,2 % en peso en la corteza terrestre. Esta concentración de oxígeno en la atmósfera se mantiene constante a través del proceso de fotosíntesis. En este proceso, las plantas verdes utilizan la luz solar para convertir el dióxido de carbono y el agua en carbohidratos y oxígeno. La masa principal de oxígeno está en un estado ligado; la cantidad de oxígeno molecular en la atmósfera se estima en 1,5 * 10 15 m, que es sólo el 0,01% del contenido total de oxígeno en la corteza terrestre. En la vida de la naturaleza, el oxígeno tiene una importancia excepcional. El oxígeno y sus compuestos son indispensables para sustentar la vida. Desempeñan un papel importante en los procesos metabólicos y la respiración. El oxígeno es una parte de las proteínas, grasas, carbohidratos a partir de los cuales se "construyen" los organismos; el cuerpo humano, por ejemplo, contiene aproximadamente un 65% de oxígeno. La mayoría de los organismos obtienen la energía que necesitan para realizar sus funciones vitales al oxidar ciertas sustancias con la ayuda del oxígeno. La disminución de oxígeno en la atmósfera como resultado de los procesos de respiración, descomposición y combustión se compensa con el oxígeno liberado durante la fotosíntesis. La deforestación, la erosión del suelo, varios trabajos mineros en la superficie reducen la masa total de la fotosíntesis y reducen la circulación en grandes áreas. Junto a esto, una poderosa fuente de oxígeno es, al parecer, la descomposición fotoquímica del vapor de agua en las capas superiores de la atmósfera bajo la influencia de los rayos ultravioleta del sol. Así, en la naturaleza, el ciclo del oxígeno se realiza de forma continua, manteniendo la constancia de la composición del aire atmosférico.

Además del ciclo del oxígeno descrito anteriormente en forma libre, este elemento también realiza el ciclo más importante, siendo parte del agua. El ciclo del agua (H 2 O) consiste en la evaporación del agua de la superficie de la tierra y el mar, su traslado por masas de aire y vientos, condensación de vapor y posterior precipitación en forma de lluvia, nieve, granizo, niebla

El nivel de oxígeno indica el volumen de oxígeno gaseoso (O2) disuelto en una solución acuosa. El oxígeno ingresa al agua de las siguientes maneras: por difusión con el aire circundante, por aireación (movimiento rápido del agua) y como resultado de la fotosíntesis. Al analizar el contenido de oxígeno en el agua, es necesario tomar muestras solo recogiendo agua y probarlas inmediatamente. Es por eso que esta prueba debe llevarse a cabo durante los estudios de campo justo en el lugar de muestreo del agua.

El impacto del indicador en el medio ambiente: el contenido normal de oxígeno en el agua es un atributo esencial de su alta calidad. El oxígeno es un elemento vital para todos los organismos vivos. Los procesos de purificación natural del flujo de agua son necesarios para sustentar formas de vida aeróbicas, que comienzan a extinguirse cuando la concentración de oxígeno cae por debajo de 5,0 mg/litro.

Demanda de oxigeno bioquímico

Por qué es importante este indicador: La demanda bioquímica de oxígeno refleja la concentración de materia orgánica en el agua. Este indicador es igual al volumen de oxígeno que se consumiría si todo el medio orgánico contenido en 1 litro de agua fuera oxidado por bacterias y protozoos. A valores bajos de este indicador, las formas de vida acuática están en riesgo.

El ciclo del oxígeno en la naturaleza.

En la naturaleza, el oxígeno se forma durante la fotosíntesis, que ocurre en las plantas verdes a la luz. Para preservar el oxígeno en el aire, se están creando espacios verdes alrededor de las ciudades y grandes centros industriales.

Fotosíntesis

luz, clorofila

6CO 2 + 6H 2 O \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2

dióxido de carbono glucosa oxígeno

Hoy hablaremos más sobre de dónde viene el oxígeno.

Fotosíntesis

Como sabes, las plantas verdes producen oxígeno durante la fotosíntesis. La fotosíntesis ocurre en las partes verdes de la planta, donde se encuentra la mayor parte del pigmento clorofila. Para que se produzca la fotosíntesis se necesitan dos elementos: energía solar y agua. Usando la energía del sol, la planta absorbe dióxido de carbono del aire y, bajo la influencia de la energía del sol, este gas reacciona con el agua, que la planta absorbe por sus raíces del suelo. Los productos de la fotosíntesis son los carbohidratos, de los que se alimentan las propias plantas, y el oxígeno que tanto necesitamos. Se ha descubierto que las plantas liberan aproximadamente 6 toneladas de oxígeno por tonelada de respiración.

Puedes hacer la siguiente fórmula para la fotosíntesis: agua + dióxido de carbono + energía solar = carbohidratos + oxígeno.

Sin embargo, es un error pensar que solo las plantas terrestres emiten oxígeno. De hecho, las algas de los mares y océanos emiten la mayor parte del oxígeno (más del 80 %). Estas algas verdeazuladas o fitoplancton suministran oxígeno a la atmósfera terrestre a través de la columna de agua. Por eso es más correcto llamar a los océanos y mares "los pulmones de nuestro planeta".