| 8 | OXÍGENO | O |
| 1s22s2p4 |
| Año | Descubridores | Nacionalidades |
| 1.774 | C.W. Scheele y Joseph Priestley | Suecia |
En la tierra, el oxígeno es más abundante que cualquier otro elemento. A pesar de ello no se reconoció como tal hasta finales del siglo XVIII. Parece ser que el químico danés Borch obtuvo oxígeno fortuitamente en 1.678, pero no pudo recogerlo y su descubrimiento se atribuye a C.W. Scheele en Suecia y J. Priestley en Gran Bretaña independientemente entre 1.771 y 1.774.
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El primero lo preparó a partir del dióxido de manganeso mientras que el segundo lo hizo calentando con una potente lente el óxido de mercurio que había dispuesto previamente encima del mercurio de un tubo barométrico. Lavoisier, es sus estudios sobre la combustión, perfeccionó este último experimento, determinando las propiedades más importantes, puso de manifiesto la presencia de oxígeno en el aire y en el agua y dió al gas el nombre de oxígeno (formador de ácidos) por creer que todos los ácidos contenían este elemento. En 1.877 Cailletet y Pictet lo licuaron por primera vez.
ABUNDANCIA Y ESTADO NATURAL
El oxígeno constituye el 21% del volumen y el 23,15% del peso de la atmósfera, 85,8% del peso de los océanos (el 88,8% del agua pura es oxígeno) y, como componente de la mayoría de las rocas y minerales, el 46,7% del peso de la corteza sólida terrestre.
PROPIEDADES
El gas oxígeno, O2 , es incoloro, inodoro e insípido. Es ligeramente más denso que el aire, y es poco soluble en el agua (48,9 cm³ por litro en c.n.) por lo que puede recogerse sobre ella. El oxígeno gaseoso puede condensarse en un líquido azul pálido que es fuertemente magnético. El oxígeno sólido azul pálido se obtiene por compresión del líquido. Se conocen tres formas estructurales de oxígeno: el oxígeno ordinario, con dos átomos por molécula, (O2), el ozono, con tres átomos por molécula, (O3) y una forma no magnética de color azul pálido, O4 , que contiene cuatro átomos por molécula, que se rompe fácilmente en presencia de oxígeno ordinario. El ozono es de color azul pálido y tiene un olor irritante. El ozono es poco soluble en agua y se disuelve en tetracloruro de carbono con mayor facilidad. A temperatura ambiente es relativamente inestable y se descompone según la reacción:
O3 = O2 + O
que explica que su poder oxidante sea aún más alto que el del oxígeno. Se conocen tres isótopos estables del oxígeno siendo el 16O el más abundante. Comprende el 99,76% del oxígeno ordinario y se usó como patrón en la determinación de pesos atómicos hasta el decenio de 1960.
A temperatura ambiente no es muy activo, pero a temperaturas elevadas se combina con la mayor parte de los elementos para formar óxidos, incluyendo algunos de los gases nobles, en especial si se trata de oxígeno puro y en presencia de catalizadores.
Estructura:
Cúbica
El oxígeno es el segundo elemento más electronegativo, después del flúor, y esta avidez por capturar electrones explica que se combine con la mayoría de los elementos. Si exceptuamos el nitrógeno, los halógenos, el oro, el iridio y el platino, todos los elementos pueden arder en el oxígeno. De la misma forma, los compuestos que contengan elementos que se combinen fácilmente con el oxígeno, arden en el seno de éste.
| Masa Atómica: | 15,9994 uma |
| Punto de Fusión: | -218,4 °C |
| Punto de Ebullición: | -182,96 °C |
| Densidad: | 0,0014 g/cm³ |
| Potencial Estándar de Electrodo: | + 1,23v H2O | ½O2 solución ácida |
| Conductividad Térmica: | 0,03 J/m s °C |
| Conductividad Eléctrica: | 0,0 |
| Calor Específico: | 911,24 J/kg °K |
| Calor de Fusión: | 0,4 kJ/mol |
| Calor de Vaporización: | 3,41 kJ/mol |
| Calor de Atomización: | 249,0 kJ/mol de átomos |
| Estados de Oxidación: | -2, -1, +1, +2 |
| 1ª Energía de Ionización: | 1313,9 kJ/mol |
| 2ª Energía de Ionización: | 3388,2 kJ/mol |
| 3ª Energía de Ionización: | 5300,3 kJ/mol |
| 1ª Afinidad Electrónica: | 141 kJ/mol |
| Radio Atómico: | 0,65 Å |
| Radio Covalente: | 0,73 Å |
| Radio Iónico: | O-2 = 1,45 Å O+6 = 0,09 Å |
| Volumen Atómico: | 14 k cm³/mol |
| Polarizabilidad: | 0,8 ų |
| Electronegatividad (Pauling): | 3,44 |
| Con aire: | No reacciona | ||
| Con H2O: | No reacciona | ||
| Con HCl 6M: | No reacciona | ||
| Con HNO3 15M: | No reacciona | ||
| Con NaOH 6M: | No reacciona | ||
PREPARACION
Dado que constituye aproximadamente el 21% de la atmósfera, se obtiene industrialmente mediante destilación fraccionada del aire líquido. En la parte alta de la columna de destilación se separa el nitrógeno gaseoso que es el componente más volátil, mientras que el oxígeno se recoge líquido por la base de la misma. En la actualidad los procesos de licación y destilación se producen simultáneamente, ya que el nitrógeno gaseoso frio que se recoge en la cabecera del destilador se utiliza para enfriar el aire en intercambiadores de calor, que queda parcialmente licuado con un contenido de oxígeno muy superior al 21%.
Otra forma de obtención del oxígeno es la electrólisis del agua a la que previamente se le añade ácido sulfúrico o sosa con el objeto de hacerla conductora. En este proceso se desprende hidrógeno en el cátodo y oxígeno en el ánodo.
En el laboratorio, el oxígeno se obtiene por descomposición de algunos de sus compuestos. Los óxidos de plata y de mercurio se descomponen térmicamente para dar oxígeno y el metal correspondiente. El clorato de potasio (KClO3 ) se descompone en cloruro de potasio y oxígeno en una reacción catalizada por el dióxido de manganeso. El peróxido de sodio (Na2O2) se descompone por la acción del agua generando hidróxido de sodio y oxígeno.
APLICACIONES
Se usa para el afinado del acero en la industria siderúrgica, para la obtención industrial de muchas sustancias químicas, como los ácidos sulfúrico y nítrico, el acetileno y el epoxyetano. Se utiliza también, en forma líquida, como combustible de cohetes y misiles, para producir la llama de las soldaduras oxiacetilénica y oxhídrica y para la fabricación de explosivos. Se utiliza en medicina como componente del aire artificial para personas con insuficiencias respiratorias graves.
El ozono se usa como bactericida en algunas piscinas, para la esterilización de agua potable (aunque es más caro que el cloro), y como decolorante de aceites, ceras y harinas.
| ISOTOPOS |
| Z | Nombre del Núclido | Vida Media | Spin | Abundancia (%) | Masa Atómica (uma) |
| 8 | Oxígeno-15 | 122,2 segundos | 1/2 | 0,00 | 15,0000 |
| 8 | Oxígeno-16 | Estable | 0 | 99,76 | 15,9949 |
| 8 | Oxígeno-17 | Estable | 5/2 | 0,04 | 16,9991 |
| 8 | Oxígeno-18 | Estable | 0 | 0,2 | 17,9992 |
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