10 toepassingen voor zuurstof

Inhoud

• TL; DR (te lang; niet gelezen)
• 1) Mensen ademen zuurstof
• 2) Zuurstof voor transport
• 3) Medisch gebruik van zuurstof
• 4) Zuurstof helpt schoon afvalwater
• 5) Zuurstof als recreatie
• 6) Zuurstof kan wetenschappers een glimp in het verleden bezorgen
• 7) Zuurstof is koel
• 8) Zuurstof: onder druk
• 9) Zuurstof als ecologische indicator
• 10) Industrieel gebruik van zuurstof

Zuurstof maakt ongeveer 21 procent uit van de aardatmosfeer, en van de gassen die op de planeet worden gevonden, gebruiken mensen het het meest, al was het maar omdat het nodig is voor de meeste zoogdieren. Dat gezegd hebbende, wordt het gebruikt in tal van andere menselijke inspanningen: medicijnen, bouw, transport en zelfs recreatie, om er maar een paar te noemen. De Zweedse chemicus Carl Wilhelm ontdekte het smakeloze, reukloze gas in 1772 nadat hij had geëxperimenteerd met het verhitten van verschillende zuurstofhoudende verbindingen. Terwijl zuurstof een groot deel van de aardatmosfeer uitmaakt, bevat de aardkorst grote hoeveelheden ervan in vaste vorm als verschillende oxiden, en de oceanen van de wereld bevatten er een overvloed aan als H₂O, ook bekend als diwaterstofmonoxide of water. Zuurstof maakt 46 procent van de aardkorst uit en staat als het meest overvloedige element in de structuur, en het maakt 89 procent van het zeewater van de wereld uit.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Terwijl mensen zuurstof inademen, wordt het element gebruikt in vele andere menselijke activiteiten: raketbrandstof, kanker bestrijden, afvalwater reinigen, recreatie, ecologische studies en werken met staal, om er maar een paar te noemen.

1) Mensen ademen zuurstof

Aardzoogdieren hebben, net als vele andere soorten, zuurstof nodig om te overleven. Ze ademen het gas in hun longen, waar het bloed het opneemt en naar de andere cellen in het lichaam stuurt waar het wordt gebruikt voor cellulaire ademhaling. Dit is het proces waarbij zuurstof en glucose chemische energie, water en koolstofdioxide creëren, die de soort vervolgens weer in de atmosfeer uitademt. Omdat zuurstof essentieel is voor het leven, slaan mensen het op voor noodgevallen en op plaatsen waar ademend zuurstof niet van nature voorkomt. Vliegtuigen houden bijvoorbeeld een voorraad bij de hand in het geval de cabine snel drukloos wordt (als er een gat in het vliegtuig is), onderzeeërs houden er winkels bij die de bemanning kan ademen en ziekenhuizen bieden vaten aan aan patiënten met ademhalingsproblemen zoals long kanker.

2) Zuurstof voor transport

Terwijl vliegtuigen lucht nodig hebben om te vliegen, en terwijl zuurstof ongeveer een vijfde van de lucht van de aarde uitmaakt, kunnen in dezelfde mate dichte gassen in theorie de druk leveren die nodig is voor de vlucht. Dat gezegd hebbende, gebruiken andere machines zuurstof in een of andere vorm om te bewegen. Onderzeeërs maken gebruik van waterstofperoxide, H₂O₂ bij het starten van hun motoren; daarvoor moesten subs vaak naar de oppervlakte komen om toegang te krijgen tot zuurstof in de lucht. Evenzo ontladen sommige onderzeese torpedo's ook van deze machines met behulp van zuurstof. Raketten gebruiken ook vloeibare zuurstof als oxidatiemiddel, in plaats van als brandstof zelf. Kortom, zuurstof werkt om de verbrandingssnelheid van raketbrandstof te verhogen. Motoren, zoals die in auto's, gebruiken ook zuurstof: het element is noodzakelijk voor verbranding.

3) Medisch gebruik van zuurstof

Veel ziekenhuizen houden ook zuurstof op verschillende manieren vast om verschillende aandoeningen te behandelen. Pediatrische couveuses helpen een veilige omgeving voor pasgeborenen en zuigelingen te ontwikkelen wanneer ze voortijdig worden geboren, zonder het vermogen om hun warmte te reguleren of wanneer ze wonden hebben, om er maar een paar te noemen. Artsen reguleren de hoeveelheid zuurstof in deze gebieden, omdat overmatige hoeveelheden ervan pasgeborenen kunnen beschadigen, hoewel het nog steeds een noodzakelijk element is in deze scenario's. Zuurstof wordt ook gebruikt in andere medische gebieden: artsen verrijken daarmee gasvormige anesthetica om bijvoorbeeld een patiënt te laten overleven.

4) Zuurstof helpt schoon afvalwater

In veel gevallen is het zuurstofniveau in water dat naar zuiveringsinstallaties komt. Dit is een probleem, aangezien veel van de bacteriën en andere micro-organismen die deze planten gebruiken om schadelijke verbindingen in het water af te breken, afhankelijk zijn van zuurstof om concurrerende, potentieel gevaarlijke andere organismen in het water te laten gedijen en te produceren. Historisch gezien hebben werknemers in deze fabrieken zuurstof in de atmosfeer gebruikt om deze welwillende bacteriën te helpen, maar sinds kort gebruiken ze puur zuurstofgas, pompen het in het vuile water en kunnen ze kleinere containers gebruiken dan wanneer ze het zuurstofgehalte in de atmosfeer gebruiken om hetzelfde te behandelen hoeveelheid afvalwater.

5) Zuurstof als recreatie

Halverwege de late jaren 2000 zag de wereld een toename van het aantal zuurstofstaven. Deze vestigingen voorzien klanten van pure zuurstof (soms tot op zekere hoogte "gearomatiseerd"), wat volgens deze organisaties de stemming verbetert en de stress van een gebruiker vermindert. Sommigen beweren dat het een "high" biedt. Dat gezegd hebbende, sommige overheidsgezondheidsorganisaties over de hele wereld beschouwen deze activiteit als potentieel onveilig, aangezien de zuurstof niet wordt verstrekt in een medische setting of door een medische professional.

6) Zuurstof kan wetenschappers een glimp in het verleden bezorgen

De meeste zuurstof heeft acht neutronen, waardoor het een atoomgewicht van 16 heeft, maar een veel zeldzamere vorm van zuurstof heeft nog eens twee neutronen. Deze zwaardere verzameling moleculen wordt zuurstof-18 genoemd en lijkt ongeveer één op elke 500 "normale" zuurstofmoleculen. Wetenschappers kunnen de zuurstof in zeewater vergelijken met de zuurstof in gletsjers, die eonen geleden vele eeuwen geleden vormden. Gletsjerijs heeft over het algemeen minder zuurstof-18-moleculen dan zeewater, en sommige wetenschappers theoretiseren dat ze informatie kunnen verzamelen over eerdere atmosferische temperaturen met behulp van de prevalentie van zuurstof-18 in gletsjers: hoe zwaarder zuurstof, hoe koeler het klimaat op het moment dat de gletsjer werd gevormd.

7) Zuurstof is koel

Vloeibare zuurstof wordt gebruikt als koelmiddel bij een aantal menselijke inspanningen. Sommige computergebruikers die hoge verwerkingskrachten nodig hebben, maken gebruik van vloeibare zuurstof om hun installaties te koelen. Hoewel vloeibare zuurstof ook wordt gebruikt als oxidatiemiddel in raketbrandstof, fungeert het ook als koelmiddel in sommige raketsystemen. Commerciële zuurstofkoelmiddelen bestaan ​​ook voor gemiddelde consumenten. Vloeibare zuurstof zorgt voor een goede koelvloeistof omdat het een relatief lage dichtheid heeft en de warmte niet erg goed vasthoudt.

8) Zuurstof: onder druk

Veel pneumatische systemen maken ook gebruik van zuurstof. Omdat gecomprimeerde gassen, zoals zuurstof, relatief veilig en goedkoop zijn, worden ze vaak gebruikt in veel pneumatisch gereedschap, zoals boren, riveters en verfspuiten. Functioneel, benutten pneumatische gereedschappen de eigenschappen van perslucht, zoals druk, om verschillende delen van zichzelf te verplaatsen en een doel te bereiken.

9) Zuurstof als ecologische indicator

Wetenschappers kunnen het zuurstofgehalte van een meer bestuderen om te bepalen hoe gezond het is of niet. In sommige gevallen, zoals algenbloei waarbij de afvoer van kunstmest een waterlichaam bereikt, kan de hoeveelheid zuurstof in dat lichaam te hoog zijn en uiteindelijk het ecosysteem beschadigen, in sommige gevallen vissen doden. Een bepaald niveau ervan is echter noodzakelijk voor het leven om in water te groeien, omdat veel soorten het nodig hebben voor het leven, en op hun beurt vertrouwen andere soorten op hen.

10) Industrieel gebruik van zuurstof

De staalindustrie vertegenwoordigt het grootste niet-natuurlijke gebruik van zuurstof. Tijdens het smeedproces blazen werknemers zuurstof onder hoge druk om de vluchtige aard, en dus verwijdering, van ongewenste verbindingen in staal te vergroten. Het wordt ook gebruikt bij het lassen, waar het de temperatuur van een vlam kan verhogen, waardoor het kan smelten en stoffen kan lassen die een hogere warmteweerstand hebben. Evenzo wordt zuurstofrijke lucht gebruikt bij onder andere de vorming van acetyleen en methanol.