Úvod
Kyslík, chemická značka O, je životne dôležitý prvok nevyhnutný pre dýchanie väčšiny organizmov a pre procesy horenia. Jeho protónové číslo je 8 a patrí do 16. skupiny periodickej tabuľky, medzi chalkogény. Za normálnych podmienok je to bezfarebný plyn bez chuti a zápachu, ktorý existuje vo forme dvojatómovej molekuly O₂. Tvorí približne 21 % zemskej atmosféry a je najrozšírenejším prvkom v zemskej kôre, kde je viazaný v oxidech, silikátoch a vode. Priemyselne sa získava frakčnou destiláciou skvapalneného vzduchu, zatiaľ čo v prírode ho neustále dopĺňajú rastliny fotosyntézou.
Vlastnosti
Kyslík, chemická značka O a protónové číslo 8, je za štandardných podmienok bezfarebný plyn bez chuti a zápachu, o niečo hustejší ako vzduch. Jeho najstabilnejšou alotropickou modifikáciou je dvojatómová molekula O₂, ktorá je nevyhnutná pre aeróbne dýchanie. Ďalšou známou modifikáciou je trojatómový ozón (O₃), ktorý tvorí ozónovú vrstvu chrániacu Zem pred ultrafialovým žiarením. V kvapalnom stave má svetlomodrú farbu a je silne paramagnetický. Ako mimoriadne reaktívny nekov a druhé najelektronegatívnejšie činidlo ľahko tvorí zlúčeniny, najmä oxidy, s takmer všetkými ostatnými prvkami. Podporuje horenie, je to teda látka, ktorá umožňuje spaľovanie iných materiálov.
Pôvod názvu
Názov prvku pochádza od Antoina Lavoisiera. Je zložený z gréckych slov „oxys“ (kyslý) a „gennaó“ (tvoriť, plodiť). Lavoisier sa totiž mylne domnieval, že kyslík je základnou zložkou všetkých kyselín, teda že „tvorí kyseliny“. Hoci sa táto hypotéza neskôr ukázala ako nesprávna, názov sa ujal.
Objav
Hoci o úlohe vzduchu pri horení sa uvažovalo po stáročia, kyslík ako samostatný prvok bol objavený až v 18. storočí. Švédsky chemik Carl Wilhelm Scheele ho izoloval ako prvý okolo roku 1772, no svoje zistenia nepublikoval včas. Nezávisle od neho ho v roku 1774 objavil britský teológ a chemik Joseph Priestley zahrievaním oxidu ortuťnatého. Priestley ho nazval „dephlogistonovaný vzduch“, pretože veril, že podporuje horenie tým, že pohlcuje flogistón. Až francúzsky chemik Antoine Lavoisier správne identifikoval kyslík ako chemický prvok, pomenoval ho „oxygène“ (kyselinotvorný) a vyvrátil teóriu flogistónu, čím položil základy modernej chémie.
Výskyt v prírode
Kyslík je najrozšírenejším prvkom v zemskej kôre, kde tvorí približne 47 % jej hmotnosti, viazaný najmä v silikátoch a oxidoch. Tvorí tiež podstatnú časť hydrosféry ako zložka vody a v atmosfére sa nachádza ako druhý najzastúpenejší plyn s koncentráciou okolo 21 %. V prírode neustále vzniká procesom fotosyntézy v rastlinách, riasach a siniciach. Priemyselne sa získava najmä frakčnou destiláciou skvapalneného vzduchu, kde sa využíva rozdielna teplota varu kyslíka a dusíka. Ďalšou metódou, vhodnou pre získanie veľmi čistého kyslíka, je elektrolýza vody, pri ktorej sa molekula vody štiepi na kyslík a vodík.
Využitie
Kyslík je pre život na Zemi absolútne nevyhnutný. Všetky živočíchy, vrátane človeka, ho využívajú pri procese dýchania na uvoľnenie energie z potravy. V medicíne zachraňuje životy ako súčasť umelej pľúcnej ventilácie a pri liečbe respiračných ochorení. Priemysel ho masívne využíva pri výrobe ocele na odstránenie uhlíka a iných nečistôt, ako aj pri zváraní a rezaní kovov, kde umožňuje dosiahnuť extrémne vysoké teploty. Je tiež kľúčový ako okysličovadlo v raketových motoroch. V prírode okrem dýchania podporuje spaľovacie procesy, napríklad oheň, a je nevyhnutný pre rozklad organickej hmoty.
Zlúčeniny
Najbežnejšou zlúčeninou kyslíka v prírode je voda (H₂O), ktorá pokrýva väčšinu zemského povrchu a je základom života. Rastliny fotosyntézou produkujú sacharidy, zložité organické zlúčeniny. Živočíchy dýchaním vylučujú oxid uhličitý (CO₂). V zemskej kôre tvorí s kremíkom kremičitany, základ hornín, a s kovmi vytvára oxidy ako hrdza. Ľudská činnosť, najmä spaľovanie fosílnych palív, produkuje obrovské množstvá CO₂, prispievajúceho ku klimatickým zmenám. Priemysel a doprava tiež uvoľňujú do atmosféry škodlivé oxidy dusíka a síry, ktoré spôsobujú kyslé dažde. V domácnostiach sa bežne používa peroxid vodíka.
Zaujímavosti
Kyslík je najrozšírenejším chemickým prvkom v zemskej kôre, kde tvorí takmer polovicu jej celkovej hmotnosti, najmä vo forme kremičitanov. Hoci je v plynnom stave bezfarebný, v kvapalnej forme má charakteristickú svetlomodrú farbu. Kvapalný kyslík je tiež paramagnetický, čo znamená, že ho priťahuje silné magnetické pole. Nádherné zelené a červené farby polárnej žiary sú spôsobené excitovanými atómami kyslíka. Takmer všetok voľný kyslík v atmosfére bol historicky vyprodukovaný fotosyntézou. Dýchanie stopercentného kyslíka pod zvýšeným tlakom je pre človeka toxické a poškodzuje centrálny nervový systém.
