El oxígeno es un elemento químico gaseoso cuyo símbolo es O. Se localiza en el grupo VIA de la tabla periódica, encabezando una familia de elementos que tienen seis electrones de valencia en sus átomos.
El oxígeno tiene número atómico 8 y una masa atómica de 16 g/mol, y su densidad es de 1.429 g/L. Es un gas incoloro, inodoro e insípido, y es uno de los elementos más abundantes en el planeta.
Su molécula estable es de dos átomos y se representa como O2. En esta forma, y combinados con otros elementos, sus átomos constituyen parte de la atmósfera terrestre y muchas de las sustancias que forman la naturaleza.
El oxígeno es un gas que se encuentra al alcance del ser humano para cubrir sus necesidades biológicas y realizar actividades productivas. Tiene una importancia vital y, afortunadamente, es un recurso renovable. El planeta mantiene constante la concentración de oxigeno molecular O2 por medio de los ciclos biogeoquímicos y la fotosíntesis.
Contenido
El oxigeno sirve para:
- Respiración y procesos biológicos
- Propósitos medicinales
- Sostener combustiones
- Formar compuestos químicos
- Tratamiento de aguas aerobio
Respiración y procesos biológicos
El oxígeno molecular O2 se encuentra en la atmósfera terrestre, abarcando un 21% molar del aire, acompañando al nitrógeno, el cual ocupa un 78%, y a otros gases que comprenden un porcentaje muy pequeño.
Este oxigeno se capta por medio de la respiración del ser humano, del resto de los mamíferos y de una gran variedad de organismos vivos, como los anfibios. La respiración es el mecanismo en el que se recolecta el aire del exterior para proveer de oxigeno los procesos biológicos.
Los pulmones son los órganos que reciben la carga de aire del exterior, tomada desde los conductos respiratorios. El oxígeno contenido en este aire es asimilado en los alveolos pulmonares, sacos que transmiten el vital elemento a la sangre que circula.
La sangre contiene hemoglobina, una sustancia capaz de cargar consigo el oxígeno. Es así que, a través de toda la trayectoria del torrente sanguíneo, se reparte el oxígeno a todas las células vivas. De este modo, cada célula podrá llevar a cabo los procesos metabólicos y funciones que le corresponden en el organismo, dependientes del oxígeno como participante químico.
El oxígeno en usos medicinales
El oxígeno, por medio de un proceso industrial, se puede confinar en cilindros apegados a una normativa, para brindar un servicio. Uno de los servicios más importantes es el medicinal. El oxígeno medicinal sirve para suministrarse a pacientes con problemas respiratorios.
Durante una cirugía o procedimiento de recuperación postoperatorio, en que el paciente permanece inconsciente, se usa el oxígeno medicinal para sostener sus funciones vitales mientras despierta.
Se hace la conexión entre el tanque cilíndrico con oxígeno y las vías respiratorias del paciente, para que su cuerpo se mantenga en condiciones óptimas de funcionamiento y oxigenación. Es posible determinar o variar el flujo del gas por medio de una válvula reguladora ya incluida en el tanque.
El oxígen sirve para sostener combustiones
Una reacción de combustión requiere de tres factores principales:
- Material combustible
- Agente de ignición
- Comburente
Un material combustible es aquel que, estimulado con una chispa o agente de ignición, es capaz de descomponerse químicamente, liberando energía en forma de calor (se presenta como fuego), gases y vapor de agua. Los materiales combustibles se conforman en gran proporción por el elemento carbono en sus formas químicas orgánicas.
Los hidrocarburos, compuestos químicos formados por carbono e hidrógeno, son los combustibles que desprenden las energías más poderosas para ser aprovechadas como calor para una amplia variedad de procesos industriales y domésticos.
Un agente de ignición es una forma de energía que provoca el comienzo de la reacción de combustión. Generalmente es una chispa eléctrica creada por la fricción entre dos materiales o por la acción de un interruptor eléctrico.
Un comburente es una sustancia que permite prolongar la reacción química de la combustión, evitando que se extinga y provocando la desintegración constante del combustible. El oxígeno es el comburente por excelencia.
Se combina con el carbono del combustible para generar gases como el dióxido de carbono CO2 y el monóxido de carbono CO. Esta liberación ocurre al mismo tiempo que el desprendimiento de energía.
Se usa para formar compuestos químicos
El oxígeno sirve para que se formen gran cantidad de las sustancias que encontramos en la naturaleza y en los procesos industriales. Entre ellas se encuentran:
- Las oxisales, como el sulfato de sodio (Na2SO4), el sulfato de potasio (K2SO4), el carbonato de calcio (CaCO3)
- Los oxiácidos, como el ácido sulfúrico (H2SO4), el ácido nítrico (HNO3) y el ácido fosfórico (H3PO4)
- Los alcoholes, como el metanol (CH3OH), el etanol (C2H5OH), el propanol (C3H7OH)
- Los ácidos orgánicos, como el ácido fórmico (HCOOH) y el ácido acético (CH3COOH)
- Entre tantos otros.
Tratamiento de aguas aerobio
En el tratamiento de aguas residuales hay una etapa llamada Tratamiento secundario, en la que se degrada la materia orgánica que resulta contaminante. Esto se logra por medio de lodos activados, que son materia orgánica en la que se tienen contenidas bacterias saprófitas.
Estos microorganismos se alimentan de las heces fecales, los aceites, los solventes y otras sustancias que perjudiquen la pureza y la calidad del agua. Una vez degradada esta materia intrusa, se puede llevar el agua a la siguiente etapa del tratamiento.
El oxígeno, en estos procesos, sirve para eliminar los olores en estas lagunas con lodos activados. Los operadores y los ingenieros que intervienen en el funcionamiento de las plantas de tratamiento de aguas por lodos activados trabajan con comodidad al no haber hedor.
