Активный кислород и его опасность для организма человека | Coolmart

Кислород — описание вещества, фармакология, применение, противопоказания, формула

Что такое активный кислород?

Кислород (латинское Oxygenium), химический элемент VI группы периодической системы Менделеева. При нормальных условиях кислород — газ без цвета, запаха и вкуса. Трудно назвать другой элемент, который играл бы на нашей планете такую важную роль, как кислород.

На земной поверхности, где протекает фотосинтез и господствует свободный кислород, формируются резко окислительные условия. Напротив, в клеточной системе организма человека формируется восстановительные условия и свободный кислород должен отсутствовать.

Окислительно-восстановительные процессы в простой воде с участием кислорода подвергают организм человека окислительному разрушению. Так организм изнашивается, стареет, жизненно-важные органы теряют свою функцию. Но другой аспект проблемы связан с формированием свободного радикала кислорода.

В обычных условиях молекула кислорода двухатомна (О2). Диссоциация молекулярного кислорода в воде с образованием свободного радикала кислорода и перекиси водорода (рис «формирование») приводит, в дальнейшем, к реакции с аминокислотами, входящих в структуру ДНК организма человека и возникновению мутаций (рис «реакция»).

Оксиген — это что такое оксиген

Как в организме формируется активный кислород?

Внутренние источники — неизбежная генерация активного кислорода.

Внешние источники — представляют в наши дни большую опасность.

• Прямое потребление: сигареты, тяжелая жирная пища, глютамат натрия (Е 621, правда, некоторые производители стыдливо скрывают его наличие и в составе указывают «ароматизирующее вещество», «вкусовые добавки» или «усилители вкуса»), выхлопные газы и т. д.
• Косвенное потребление: сельскохозяйственные химикаты, пестициды, тригалогенометаны, ПХБ и т. д.
• Радиация: микроволновое излучение, рентген, электромагнитные волны средств коммуникации и т. д.

Медицинский кислород

Обычно мед. К. применяют в смеси с воздухом в концентрации 20—80% . Применяемая по специальным показаниям для ингаляции смесь К. (95%) с углекислым газом (5%) носит название карбоген.

Выпускают мед. К. в стальных цельнотянутых баллонах, окрашенных в синий цвет. Хранят в прохладном месте. Арматура, прокладки, трубопроводы, контактирующие со сжатым К., не должны иметь следов жиров и масел, т. к. быстрое окисление жиров и масел, протекающее экзотермически, может повести к возгоранию и взрыву. В аптеках К. отпускают в специальных кислородных подушках.

См. также Кислородная терапия, Кислородно-дыхательная аппаратура.

Библиография Жиронкин А. Г. Кислород, Физиологическое и токсическое действие, Л., 1972, библиогр.; Машковский М. Д. Лекарственные средства, ч. 2, с. 71, М., 1977; P e м и Г. Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 1, М., 1972;Чугаев Л. А.

Открытие кислорода и теория горения в связи с философскими учениями древнего мира, Пг., 1919; Matthews С. М. E. а. о. Radioactive gases, в кн.: Radioactive pharmaceuticals, ed. by A. Andrews a. o., p. 567, Oak Ridge, 1966, bibliogr.; Oxygen transport to tissue- II, ed. by J. Grote a. D. Reneau, N. Y., 1976.

В. П. Мишин; В. В. Бочкарев (рад.), В. В. Чурюканов (фарм.).

Методы восстановления баланса в организме человека

Водоочиститель Неос ВЕ — идеальный источник пи-воды.

Далее читайте статью про » Что такое пи-вода?».

Опасность активного кислорода (радикалов) для организма человека

Свободные радикалы вызывают старение

Поддержание баланса свободных радикалов в организме человека

У людей с нормальным состоянием здоровья баланс поддерживается за счет ферментов СОД.

СОД — фермент супероксиддисмутазы, ключевой фермент в ряду белковых антиоксидантов, защищающий организм от повреждающего действия свободных радикалов кислорода.

Французы называют СОД «Эликсиром молодости» за его способность предотвращать преждевременное старение. В наш век людей окружают многочисленные химикаты, участвующие в генерации свободных радикалов. Таким образом угроза нарушения баланса активных форм кислорода растет. Необходима дополнительная помощь организму в процессе выведения вредных элементов.

Положение в периодической системе химических элементов

Кислород расположен в главной подгруппе VI группы  (или в 16 группе в современной форме ПСХЭ) и во втором периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Радиоактивный кислород

Природный К. состоит из трех стабильных изотопов: 16O (99,759%), 17O (0,037%) и 18O (0,204%). Известны также 5 его радиоактивных изотопов. Все они ультракороткоживущие, имеют весьма мальве периоды полураспада: 13O — ок. 0,008 сек., 14O — 76,5 сек., 15O — 123 сек., 19O — 29,1 сек. и 20O — 14 сек.

В мед. исследованиях нашел применение изотоп 15O. Он распадается с испусканием позитронов с энергией Еβ = 1,7376 МэВ (99,90%) и аннигиляционного гамма-излучения с Еγ = 0,511 МэВ (199,80%), а также путем электронного захвата (0,10%).

Изотоп 16О получают на ускорителях заряженных частиц, облучая мишени из азота протонами или дейтронами, реже — мишени из углерода и кислорода альфа-частицами. Наиболее распространен способ получения этого радионуклида с помощью циклотрона по ядерной реакции 14N (d, n) —>

15O (см. Изотопы). Газообразный азот пропускают через специальную мишень — сосуд с тонким магниевым окном для впуска бомбардирующих частиц. После облучения дейтронами таз, в к-ром образуется 15O, очищается от примесей окислов азота, озона и воды и по системе проточной газовой коммуникации быстро подается на место использования — в лабораторию, находящуюся вблизи от циклотрона.

Далее, используя различные экспресс-методы, с помощью автоматизированной аппаратуры получают также простейшие меченные кислородом-15 хим. соединения (C15O, С15O2, H215O), которые, как и исходный 15O2 или 15OO, применяют для мед. диагностических исследований.

С помощью соединений, содержащих 15O, проводят исследования функции легких, в частности вентиляции легких, изучают скорость кровотока, процесс поглощения кислорода, его метаболизм в сердечной мышце и головном мозге. Эти исследования обычно проводят за 4—8 вдохов кислорода, окиси или двуокиси углерода, имеющих начальную объемную удельную активность (или радиоактивную концентрацию)

Радиоизотопы К. обладают малой радиотоксичностью. Детектирование и измерение активности препаратов, содержащих 15O, производят по его гамма-излучению. Для радиодиагностических исследований применяют так наз. позитронные камеры.

См. также Радиоизотопные исследования.

Соединения кислорода

Основные степени окисления кислород 2, 1, 0, -1 и -2.

Соединения кислорода:

Способы получения кислорода

В промышленности кислород получают перегонкой жидкого воздуха.

Лабораторные способы получения кислорода:

• Разложение некоторых кислородосодержащих веществ:

Разложение перманганата калия:

2KMnO4 → K2MnO4 MnO2 O2

Разложение бертолетовой соли в присутствии катализатора  MnO2:

2KClO3 → 2KCl 3O2

Разложение пероксида водорода в присутствии оксида марганца (IV):

2H2O2 →  2H2O O2

2HgO → 2Hg O2

2KNO3 → 2KNO2 O2

Физические свойства и нахождение в природе

Кислород О2 — газ без цвета, вкуса и запаха, немного тяжелее воздуха. Плохо растворим в воде. Жидкий кислород – голубоватая жидкость, кипящая при -183оС.

Озон О3 — при нормальных условиях газ голубого цвета со специфическим запахом, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода.

Кислород — это самый распространённый в земной коре элемент. Кислород входит в состав многих минералов — силикатов, карбонатов и др. Массовая доля элемента кислорода в земной коре —  около 47 %. Массовая доля элемента кислорода в морской и пресной воде составляет 85,82 %. 

В атмосфере содержание свободного кислорода составляет 20,95 % по объёму и 23,10 % по массе.

Химические свойства

При нормальных условиях чистый кислород — очень активное вещество, сильный окислитель. В составе воздуха окислительные свойства кислорода не столь явно выражены.

1. Кислород проявляет свойства окислителя(с большинством химических элементов) и свойства восстановителя(только с более электроотрицательным фтором). В качестве окислителя кислород реагирует и с металлами, и с неметаллами. Большинство реакций сгорания простых веществ в кислороде протекает очень бурно, иногда со взрывом.

1.1. Кислород реагирует с фтором с образованием фторидов кислорода:

O2   2F2  →  2OF2

С хлором и бромом кислород практически не реагирует, взаимодействует только в специфических очень жестких условиях.

1.2. Кислород реагирует с серой и кремниемс образованием оксидов:

S O2 → SO2

  Si O2 → SiO2

1.3.Фосфоргорит в кислороде с образованием оксидов:

При недостатке кислорода возможно образование оксида фосфора (III):

4P      3O2  →   2P2O3

Но чаще фосфор сгорает до оксида фосфора (V):

4P      5O2  →   2P2O5

1.4.С азотомкислород реагирует при действии электрического разряда, либо при очень высокой температуре (2000оС), образуя оксид азота (II):

    N2  O2→  2NO

1.5. В реакциях с щелочноземельными металлами, литием  и алюминием кислород  также проявляет свойства окислителя. При этом образуются оксиды:

2Ca       O2 → 2CaO

Однако при горении натрияв кислороде преимущественно образуется пероксид натрия:

    2Na O2→  Na2O2

А вот калий, рубидий и цезий при сгорании образуют смесь продуктов, преимущественно надпероксид:

    K O2→  KO2

Переходные металлы окисляются кислород обычно до устойчивых степеней окисления.

Цинк окисляется до оксида цинка (II):

2Zn O2→  2ZnO

Железо, в зависимости от количества кислорода, образуется либо оксид железа (II), либо оксид железа (III), либо железную окалину:

2Fe O2→  2FeO

4Fe 3O2→  2Fe2O3

3Fe 2O2→  Fe3O4

1.6. При нагревании с избытком кислорода графит горит, образуя оксид углерода (IV):

C     O2  →  CO2

 при недостатке кислорода образуется угарный газ СО:

2C     O2  →  2CO

Алмаз горит при высоких температурах:

Горение алмаза в жидком кислороде:

Графит также горит:

Графит также горит, например, в жидком кислороде:

Графитовые стержни под напряжением:

2. Кислород взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Кислород окисляет бинарные соединения металлов и неметаллов: сульфиды, фосфиды, карбиды, гидриды. При этом образуются оксиды:

4FeS 7O2→  2Fe2O3 4SO2

Al4C3 6O2→  2Al2O3 3CO2

Ca3P2 4O2→  3CaO P2O5

2.2. Кислород окисляет бинарные соединения неметаллов:

• летучие водородные соединения (сероводород, аммиак, метан, силан гидриды. При этом также образуются оксиды: 

2H2S 3O2→  2H2O 2SO2

Аммиакгорит с образованием простого вещества, азота:

4NH3 3O2→  2N2 6H2O

Аммиакокисляется на катализаторе (например, губчатое железо) до оксида азота (II):

4NH3 5O2→  4NO 6H2O

• прочие бинарные соединения неметаллов — как правило, соединения серы, углерода, фосфора (сероуглерод, сульфид фосфора и др.):

CS2 3O2→  CO2 2SO2

• некоторые оксиды элементов в промежуточных степенях окисления (оксид углерода (II), оксид железа (II) и др.):

2CO O2→  2CO2

2.3. Кислород окисляет гидроксиды и соли металлов в промежуточных степенях окисления в водных растворах.

Например, кислород окисляет гидроксид железа (II):

4Fe(OH)2 O2 2H2O → 4Fe(OH)3

Кислород окисляет азотистую кислоту:

2HNO2 O2 → 2HNO3

2.4. Кислород окисляет большинство органических веществ. При этом возможно жесткое окисление (горение) до углекислого газа, угарного газа или углерода:

CH4 2O2→  CO2 2H2O

2CH4 3O2→  2CO 4H2O

CH4 O2→  C  2H2O

Также возможно каталитическое окисление многих органических веществ (алкенов, спиртов, альдегидов и др.)

2CH2=CH2 O2 → 2CH3-CH=O

Электронное строение кислорода

Электронная конфигурация  кислорода в основном состоянии:

😯 1s²2s²2p⁴     1s   2s   2s  2p 

Атом кислорода содержит на внешнем энергетическом уровне 2 неспаренных электрона и 2 неподеленные электронные пары в основном энергетическом состоянии.