Eloxgenoes unelemento qumicodenmero atmico8 y representado por el smboloO. Su nombre proviene de las racesgriegas (oxys) (cido, literalmente punzante, en referencia alsaborde loscidos) y (-gonos) (productor, literalmente engendrador), porque en la poca en que se le dio esta denominacin se crea, incorrectamente, que todos los cidos requeran oxgeno para su composicin. Encondiciones normales de presin y temperatura, dostomosdel elemento se enlazan para formar eldioxgeno, ungasdiatmicoincoloro, inodoro e inspido con frmula O2. Esta sustancia comprende una importante parte de la atmsfera y resulta necesaria para sostener lavidaterrestre.El oxgeno forma parte delgrupode losanfgenosen latabla peridicay es un elementono metlicoaltamentereactivoque forma fcilmentecompuestos(especialmentexidos) con la mayora de elementos, excepto con losgases nobleshelioynen. Asimismo, es un fuerteagente oxidantey tiene la segundaelectronegatividadms alta de todos los elementos, solo superado por elflor.1Medido por sumasa, el oxgeno es eltercer elemento ms abundantedel universo, tras elhidrgenoy el helio,2y el ms abundante en lacorteza terrestre, formando prcticamente la mitad de su masa.3Debido a su reactividad qumica, el oxgeno no puede permanecer en la atmsfera terrestre como elemento libre sin ser reabastecido constantemente por laaccin fotosintticade los organismos que utilizan la energa solar para producir oxgeno elemental a partir del agua. El oxgeno elemental O2solamente empez a acumularse en la atmsfera despus de la aparicin de estos organismos, aproximadamente hace 2500 millones de aos.4El oxgeno diatmico constituye el 20,8% del volumen de laatmsfera terrestre.5Dado que constituye la mayor parte de la masa delagua, es tambin el componente mayoritario de la masa de los seres vivos. Muchas de las molculas ms importantes que forman parte de los seres vivos, como lasprotenas, loscidos nucleicos, loscarbohidratosy loslpidos, contienen oxgeno, as como los principalescompuestos inorgnicosque forman los caparazones, dientes y huesos animales. El oxgeno elemental se produce porcianobacterias,algasy plantas, y todas las formas complejas de vida lo usan para surespiracin celular. El oxgeno es txico para los organismos de tipoanaerobio obligado, lasformas tempranas de vidaque predominaban en la Tierra hasta que el O2comenz a acumularse en la atmsfera. Otra forma (altropa) del oxgeno, elozono(O3), ayuda a proteger la biosfera de laradiacin ultravioletaa gran altitud, en la llamadacapa de ozono, pero es contaminante cerca de la superficie, donde es un subproducto delesmog. A altitudes an mayores de larbita baja terrestre, el oxgeno atmico tiene una presencia significativa y causa erosin en las naves espaciales.6Carl Wilhelm Scheeledescubri el oxgeno de forma independiente enUpsalaen 1773, o incluso antes, yJoseph Priestley, enWiltshireen 1774, pero el honor suele adjudicrsele a Priestley debido a que public su trabajo antes.Antoine Lavoisier, cuyas investigaciones ayudaron a desacreditar la entonces popularteora del flogistodecombustinycorrosin, acu el nombre oxgeno en 1777.7Este se produce industrialmente mediante ladestilacin fraccionadade aire licuado, el uso dezeolitaconciclos de presinpara concentrar el oxgeno del aire, laelectrlisis del aguay otros medios. El oxgeno se utiliza en la produccin de acero, plsticos y textiles; los propulsores de cohetes; laoxigenoterapia; y la asistencia para la respiracin en aeronaves, submarinos, vuelos espaciales y submarinismo.ndice[ocultar] 1Caractersticas 1.1Estructura 1.2Altropos 1.3Propiedades fsicas 1.4Istopos y origen estelar 1.5Abundancia 2Rol biolgico 2.1Fotosntesis y respiracin 2.2Contenido en el cuerpo 2.3Acumulacin en la atmsfera 3Historia 3.1Primeros experimentos 3.2Teora del flogisto 3.3Descubrimiento 3.4Contribucin de Lavoisier 3.5Historia posterior 4Produccin industrial 5Usos y aplicaciones 5.1Medicina 5.2Apoyo vital y uso recreativo 5.3Industria 5.4Ciencia 6Compuestos 6.1xidos y otros compuestos inorgnicos 6.2Compuestos orgnicos y biomolculas 7Seguridad y precauciones 7.1Toxicidad 7.2Combustin y otros riesgos 8Vase tambin 9Notas al pie 10Referencias 11Bibliografa complementaria 12Enlaces externosCaractersticas[editar]Estructura[editar]

Tubo de descarga lleno de oxgeno puro.

Un hilo de oxgeno lquido se desva por un campo magntico, ilustrando su propiedad paramagntica.Encondiciones normales de presin y temperatura, el oxgeno es ungasincoloro e inodoro confrmula molecularO2, en el que dos tomos de oxgeno seenlazancon unaconfiguracin electrnicaenestado triplete. Este enlace tiene unorden de enlacede dos y se suele simplificar en las descripciones como unenlace doble8o como una combinacin de un enlace de dos electrones y dosenlaces de tres electrones.9Eloxgeno tripleteno debe confundirse con el ozono, O3 es elestado fundamentalde la molcula O2,10que cuenta con dos electrones desparejados que ocupan dosorbitales molecularesdegenerados.nota 1Estos orbitales se clasifican comoantienlacesdebilitan el orden de enlace de tres a dos, de manera que el enlace del dioxgeno es ms dbil que el triple enlace delnitrgenodiatmico, en el que todos los orbitales de los enlaces moleculares se rellenan, pero algunosorbitales de antienlaceno lo estn.10En su forma normal de triplete, las molculas de O2sonparamagnticas; es decir, que en presencia de uncampo magnticoforman unimn, debido almomento magnticodelespnde los electrones desparejados en la molcula y lainteraccin de canjenegativa entre molculas de O2contiguas.11Un imn atrae al oxgeno lquido hasta tal punto que, en demostraciones de laboratorio, un hilo de oxgeno lquido puede sostenerse contra su propio peso entre los polos de un imn potente.12nota 2Eloxgeno molecular singletees un nombre dado a varias especies de O2de mayor energa, en los que todos los espnes de los electrones se emparejan. Es mucho ms reactivo conmolculas orgnicashabituales que el oxgeno molecular en s mismo. En la naturaleza, el oxgeno singlete se suele formar con el agua en la fotosntesis, usando la energa solar.14Tambin se produce en latroposferaa causa de la fotolisis del ozono por la luz de onda corta,15as como por el sistema inmunitario como una fuente de oxgeno activo.16En los organismos fotosintticos y posiblemente tambin en los animales, loscarotenoidesjuegan un papel fundamental en la absorcin de energa del oxgeno singlete y la conversin de este a su estado no excitado antes de que pueda causar dao a los tejidos.17Altropos[editar]

El ozono es un gas poco comn en la Tierra y se encuentra en su mayor parte en laestratosfera.Artculo principal:Altropos del oxgenoElaltropoms normal del oxgeno elemental es el llamadodioxgeno(O2), que tiene una longitud de enlace de 121pmy una energa de enlace de 498kJmol1.18Esta es la forma que usan las formas de vida complejas, como los animales, en su respiracin celular (vaserol biolgico) y es la forma que tiene una gran importancia en la composicin de la atmsfera terrestre (vaseAbundancia).El trioxgeno (O3) se conoce habitualmente comoozonoy es un altropo muy reactivo, daino para el tejido pulmonar.19El ozono se produce en laatmsfera superiorcuando el O2se combina con el oxgeno atmico a causa de la divisin del O2por laradiacin ultravioleta.7Ya que el ozono es un poderoso absorbente en la regin ultravioleta delespectro electromagntico, lacapa de ozonode la atmsfera superior funciona como un escudo protector de la radiacin que recibe el planeta.7Cerca de la superficie terrestre, no obstante, es uncontaminanteformado como subproducto de las emisiones de automviles.19La molculametaestabledeltetraoxgeno(O4) no fue descubierta hasta 2001,2021y se dio por descontado que exista en una de las seis fases deloxgeno slido. En 2006 se demostr que esta fase, creada mediante la presurizacin del O2a 20GPa, es, de hecho, unclsternota 3O8desistema trigonal.22Este clster tiene potencial para ser unoxidantemucho ms potente que el O2y el O3y podra, por tanto, ser usado comopropulsor de cohetes.2021En 1990 se descubri una fase metlica cuando el oxgeno slido se somete a una presin superior a 96 GPa23y se demostr en 1998 que a temperaturas muy bajas se convierte ensuperconductor.24Propiedades fsicas[editar]

En la fase tarda de la vida de una estrella masiva, el16O se concentra en la corteza O, el17O lo hace en la corteza H y el18O en la corteza He.

Por una coincidencia interesante de la naturaleza, eloxgeno lquidotiene el color celeste delcielo. Es importante observar que sin embargo, estos dos fenmenos no tienen relacin (el azul del cielo es debido a ladispersin de Rayleighy estara presente aunque no hubiese oxgeno en el aire).

El agua fra contiene ms O2disuelto.Vanse tambin:Oxgeno lquidoyOxgeno slido.El oxgeno es mssolubleen agua que el nitrgeno; esta contiene aproximadamente una molcula de O2por cada dos molculas de N2, comparado con la proporcin en la atmsfera, que viene a ser de 1:4. La solubilidad del oxgeno en el agua depende de la temperatura, disolvindose alrededor del doble (14,6mgL1) a 0C que a 20C (7,6mgL1).1125A 25C y 1 atmsfera de presin, el agua dulce contiene alrededor de 6,04mililitros(ml) de oxgeno por litro, mientras que el agua marina contiene alrededor de 4,95ml por litro.26A 5C la solubilidad se incrementa hasta 9,0ml (un 50% ms que a 25C) por litro en el agua y 7,2ml (45% ms) en el agua de mar.El oxgeno se condensa a 90,20K(182,95C, 297,31F) y se congela a 54,36K (218,79C, 361,82F).27Tanto el O2lquidocomo elslidoson sustancias con un suave colorazul cielocausado por laabsorcinen el rojo, en contraste con el color azul del cielo, que se debe a ladispersin de Rayleighde la luz azul. El O2lquido de gran pureza se suele obtener a travs de ladestilacin fraccionadade aire licuado.28El oxgeno lquido tambin puede producirse por condensacin del aire, usando nitrgeno lquido como refrigerante. Es una sustancia altamente reactiva y debe separarse de materiales inflamables.29Istopos y origen estelar[editar]Artculo principal:Istopos del oxgenoEl oxgeno que encontramos en la naturaleza se compone de tres istopos estables:16O,17Oy18O, siendo el16O el ms abundante (99,762% deabundancia natural).30La mayor parte del16O sesintetizaal final delproceso de combustin del helioen unaestrellamasiva, pero otra parte se produce en elproceso de combustin del nen.31El17O surge fundamentalmente por la combustin del hidrgeno en helio durante elciclo CNO, convirtindolo en un istopo comn en las zonas de combustin de hidrgeno en las estrellas.31Por su parte, la mayora del18O se produce cuando el14Nque abunda debido a la combustin CNO captura un ncleo de4He, causando una abundancia de18O en las zonas ricas en helio de lasestrellas masivas.31Se han caracterizado catorceradioistopos, de los que los ms estables son el15O con unperiodo de semidesintegracinde 70,606segundos.30Todos los restantes istoposradiactivostienen periodos de semidesintegracin inferiores a 27segundos y la mayor parte de estos, inferiores a 83milisegundos.30La forma de descomposicin de los istopos ms ligeros que el16O es ladescomposicin +323334para producir nitrgeno y, para los ms pesados que el18O, ladesintegracin betapara formarflor.30Abundancia[editar]

Lanebulosa Ojo de Gatotiene regiones ricas en oxgenoionizado, mostrado de color verde en la imagen.Vanse tambin:Silicato,Metalicidad,CosmoqumicayAstroqumica.El oxgeno es elelemento qumicoms abundante, pormasa, en labiosfera, el aire, el mar y el suelo terrestres. Es, asimismo, el tercero ms abundante en el universo, tras el hidrgeno y el helio.2Alrededor del 0,9% de la masa delSoles oxgeno,5que constituye tambin el 49,2% de la masa de lacorteza terrestre3y es el principal componente de los ocanos de la Tierra (88,8% de su masa total).5El oxgeno gaseoso es el segundo componente ms abundante en laatmsfera terrestre, ya que supone un 20,8% de su volumen y el 23,1% de su masa (unas 1015toneladas).535nota 4La Tierra es una excepcin entre los planetas delSistema Solarpor la alta concentracin de oxgeno gaseoso en su atmsfera; por ejemplo,Marte(con un 0,1% de O2del total de su volumen) yVenustienen concentraciones mucho menores. Sin embargo, el O2que rodea a estos planetas proviene exclusivamente de la reaccin que sufren molculas que contienen oxgeno, como el dixido de carbono, por efecto de la radiacin ultravioleta.La inusualmente alta concentracin de oxgeno gaseoso en la Tierra es el resultado delciclo de circulacin. Esteciclo biogeoqumicodescribe el movimiento del oxgeno en el interior de sus tres principales reservas en el planeta: la atmsfera, labiosferay lalitosfera. El factor de conduccin ms importante en este ciclo es lafotosntesis, responsable de la atmsfera moderna de la Tierra, que libera oxgeno en la atmsfera, mientras que los procesos derespiracinydescomposicinlo eliminan. En el equilibrio actual, la produccin y el consumo tienen lugar con un ratio aproximado de 1/2000 de la totalidad del oxgeno atmosfrico por ao.

Los diez elementos ms comunes en laVa Lcteaestimados estereoscpicamente36

ZElementoFraccin msica en partes por milln

1Hidrgeno739000(71 la masa del oxgeno, barra roja)

2Helio240000(23 la masa del oxgeno, barra roja)

8Oxgeno10400

6Carbono4600

10Nen1340

26Hierro1090

7Nitrgeno960

14Silicio650

12Magnesio580

16Azufre440

El oxgeno no combinado tambin se da en soluciones en las masas de agua del planeta. La mayor solubilidad del O2a baja temperatura (vasePropiedades fsicas) tiene implicaciones importantes para la vida marina, ya que los ocanos polares sostienen una densidad de vida mucho mayor debido a su superior contenido de oxgeno.nota 5La cantidad de O2en el agua puede haberse visto reducida por lacontaminacin hdrica, debido a la accin de la descomposicin de las algas y otros biomateriales por un proceso llamadoeutrofizacin. Los cientficos evalan este aspecto de la calidad del agua a travs de la medicin de sudemanda biolgica de oxgeno, o cantidad de O2necesaria para restaurarla a una concentracin normal.37Rol biolgico[editar]Fotosntesis y respiracin[editar]

La fotosntesis divide el agua para liberar O2y une el CO2al azcar.El oxgeno es liberado por las bacterias fotosintticas, las algas y lasplantasmediante lafotosntesis. En el proceso inverso, los organismos aerobios mediante larespiracinusan el oxgeno para convertir los nutrientes en energa (ATP). La disminucin de oxgeno provocahipoxemiay su falta total,anoxia, lo que puede provocar la muerte del organismo.En la naturaleza, el oxgeno no combinado se produce por lafotodescomposicindel agua durante lafotosntesis. Segn algunas estimaciones, lasalgas verdesy lascianobacteriasde ambientes marinos proporcionan alrededor del 70% del producido en la Tierra, y las plantas terrestres, el resto.38Otros investigadores estiman que la contribucin ocenica al oxgeno atmosfrico es an mayor, mientras que otros la sitan por debajo, en torno a un 45% del oxgeno atmosfrico total del planeta cada ao.39Una frmula global simplificada de la fotosntesis es:406 CO2+ 6 H2O +fotones C6H12O6+ 6 O2dixido de carbono+ agua + luz solar glucosa+ dioxgenoLaevolucinfotoltica del oxgeno tiene lugar en las membranastilacoidesde los organismos fotosintticos y requiere la energa de cuatro fotones.nota 6Estn implicados muchos procesos, pero el resultado es la formacin de un gradiente de unprotna travs de la membrana tilacoide, que se usa para sintetizaradenosn trifosfato(ATP) por lafotofosforilacin.41El O2restante tras la oxidacin de la molcula de agua se libera a la atmsfera.nota 7El dioxgeno molecular es esencial para la respiracin celular en todos losorganismos aerobios, ya que lasmitocondriaslo usan para ayudar a generar adenosn trifosfato durante lafosforilacin oxidativa. La reaccin para la respiracin aerobia es bsicamente lo contrario que la fotosntesis y se simplifica de la siguiente forma:C6H12O6+ 6 O2 6 CO2+ 6 H2O + 2880 kJmol1En losvertebrados, el O2se difundepor membranas pulmonares hacia losglbulos rojos. Lahemoglobinaenvuelve el O2cambiando su color de un rojo azulado a un rojo brillante19(el CO2se libera desde otra parte de la hemoglobina mediante elefecto Bohr). Otros animales usan lahemocianina(moluscosy algunosartrpodos) o lahemeritrina(araasylangostas).35Un litro de sangre puede disolver 200cm de O2.35Lasespecies reactivas de oxgeno, como el ionsuperxido(O2-) y elperxido de hidrgeno, son peligrosos subproductos del uso de oxgeno en los organismos.35Algunas partes delsistema inmunitariode organismos ms avanzados, sin embargo, crean perxido, superxido y oxgeno singlete para destruir microbios invasores. Las especies reactivas de oxgeno tambin tienen un rol importante en larespuesta hipersensiblede las plantas contra ataques patgenos.41Un adulto humano en reposo respira de 1,8 a 2,4gramos de oxgeno por minuto.nota 8Sumada la cantidad inhalada por todas las personas del planeta, hace un total de 6000 millones de toneladas de oxgeno por ao.nota 9Contenido en el cuerpo[editar]Presiones parcialesdel oxgeno en el cuerpo humano (PO2)

UnidadPresin alveolar delos gases pulmonaresOxgeno de la sangre arterialGas sanguneovenoso

kPanota 1014.211-134.0-5.3

mmHg434410775-10030-40

El contenido de oxgeno en el cuerpo de un ser vivo es normalmente mayor en elsistema respiratorioy disminuye a lo largo de cualquiersistema arterial, los tejidos perifricos y elsistema venoso, respectivamente. El contenido de oxgeno en este sentido se suele dar como lapresin parcial, que es la presin que tendra el oxgeno si ocupase por s solo el volumen de las venas.45Acumulacin en la atmsfera[editar]

Acumulacin del O2en la atmsfera terrestre: 1) Sin produccin de O2; 2) O2producido, pero absorbido en ocanos y rocas del fondo marino; 3) El O2comienza a salir de los ocanos, pero es absorbido por la superficie terrestre y debido a la formacin de la capa de ozono; 45) El O2desciende y el gas se acumula.El oxgeno gaseoso no combinado era casi inexistente en laatmsfera terrestreantes de la evolucin de lasbacteriasyarqueobacteriasfotosintticas. Apareci por primera vez en cantidades significativas durante elPaleoproterozoico(hace alrededor de 2500 y 1600 millones de aos). En un principio, el oxgeno se combin conhierrodisuelto en los ocanos para crearformaciones de hierro bandeado. Los ocanos comenzaron a exhalar oxgeno no combinado hace 2700 millones de aos, alcanzando el 10% de su nivel actual hace unos 1700 millones de aos.46La presencia de grandes cantidades de oxgeno no combinado disuelto en los ocanos y la atmsfera pudo haber conducido a laextincinde la mayora de losorganismos anaerobiosque vivan entonces, durante laGran Oxidacin(catstrofe del oxgeno) hace unos 2400 millones de aos. Sin embargo, el uso de O2en larespiracin celularpermite producir a losorganismos aerobiosmucho ms ATP que los anaerobios, ayudando a los primeros a dominar abiosferade la Tierra.47La fotosntesis y la respiracin celular del O2permitieron la evolucin de lasclulas eucariotasy, finalmente, la aparicin de organismos multicelulares complejos como plantas y animales.Desde el comienzo del periodoCmbricohace 540 millones de aos, los niveles de O2han fluctuado entre el 15% y el 30% por volumen.48Hacia finales delCarbonfero(hace unos 300 millones de aos) el nivel de O2en la atmsfera alcanz un volumen mximo del 35%,48que pudo haber contribuido al gran tamao de los insectos y anfibios de aquella poca.49La actividad humana, incluyendo la combustin de 7000 millones de toneladas decombustible fsilcada ao, ha tenido un impacto muy pequeo en la cantidad de oxgeno combinado en la atmsfera.11Con los niveles actuales de fotosntesis, llevara unos 2000 aos regenerar la cantidad total de O2en la atmsfera actual.50Historia[editar]Primeros experimentos[editar]

El experimento deFilninspir ainvestigadoresposteriores.Uno de los primeros experimentos conocidos sobre la relacin entre la combustin y el aire lo desarroll el escritor sobre mecnica de laAntigua GreciaFiln de Bizancio, en elS. II a. C.En su obraPneumatica, Filn observ que invirtiendo un recipiente sobre una vela prendida y rodeando el cuello de este con agua, una parte del lquido suba por el cuello.51Supuso, de forma incorrecta, que algunas partes del aire en el recipiente se convertan enelemento clsico del fuegoy, entonces, era capaz de escapar a travs de poros en el cristal. Muchos siglos despus,Leonardo da Vinciobserv que una porcin del aire se consume durante la combustin y larespiracin.52A finales delS. XVII,Robert Boyleprob que el aire es necesario para la combustin. El qumico inglsJohn Mayowperfeccion su trabajo mostrando que solo requera de una parte del aire, que llamspiritus nitroaereuso simplementenitroaereus.53En un experimento, descubri que, colocando tanto un ratn como una vela encendida en un contenedor cerrado sobre agua, haca que esta subiera y reemplazara un catorceavo del volumen del aire antes de que se apagara la vela y muriera el ratn.54Debido a esto, supuso que elnitroaereusse consume tanto por la respiracin como por la combustin.Mayow observ que elantimonioincrementaba su peso al calentarse e infiri que elnitroaereusdeba haberse combinado con l.53Pens tambin que los pulmones separaban elnitroaereusdel aire y lo pasaba a la sangre, y que el calor animal y el movimiento muscular eran producto de la reaccin delnitroaereuscon ciertas sustancias en el cuerpo.53Public informes sobre estos experimentos y otras ideas en 1668, en su obraTractatus duo, en el tratado De respiratione.54Teora del flogisto[editar]Artculo principal:Teora del flogisto

Georg Stahlayud a desarrollar y popularizar la teora del flogisto.Robert Hooke,Ole Borch,Mijal LomonsovyPierre Bayenprodujeron oxgeno durante experimentos entre los siglos XVII yXVIII, pero ninguno de ellos lo reconoci como un elemento.55Esto pudo deberse en parte a la prevalencia de la filosofa de lacombustiny lacorrosin, denominadateora del flogisto, que por aquel entonces era la explicacin preferida para esos procesos.Esta teora, establecida en 1667 por el qumico alemnJohann Joachim Bechery modificada por el tambin qumicoGeorg Stahlen 1731,56postulaba que todos los materiales combustibles constaban de dos partes; una, llamada flogisto, que era emitida al quemar la sustancia en cuestin, y otra, denominada desflogisticada, que se tena por su verdadera forma ocalx(ceniza;cretaenlatn).52Los materiales altamente combustibles que dejan pocoresiduo, como la madera o el carbn, se crean hechos en su mayor parte por flogisto, mientras las sustancias no combustibles que corroen, como el hierro, contienen muy poco. El aire no tena ningn papel en la teora del flogisto ni se realizaron experimentos cuantivativos para poner a prueba la idea; por el contrario, se basaba en observaciones de lo que suceda cuando algo se quemaba: los objetos ms comunes parecan volverse ms ligeros y perder algo en el proceso.52El hecho de que una sustancia como la madera realmenteganarapeso en su conjunto durante el quemado se ocultaba por la flotabilidad de los productos gaseosos de la combustin. Una de las primeras pistas sobre la falsedad de la teora del flogisto fue que los metales tambin ganaban peso en la oxidacin (cuando supuestamente perdan flogisto).Descubrimiento[editar]

Carl Wilhelm Scheelese adelant a Priestley en el descubrimiento, pero public su trabajo con posterioridad.

El descubrimiento se le suele adjudicar aJoseph Priestley.El oxgeno fue descubierto por el farmacuticosuecoCarl Wilhelm Scheele, que produjo oxgeno gaseoso calentando xido de mercurio y variosnitratosalrededor de 1772.552Scheele llam al gas aire del fuego, porque era el nico apoyo conocido para la combustin, y escribi un informe de su descubrimiento en un manuscrito que titul Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer (Tratado qumico del aire y del fuego) y envi a su editor en 1775, si bien no se public hasta 1777.57Entre tanto, el 1 de agosto de 1774, el clrigobritnicoJoseph Priestleycondujo un experimento en el que enfoc la luz solar sobrexido de mercurio (II)(HgO) en el interior de un tubo de cristal, que liber un gas que l llam aire desflogisticado.5Not que las velas prendan ms vvamente en el gas y que el ratn estaba ms activo y viva ms tiempo mientras lo respiraba. Tras inhalar l mismo el gas, escribi: La sensacin del gas en mis pulmones no era perceptiblemente diferente al del aire normal, pero sent mi pecho particularmente ligero y desahogado durante un rato despus.55Priestley public sus hallazgos en 1775 en un artculo titulado An Account of Further Discoveries in Air (Informe de ms descubrimientos en el aire), que incluy en el segundo volumen de su libro tituladoExperiments and Observations on Different Kinds of Air.5258Debido a que public sus hallazgos primero, Priestley suele ser considerado el autor del descubrimiento.El renombrado qumico francsAntoine Lavoisierreclam posteriormente haber descubierto la sustancia de forma independiente. No obstante, Priestley visit a Lavoisier en octubre de 1774 y le habl sobre su experimento y cmo haba liberado el nuevo gas. Scheele tambin escribi una carta a Lavoisier el 30 de septiembre de ese mismo ao, en la que describa su propio descubrimiento de la sustancia antes desconocida, pero el francs nunca accedi a recibirla. Despus de la muerte de Scheele se encontr una copia de la carta entre sus pertenencias.57Contribucin de Lavoisier[editar]

Antoine Lavoisierdesacredit la teora del flogisto.Aunque fue cuestionado en su poca, Lavoisier condujo los primeros experimentos cuantitativos adecuados sobre laoxidaciny dio la primera explicacin correcta acerca del funcionamiento de la combustin.5Us estos y otros experimentos similares que comenzaron en 1774 para desacreditar la teora del flogisto y para demostrar que la sustancia descubierta por Priestley y Scheele era unelemento qumico.En un experimento, Lavoisier observ que no se produca un incremento global en el peso cuando elestaoy el aire se calentaban en un contenedor cerrado.5Not que, cuando abri el contenedor, el aire entr sbitamente en l, lo que indicaba que parte del aire atrapado se haba consumido. Tambin not que el estao haba aumentado su peso y que el aumento era igual al del peso del aire que volvi al contenedor cuando lo abri. Este y otros experimentos sobre la combustin se documentaron en su libroSur la combustion en gnral, publicado en 1777.5En esa obra, prob que el aire es una mezcla de dos gases: el aire esencial, fundamental para la combustin y la respiracin, y elazote(del griego, sin vida), que no serva para ninguna de las dos y se denominara posteriormentenitrgeno.5Lavoisier renombr al aire esencial comooxgenoen 1777, desde las racesgriegas (oxys)(cido, literalmente punzante, por el sabor de los cidos) y- (-gens)(productor, literalmente engendrador), porque pensaba, errneamente, que el oxgeno era un constituyente de todos los cidos.7Los qumicos en particular sirHumphry Davyen 1812 al cabo de un tiempo determinaron que Lavoisier se equivoc en su apreciacin, pues, de hecho, es el hidrgeno el que forma la base de los cidos, pero el nombre ya se haba popularizado.Historia posterior[editar]

Robert Goddardy uncohetede combustible de oxgeno lquido.Lahiptesis atmicaoriginal deJohn Daltonasuma que todos los elementos eran monoatmicos y que los tomos de los compuestos tendran normalmente las relaciones atmicas ms simples. Por ejemplo, Dalton pensaba que la frmula del agua era HO, presentando lamasa atmicadel oxgeno como 8 veces la del hidrgeno, en vez de 16, el valor que se le da hoy en da.59En 1805,Louis Joseph Gay-LussacyAlexander von Humboldtmostraron que el agua est formada por dos volmenes de hidrgeno y uno de oxgeno y, en 1811,Amedeo Avogadrodio con la correcta interpretacin de la composicin del lquido, basado en la que hoy se denominaLey de Avogadroy en la suposicin de molculas diatmicas elementales.60nota 11A finales delS. XIX, los investigadores se dieron cuenta de que el aire poda licuarse y sus componentes aislarse mediante compresin y enfriamiento. Utilizando un mtodo decascada, el qumico y fsicosuizoRaoul Pictetevapordixido de azufrepara licuar dixido de carbono, que por su parte era evaporado para enfriar el oxgeno gaseoso lo suficiente para pasarlo a lquido. Envi un telegrama a laAcademia de Ciencias de Franciael 22 de diciembre de 1877 anunciando su descubrimiento deloxgeno lquido.61Solo dos das despus, el fsico francsLouis Paul Cailletetanunci su propio mtodo para licuar oxgeno molecular.61En ambos casos solo se produjeron unas pocas gotas del lquido, por lo que no se pudo llevar a cabo un anlisis concluyente. El oxgeno fue licuado de forma estable por primera vez el 29 de marzo de 1883 por los cientficospolacosde laUniversidad JagellnicaZygmunt WrblewskiyKarol Olszewski.62En 1891, el qumico escocsJames Dewarpudo producir la suficiente cantidad de oxgeno lquido para estudiarlo.11El primer proceso viable comercialmente para producir oxgeno lquido fue desarrollado en 1895 de forma independiente por los ingenierosCarl von Linde,alemn, yWilliam Hampson,britnico. Redujeron la temperatura del aire hasta que se licu y, entonces,destilaronlos componentes gaseosos hacindolos bullir uno a uno y capturndolos.63Ms tarde, en 1901, lasoldaduradeoxiacetilenose demostr por primera vez al quemar una mezcla deacetilenoy O2comprimido. Este mtodo de soldaje y cortado del metal se convertira despus en corriente.63El fsicoWilliam Thomson, en 1898, calcul que el oxgeno que permanece en el planeta tiene solo unos 400 o 500 aos, basndose en el ritmo de uso de los combustibles fsiles en la combustin.6465En 1923, el cientfico estadounidenseRobert Goddardse convirti en la primera persona en desarrollar unmotor cohete, que usabagasolinacomo combustible y oxgeno lquido comooxidante. El 16 de marzo, hizo volar con xito un pequeo cohete propulsado por combustible lquido durante 56m a 97km/h, enAuburn (Massachusetts).6366Produccin industrial[editar]

Elvoltmetro de Hofmannse usa en laelectrlisis del agua.Se emplean principalmente dos mtodos para producir 100 millones de toneladas de O2extradas del aire para usos industriales cada ao.57El ms comn consiste endestilar fraccionadamenteaire licuado en sus diversos componentes, con el N2destiladocomo vapor y el O2dejado como lquido.57El otro mtodo principal de obtencin de O2gaseoso consiste en pasar un chorro de aire limpio y seco a travs de un lecho de tamices moleculares dezeolita, que adsorben el nitrgeno y dejan pasar un chorro de gas que es de un 90 a un 93% O2.57Simultneamente, el otro lecho de zeolita saturada de nitrgeno libera este gas al reducir la presin de funcionamiento de la cmara e introducir en ella a contracorriente parte del oxgeno separado en el lecho productor. Despus de cada ciclo completo, los lechos se intercambian, permitiendo un suministro constante de oxgeno. Esto se conoce poradsorcin por oscilacin de presiny se utiliza para producir oxgeno a pequea escala.67El oxgeno tambin puede producirse mediante laelectrlisis del agua, descomponindola en oxgeno e hidrgeno, para lo cual debe usarse una corriente continua; si se usara una corriente alterna, los gases de cada extremo consistiran en hidrgeno y oxgeno en la explosiva relacin 2:1. Contrariamente a la creencia popular, la relacin 2:1 observada en la electrlisis de corriente continua del agua acidificada no demuestra que la frmula emprica del agua sea H2O, a menos que se asuman ciertas premisas sobre la frmula molecular del hidrgeno y el oxgeno. Un mtodo similar es la evolucin electrocataltica del O2de xidos aoxocidos. Tambin se pueden usar catalizadores qumicos, como en elgenerador qumico de oxgenoo en las velas de oxgeno que se usan en el equipamiento de apoyo en submarinos y que an son parte del equipamiento estndar en aerolneas comerciales para casos de despresurizacin. Otra tecnologa de separacin del aire consiste en forzar la disolucin del aire a travs de membranas decermicabasadas endixido de zirconio, ya sea por alta presin o por corriente elctrica, para producir O2gaseoso prcticamente puro.37Para grandes cantidades, el precio del oxgeno lquido era en 2001 de aproximadamente 0,21USD/kg.68El coste de la energa necesaria para licuar el aire supone el principal coste de produccin, por lo cual el coste del oxgeno vara en funcin del precio de la energa. Por razones de economa, el oxgeno se suele transportar en grandes cantidades en estado lquido, almacenado en tanques especialmente aislados, ya que un litro de oxgeno licuado equivale a 840 litros de oxgeno gaseoso a presin atmosfrica y 20C (68F).57Estas cisternas se usan para rellenar los grandes contenedores de oxgeno lquido que se encuentran en el exterior de los hospitales y dems instituciones que necesitan ingentes cantidades de oxgeno gaseoso puro. El oxgeno lquido se pasa por unosintercambiadores de calorque convierten el lquido criognico en gas antes de que entre en el edificio. El oxgeno tambin se almacena y enva encilindrosque contienen el gas comprimido, lo que resulta til para ciertas aplicaciones mdicas porttiles yoxicorte.57Vanse tambin:Licuefaccin de gasesyDestilacin fraccionada.Usos y aplicaciones[editar]Vanse tambin:Gas respirable,Reduccin-oxidacinyCombustin.El 55% de la produccin mundial de oxgeno se consume en la produccin deaceroOtro 25% se dedica a la industria qumica. Del 20% restante la mayor parte se usa para aplicaciones medicinales,oxicorte, como oxidante encombustible de cohetesy entratamiento de aguas.37Medicina[editar]Artculo principal:OxigenoterapiaEl propsito esencial de larespiracines tomar el O2del aire y, enmedicina, se usan suplementos de oxgeno. El tratamiento no solo incrementa los niveles de oxgeno en la sangre del paciente, sino que tiene el efecto secundario de disminuir la resistencia al flujo de la sangre en muchos tipos de pulmones enfermos, facilitando el trabajo de bombeo del corazn. Laoxigenoterapiase usa para tratar elenfisema, laneumona, algunasinsuficiencias cardacas, algunos desrdenes que causan una elevadapresin arterial pulmonary cualquier enfermedad que afecte a la capacidad del cuerpo para tomar y usar el oxgeno.69Los tratamientos son lo suficientemente flexibles como para ser usados en hospitales, la vivienda del paciente o, cada vez ms, con instrumentos mviles. As, lastiendas de oxgenose solan usar como suplementos de oxgeno, pero han ido sustituyndose por lasmscaras de oxgenoy lascnulas nasales.70Lamedicina hiperbrica(de alta presin) usa cmaras especiales de oxgeno para aumentar lapresin parcialdel O2en el paciente y, cuando son necesarias, en el personal mdico.71Laintoxicacin por monxido de carbono, lamionecrosis(gangrena gaseosa) y elsndrome de descompresina veces se tratan con estos aparatos.72El aumento de la concentracin del O2en los pulmones ayuda a desplazar elmonxido de carbonodel hemogrupo dehemoglobina.7374El oxgeno es txico para labacteria anaerobiaque causa la gangrena gaseosa, de manera que aumentar su presin parcial ayuda a acabar con ellas.7576El sndrome de descompresin les sucede a los buzos que salen demasiado rpido del mar, lo que resulta en la formacin de burbujas de gas inerte, sobre todo nitrgeno, en su sangre.697778Tambin se usa oxgeno para pacientes que necesitanventilacin mecnica, normalmente a concentraciones superiores al 21% encontrado en el aire ambiental. Por otra parte, el istopo15O se us de forma experimental en latomografa por emisin de positrones.79Apoyo vital y uso recreativo[editar]

En lostrajes espacialesse usa O2a baja presin.Una aplicacin notable del O2comogas respirablede baja presin se encuentra en lostrajes espacialesmodernos, que envuelven el cuerpo de sus ocupantes con aire presurizado. Estos dispositivos usan oxgeno casi puro a una presin de alrededor de un tercio de la comn, resultando en una presin parcial normal en el O2de la sangre.8081Este intercambio de oxgeno de alta concentracin para una baja presin es necesario para mantener la flexibilidad de los trajes espaciales.Losbuceadoresy los tripulantes desubmarinostambin usan O2artificialmente proporcionado, pero la mayora usan una presin normal o una mezcla de oxgeno y aire. El uso de O2puro o casi puro en buceo a presiones por encima del nivel del mar se limita generalmente a los descansos, descompresiones y tratamientos de emergencia a relativamente poca profundidad (~6 metros o menos).8283El buceo a mayor profundidad requiere una dilucin significativa de O2con otros gases, como nitrgeno o helio, para ayudar a prevenir elefecto de Paul Bert(toxicidad del oxgeno).82Los escaladores de montaa y los que viajan enavionesno presurizados a veces tienen un suplemento de O2.nota 12Los pasajeros de aviones comerciales (presurizados) tienen un suministro de O2para emergencias, que les es puesto automticamente a su disposicin en caso de despresurizacin de la cabina. Una prdida repentina de presin en la cabina activageneradores qumicos de oxgenosobre cada asiento y hacen caermscaras de oxgeno. Al tirar de la mscara para comenzar el flujo de oxgeno, tal y como indican las instrucciones de seguridad, se fuerzan las limaduras de hierro en elclorato de sodiodentro del recipiente.37Se produce, entonces, un chorro constante de oxgeno debido a lareaccin exotrmica.El oxgeno, como un supuesto eufrico suave, tiene una historia de uso recreativo endeportesybares de oxgeno. Estos son establecimientos que aparecieron enJapn,CaliforniayLas Vegasa finales de los aos 1990 que ofertan exposiciones a niveles de O2superiores a lo normal a cambio de una determinada tarifa.84Los atletas profesionales, especialmente enftbol americano, tambin salen del campo en ocasiones, durante los descansos, para ponerse mscaras de oxgeno y obtener una estimulacin en su juego. El efecto farmacolgico es dudoso y elefecto placeboes la explicacin ms factible.84Existen estudios que respaldan esa estimulacin con mezclas de O2enriquecido, pero solo si se inhalanduranteel ejercicio aerbico.85Industria[editar]

La mayor parte del O2producido con propsito comercial se utiliza para lafundicindelhierroenacero.Lafundicindemena de hierroenaceroconsume el 55% del oxgeno producido comercialmente.37En este proceso, el O2es inyectado mediante una lanza de alta presin en el molde de hierro, que expulsa las impurezas deazufrey el exceso decarbono, en forma de sus respectivos xidos, SO2y CO2. Las reacciones sonexotrmicasy la temperatura asciende hasta los 1700 C.37Otro 25% de este oxgeno se dedica a la industria qumica.37Eletilenoreacciona con el O2para crearxido de etileno, que, a su vez, se convierte enetilenglicol, el material usado como base para fabricar una gran variedad de productos, incluyendoanticongelantesy polmeros depolister(los precursores de muchosplsticosytextiles).37El oxgeno se usa en el oxicorte quemandoacetilenocon O2para producir una llama muy caliente. En este proceso, el metal de hasta 60 centmetros de grosor se calienta primero con una pequea llama de oxiacetileno para despus ser rpidamente cortado por un gran chorro de O2.86Ciencia[editar]

500 millones de aos decambio climticocomparados con el nivel de18O.Lospaleoclimatlogosmiden la relacin entre eloxgeno-18y eloxgeno-16en losesqueletosyexoesqueletosde los organismos marinos para determinar cmo era el clima hace millones de aos. Las molculas deagua de marque contienen elistopoms ligero, el oxgeno-16, se evaporan a un ritmo ligeramente mayor que las molculas que contienen oxgeno-18 (un 12% ms pesado); esta disparidad se incrementa a bajas temperaturas.87En periodos con una temperatura global ms baja, la nieve y la lluvia procedentes de esa agua evaporada tienden a ser ms ricas en oxgeno-16, mientras que el agua marina que queda tiende a serlo en oxgeno-18. Los organismos marinos, por tanto, incorporan ms oxgeno-18 en sus esqueletos y exoesqueletos de lo que haran en un medio ms clido.87Los paleoclimatlogos tambin miden directamente esta relacin en las molculas de agua de muestras dencleo de hieloque se han coservado durante varios cientos de miles de aos.Los gelogos planetarios han medido las diferencias en la abundancia de istopos de oxgeno en muestras de laTierra, laLuna,Marteymeteoritos, pero no han estado lejos de poder obtener valores de referencia para las relaciones entre istopos delSol, que se creen iguales a aquellas de lanebulosa protosolar. Sin embargo, el anlisis de una oblea desilicioexpuesta alviento solaren el espacio y devuelta a la Tierra por lasonda Gnesisdesvel que el Sol tiene una proporcin de oxgeno-16 mayor que nuestro planeta. La medicin implica que un proceso desconocido agot el oxgeno-16 deldisco protoplanetariodel Sol antes de la fusin de los granos de polvo que formaron la Tierra.88El oxgeno presenta dosbandas de absorcinespectrofotomtrica con mximos en longitudes de onda de 687 y 760 nanmetros. Algunos cientficos dedeteccin remotahan propuesto usar la medicin del resplandor procedente de losdoseles de vegetacinen aquellas bandas para caracterizar la salud de las plantas desde una plataformasatelital.89Esta aproximacin explota el hecho de que en esas bandas es posible distinguir lareflectividadde la vegetacin de sufluorescencia, que es mucho ms dbil. La medicin tiene una alta dificultad tcnica, debido a la bajarelacin seal/ruidoy la estructura fsica de la vegetacin, pero se ha propuesto como un posible mtodo de monitoreo delciclo del carbonodesde satlites a escala global.Compuestos[editar]

Elagua(H2O) es el compuesto de oxgeno ms familiar.Elestado de oxidacindel oxgeno es -2 en casi todos los compuestos conocidos del oxgeno. Por su parte, el estado de oxidacin -1 se encuentra en unos cuantos compuestos, como losperxidos.90Los compuestos en otro estado de oxidacin son muy poco comunes: 1/2 (superxidos), 1/3 (oznidos), 0 (elemental,hipofluoroso), +1/2 (dioxigenil), +1 (difluoruro de dioxgeno) y +2 (difluoruro de oxgeno).xidos y otros compuestos inorgnicos[editar]Elagua(H2O) es el xido dehidrgenoy es el compuesto de oxgeno ms comn. Los tomos de hidrgeno estnenlazados covalentementeal oxgeno en la molcula de agua, pero tambin tienen una atraccin adicional (sobre 23,3kJmol1por tomo de hidrgeno) con un tomo de oxgeno adyacente de una molcula diferente.91Estosenlaces de hidrgenoentre las molculas de agua las mantienen aproximadamente un 15% ms cerca de lo que sera esperable en un lquido simple solo con lasfuerzas de Van der Waals.92nota 13

Los xidos, como elxido de hierroo elorn, se forman cuando el oxgeno se combina con otros elementos.Debido a su electronegatividad, el oxgeno formaenlaces qumicoscon casi todos los dems elementos a temperaturas elevadas para dar losxidoscorrespondientes. Sin embargo, algunos elementos forman xidos directamente acondiciones normales de presin y temperatura, como elornformado delhierro. La superficie de metales como elaluminioy eltitaniose oxidan en presencia del aire y se cubren con una fina capa de xido quepasivael metal y ralentiza lacorrosin. Algunos de losxidos metlicos de transicinse encuentran en la naturaleza comocompuestos no estequiomtricos, con ligeramente menos metal de lo que lafrmula qumicasugiere. Por ejemplo, elFeO(wustita), que se forma de manera natural, se escribe en realidad como Fex-1O, donde la x est normalmente en torno a 0,05.93El oxgeno como compuesto est presente en la atmsfera en pequeas cantidades en forma dedixido de carbono(CO2). Larocade lacorteza terrestrese compone de grandes partes de xidos desilicio(dixido de silicioSiO2, que se encuentra en elgranitoy laarena), aluminio (alminaAl2O3, en labauxitay elcorindn), hierro (xido frricoFe2O3, en lahematitay elorn) ycalcio(carbonato clcicoCaCO3, en lacaliza). El resto de la corteza terrestre se compone tambin de compuestos de oxgeno, en particular variossilicatoscomplejos. En elmanto terrestre, de una masa mucho mayor que la corteza, abundan los silicatos de hierro ymagnesio.Los silicatossolublesen agua con las formas Na4SiO4, Na2SiO3y Na2Si2O5se utilizan comodetergentesyadhesivos.94El oxgeno tambin acta como ligazn para metales de transicin, formando enlaces de O2metlico con el tomo deiridioen elcomplejo de Vaska,95con elplatinoen elPtF696y con el centro de hierro en el grupohemode lahemoglobina.Compuestos orgnicos y biomolculas[editar]

Laacetonaes un material importante para la industria qumica.OxgenoCarbonoHidrgeno.

El oxgeno representa ms del 40% de lamasa molecularde la molcula de laATP.Entre las clases ms importantes de compuestos orgnicos que contienen oxgeno estn los siguientes (donde R es un grupo orgnico):alcoholes(R-OH),teres(R-O-R),cetonas(R-CO-R),aldehdos(R-CO-H),cidos carboxlicos(R-COOH),steres(R-COO-R),anhdridos de cido(R-CO-O-CO-R) yamidas(R-C(O)-NR2). Hay muchosdisolventesorgnicos importantes que contienen oxgeno, entre ellos:acetona,metanol,etanol,alcohol isoproplico,furano,tetrahidrofurano,ter etlico,dioxano,etanoato de etilo,dimetilformamida,dimetilsulfxido,cido acticoycido frmico. La acetona (CH3(CO)CH3) y elfenol(C6H5OH) se usan como materiales en la sntesis de muchas sustancias diferentes. Otros compuestos orgnicos importantes que contienen oxgeno son:glicerol,formaldehdo,glutaraldehdo,cido acticoyacetamida. Losepxidosson teres en los que el tomo de oxgeno forma parte de un anillo de tres tomos.El oxgeno reacciona espontneamente con muchos compuestosorgnicosa temperatura ambiente o inferior, en un proceso llamadoautoxidacin.97La mayor parte de loscompuestos orgnicosque contienen oxgeno no se producen por la accin directa del O2. Los compuestos orgnicos importantes en la industria y el comercio producidos por oxidacin directa de un precursor incluyen al xido de etileno y elcido peractico.94El elemento se encuentra en casi todas lasbiomolculasimportantes para (o generadas por) la vida. Solo unas cuantas biomolculas complejas comunes, como elescualenoy elcaroteno, no contienen oxgeno. De los compuestos orgnicos con relevancia biolgica, loscarbohidratoscontienen la mayor proporcin de oxgeno en su masa. Todas lasgrasas,cidos grasos,aminocidosyprotenascontienen oxgeno (debido a la presencia degrupos carbonilosen esos cidos y sus residuos de ster). El oxgeno tambin est presente en grupos defosfato(PO4-3) en las molculas biolgicamente importantes que transportan energa,ATPyADP, en la columna vertebral y laspurinas(excepto laadeninay laspirimidinasdeARNyADN) y en los huesos comofosfato clcicoehidroxiapatita.Seguridad y precauciones[editar]Toxicidad[editar]Artculo principal:Efecto de Paul Bert

Los principales sntomas de la toxicidad del oxgeno.98

La toxicidad del oxgeno tiene lugar cuando los pulmones toman unapresin parcialdel O2mayor de lo normal, lo que puede suceder durante elbuceo.El O2gaseoso puede sertxicoapresiones parcialeselevadas, produciendoconvulsionesy otros problemas de salud.82nota 1499La toxicidad generalmente comienza a aparecer con presiones parciales de ms de 50 kPao 2,5 veces la presin parcial del O2a nivel del mar (21 kPa; igual a alrededor del 50% de la composicin del oxgeno a presin normal). Esto no resulta un problema excepto para pacientes conventilacin mecnica, debido a que el gas administrado a travs de las mscaras de oxgeno se compone tpicamente de solo un 30%-50% de O2por volumen (sobre 30 kPa a presin normal), aunque estas cifras varan sensiblemente dependiendo del tipo de mscara.55Durante un tiempo, losbebs prematurosse colocaban en incubadoras que contenan aire rico en O2, pero esta prctica ces despus de que algunos de estos nios perdieran la visin.55100La respiracin de O2puro en aplicaciones espaciales, como en algunos trajes aeroespaciales modernos o en naves pioneras como laApolo, no causa daos debido a las bajas presiones totales utilizadas.80101En el caso de los trajes, la presin parcial del O2en el gas respiratorio se encuentra, en general, sobre 30 kPa (1,4 veces lo normal) y la presin parcial resultante en la sangre arterial del astronauta solo est marginalmente por encima de lo normal al nivel del mar.La toxicidad del oxgeno para los pulmones y elsistema nervioso centraltambin puede darse en elbuceoprofundo y en elbuceo profesional.5582La respiracin prolongada de una mezcla de aire con una presin parcial de O2mayor a 60 kPa puede llegar a producir unafibrosis pulmonarpermanente.102La exposicin a presiones parciales superiores a 160 kPa (~1,6 atmsferas) podra causar convulsiones, normalmente fatales para los buzos. La toxicidad aguda puede producirse al respirar una mezcla de aire con ms de un 21% de O2a 66 o ms metros de profundidad; lo mismo puede ocurrir al respirar un 100% de O2a solo 6 metros.102103104105Combustin y otros riesgos[editar]

El interior del mdulo de mando delApolo 1. El O2puro a una presin mayor de lo normal y una chispa produjeron un incendio y la consiguiente prdida de la tripulacin.Las fuentes de oxgeno que estn altamente concentradas estimulan una rpida combustin. Los riesgos defuegoyexplosinse dan cuando los oxidantes concentrados y loscombustiblesse sitan demasiado cerca entre s; sin embargo, la ignicin, ya sea por el calor o por una chispa, es necesaria para iniciar la combustin.106El oxgeno en s mismo no es un combustible, sino un oxidante. Los riesgos de la combustin tambin se aplican a compuestos de oxgeno de alto potencial oxidante, como losperxidos,cloratos,nitratos,percloratosydicromatos, porque pueden dar oxgeno al fuego.El O2concentrado permite una combustin rpida y enrgica.106Las tuberas y los recipientes de acero usados para almacenar y trasmitir tanto el oxgeno lquido como el gaseoso actan como combustible; por tanto, el diseo y la fabricacin de los sistemas de O2requieren una atencin especial para asegurar que las fuentes de ignicin se minimizan.106El incendio que acab con la vida de la tripulacin delApolo 1en una prueba en la plataforma de lanzamiento se extendi tan rpidamente debido a que la cpsula estaba presurizada con O2puro, pero a una presin ligeramente mayor que la atmosfrica, en lugar de una presin de 1/3 de la normal que deba usarse en la misin.nota 15107En caso de un derrame de oxgeno lquido, si este llega a empaparse en materia orgnica comomadera, productospetroqumicosyasfaltopuede provocar que estos materialesdetonende forma impredecible al sufrir un impacto mecnico posterior.106Al igual que otros lquidoscriognicos, en contacto con el cuerpo humano puede causarcongelamientoen piel y ojos.Eloxgenoes unelemento qumicodenmero atmico8 y representado por el smboloO. Su nombre proviene de las racesgriegas (oxys) (cido, literalmente punzante, en referencia alsaborde loscidos) y (-gonos) (productor, literalmente engendrador), porque en la poca en que se le dio esta denominacin se crea, incorrectamente, que todos los cidos requeran oxgeno para su composicin. Encondiciones normales de presin y temperatura, dostomosdel elemento se enlazan para formar eldioxgeno, ungasdiatmicoincoloro, inodoro e inspido con frmula O2. Esta sustancia comprende una importante parte de la atmsfera y resulta necesaria para sostener lavidaterrestre.El oxgeno forma parte delgrupode losanfgenosen latabla peridicay es un elementono metlicoaltamentereactivoque forma fcilmentecompuestos(especialmentexidos) con la mayora de elementos, excepto con losgases nobleshelioynen. Asimismo, es un fuerteagente oxidantey tiene la segundaelectronegatividadms alta de todos los elementos, solo superado por elflor.1Medido por sumasa, el oxgeno es eltercer elemento ms abundantedel universo, tras elhidrgenoy el helio,2y el ms abundante en lacorteza terrestre, formando prcticamente la mitad de su masa.3Debido a su reactividad qumica, el oxgeno no puede permanecer en la atmsfera terrestre como elemento libre sin ser reabastecido constantemente por laaccin fotosintticade los organismos que utilizan la energa solar para producir oxgeno elemental a partir del agua. El oxgeno elemental O2solamente empez a acumularse en la atmsfera despus de la aparicin de estos organismos, aproximadamente hace 2500 millones de aos.4El oxgeno diatmico constituye el 20,8% del volumen de laatmsfera terrestre.5Dado que constituye la mayor parte de la masa delagua, es tambin el componente mayoritario de la masa de los seres vivos. Muchas de las molculas ms importantes que forman parte de los seres vivos, como lasprotenas, loscidos nucleicos, loscarbohidratosy loslpidos, contienen oxgeno, as como los principalescompuestos inorgnicosque forman los caparazones, dientes y huesos animales. El oxgeno elemental se produce porcianobacterias,algasy plantas, y todas las formas complejas de vida lo usan para surespiracin celular. El oxgeno es txico para los organismos de tipoanaerobio obligado, lasformas tempranas de vidaque predominaban en la Tierra hasta que el O2comenz a acumularse en la atmsfera. Otra forma (altropa) del oxgeno, elozono(O3), ayuda a proteger la biosfera de laradiacin ultravioletaa gran altitud, en la llamadacapa de ozono, pero es contaminante cerca de la superficie, donde es un subproducto delesmog. A altitudes an mayores de larbita baja terrestre, el oxgeno atmico tiene una presencia significativa y causa erosin en las naves espaciales.6Carl Wilhelm Scheeledescubri el oxgeno de forma independiente enUpsalaen 1773, o incluso antes, yJoseph Priestley, enWiltshireen 1774, pero el honor suele adjudicrsele a Priestley debido a que public su trabajo antes.Antoine Lavoisier, cuyas investigaciones ayudaron a desacreditar la entonces popularteora del flogistodecombustinycorrosin, acu el nombre oxgeno en 1777.7Este se produce industrialmente mediante ladestilacin fraccionadade aire licuado, el uso dezeolitaconciclos de presinpara concentrar el oxgeno del aire, laelectrlisis del aguay otros medios. El oxgeno se utiliza en la produccin de acero, plsticos y textiles; los propulsores de cohetes; laoxigenoterapia; y la asistencia para la respiracin en aeronaves, submarinos, vuelos espaciales y submarinismo.ndice[ocultar] 1Caractersticas 1.1Estructura 1.2Altropos 1.3Propiedades fsicas 1.4Istopos y origen estelar 1.5Abundancia 2Rol biolgico 2.1Fotosntesis y respiracin 2.2Contenido en el cuerpo 2.3Acumulacin en la atmsfera 3Historia 3.1Primeros experimentos 3.2Teora del flogisto 3.3Descubrimiento 3.4Contribucin de Lavoisier 3.5Historia posterior 4Produccin industrial 5Usos y aplicaciones 5.1Medicina 5.2Apoyo vital y uso recreativo 5.3Industria 5.4Ciencia 6Compuestos 6.1xidos y otros compuestos inorgnicos 6.2Compuestos orgnicos y biomolculas 7Seguridad y precauciones 7.1Toxicidad 7.2Combustin y otros riesgos 8Vase tambin 9Notas al pie 10Referencias 11Bibliografa complementaria 12Enlaces externosCaractersticas[editar]Estructura[editar]

Tubo de descarga lleno de oxgeno puro.

Un hilo de oxgeno lquido se desva por un campo magntico, ilustrando su propiedad paramagntica.Encondiciones normales de presin y temperatura, el oxgeno es ungasincoloro e inodoro confrmula molecularO2, en el que dos tomos de oxgeno seenlazancon unaconfiguracin electrnicaenestado triplete. Este enlace tiene unorden de enlacede dos y se suele simplificar en las descripciones como unenlace doble8o como una combinacin de un enlace de dos electrones y dosenlaces de tres electrones.9Eloxgeno tripleteno debe confundirse con el ozono, O3 es elestado fundamentalde la molcula O2,10que cuenta con dos electrones desparejados que ocupan dosorbitales molecularesdegenerados.nota 1Estos orbitales se clasifican comoantienlacesdebilitan el orden de enlace de tres a dos, de manera que el enlace del dioxgeno es ms dbil que el triple enlace delnitrgenodiatmico, en el que todos los orbitales de los enlaces moleculares se rellenan, pero algunosorbitales de antienlaceno lo estn.10En su forma normal de triplete, las molculas de O2sonparamagnticas; es decir, que en presencia de uncampo magnticoforman unimn, debido almomento magnticodelespnde los electrones desparejados en la molcula y lainteraccin de canjenegativa entre molculas de O2contiguas.11Un imn atrae al oxgeno lquido hasta tal punto que, en demostraciones de laboratorio, un hilo de oxgeno lquido puede sostenerse contra su propio peso entre los polos de un imn potente.12nota 2Eloxgeno molecular singletees un nombre dado a varias especies de O2de mayor energa, en los que todos los espnes de los electrones se emparejan. Es mucho ms reactivo conmolculas orgnicashabituales que el oxgeno molecular en s mismo. En la naturaleza, el oxgeno singlete se suele formar con el agua en la fotosntesis, usando la energa solar.14Tambin se produce en latroposferaa causa de la fotolisis del ozono por la luz de onda corta,15as como por el sistema inmunitario como una fuente de oxgeno activo.16En los organismos fotosintticos y posiblemente tambin en los animales, loscarotenoidesjuegan un papel fundamental en la absorcin de energa del oxgeno singlete y la conversin de este a su estado no excitado antes de que pueda causar dao a los tejidos.17Altropos[editar]

El ozono es un gas poco comn en la Tierra y se encuentra en su mayor parte en laestratosfera.Artculo principal:Altropos del oxgenoElaltropoms normal del oxgeno elemental es el llamadodioxgeno(O2), que tiene una longitud de enlace de 121pmy una energa de enlace de 498kJmol1.18Esta es la forma que usan las formas de vida complejas, como los animales, en su respiracin celular (vaserol biolgico) y es la forma que tiene una gran importancia en la composicin de la atmsfera terrestre (vaseAbundancia).El trioxgeno (O3) se conoce habitualmente comoozonoy es un altropo muy reactivo, daino para el tejido pulmonar.19El ozono se produce en laatmsfera superiorcuando el O2se combina con el oxgeno atmico a causa de la divisin del O2por laradiacin ultravioleta.7Ya que el ozono es un poderoso absorbente en la regin ultravioleta delespectro electromagntico, lacapa de ozonode la atmsfera superior funciona como un escudo protector de la radiacin que recibe el planeta.7Cerca de la superficie terrestre, no obstante, es uncontaminanteformado como subproducto de las emisiones de automviles.19La molculametaestabledeltetraoxgeno(O4) no fue descubierta hasta 2001,2021y se dio por descontado que exista en una de las seis fases deloxgeno slido. En 2006 se demostr que esta fase, creada mediante la presurizacin del O2a 20GPa, es, de hecho, unclsternota 3O8desistema trigonal.22Este clster tiene potencial para ser unoxidantemucho ms potente que el O2y el O3y podra, por tanto, ser usado comopropulsor de cohetes.2021En 1990 se descubri una fase metlica cuando el oxgeno slido se somete a una presin superior a 96 GPa23y se demostr en 1998 que a temperaturas muy bajas se convierte ensuperconductor.24Propiedades fsicas[editar]

En la fase tarda de la vida de una estrella masiva, el16O se concentra en la corteza O, el17O lo hace en la corteza H y el18O en la corteza He.

Por una coincidencia interesante de la naturaleza, eloxgeno lquidotiene el color celeste delcielo. Es importante observar que sin embargo, estos dos fenmenos no tienen relacin (el azul del cielo es debido a ladispersin de Rayleighy estara presente aunque no hubiese oxgeno en el aire).

El agua fra contiene ms O2disuelto.Vanse tambin:Oxgeno lquidoyOxgeno slido.El oxgeno es mssolubleen agua que el nitrgeno; esta contiene aproximadamente una molcula de O2por cada dos molculas de N2, comparado con la proporcin en la atmsfera, que viene a ser de 1:4. La solubilidad del oxgeno en el agua depende de la temperatura, disolvindose alrededor del doble (14,6mgL1) a 0C que a 20C (7,6mgL1).1125A 25C y 1 atmsfera de presin, el agua dulce contiene alrededor de 6,04mililitros(ml) de oxgeno por litro, mientras que el agua marina contiene alrededor de 4,95ml por litro.26A 5C la solubilidad se incrementa hasta 9,0ml (un 50% ms que a 25C) por litro en el agua y 7,2ml (45% ms) en el agua de mar.El oxgeno se condensa a 90,20K(182,95C, 297,31F) y se congela a 54,36K (218,79C, 361,82F).27Tanto el O2lquidocomo elslidoson sustancias con un suave colorazul cielocausado por laabsorcinen el rojo, en contraste con el color azul del cielo, que se debe a ladispersin de Rayleighde la luz azul. El O2lquido de gran pureza se suele obtener a travs de ladestilacin fraccionadade aire licuado.28El oxgeno lquido tambin puede producirse por condensacin del aire, usando nitrgeno lquido como refrigerante. Es una sustancia altamente reactiva y debe separarse de materiales inflamables.29Istopos y origen estelar[editar]Artculo principal:Istopos del oxgenoEl oxgeno que encontramos en la naturaleza se compone de tres istopos estables:16O,17Oy18O, siendo el16O el ms abundante (99,762% deabundancia natural).30La mayor parte del16O sesintetizaal final delproceso de combustin del helioen unaestrellamasiva, pero otra parte se produce en elproceso de combustin del nen.31El17O surge fundamentalmente por la combustin del hidrgeno en helio durante elciclo CNO, convirtindolo en un istopo comn en las zonas de combustin de hidrgeno en las estrellas.31Por su parte, la mayora del18O se produce cuando el14Nque abunda debido a la combustin CNO captura un ncleo de4He, causando una abundancia de18O en las zonas ricas en helio de lasestrellas masivas.31Se han caracterizado catorceradioistopos, de los que los ms estables son el15O con unperiodo de semidesintegracinde 70,606segundos.30Todos los restantes istoposradiactivostienen periodos de semidesintegracin inferiores a 27segundos y la mayor parte de estos, inferiores a 83milisegundos.30La forma de descomposicin de los istopos ms ligeros que el16O es ladescomposicin +323334para producir nitrgeno y, para los ms pesados que el18O, ladesintegracin betapara formarflor.30Abundancia[editar]

Lanebulosa Ojo de Gatotiene regiones ricas en oxgenoionizado, mostrado de color verde en la imagen.Vanse tambin:Silicato,Metalicidad,CosmoqumicayAstroqumica.El oxgeno es elelemento qumicoms abundante, pormasa, en labiosfera, el aire, el mar y el suelo terrestres. Es, asimismo, el tercero ms abundante en el universo, tras el hidrgeno y el helio.2Alrededor del 0,9% de la masa delSoles oxgeno,5que constituye tambin el 49,2% de la masa de lacorteza terrestre3y es el principal componente de los ocanos de la Tierra (88,8% de su masa total).5El oxgeno gaseoso es el segundo componente ms abundante en laatmsfera terrestre, ya que supone un 20,8% de su volumen y el 23,1% de su masa (unas 1015toneladas).535nota 4La Tierra es una excepcin entre los planetas delSistema Solarpor la alta concentracin de oxgeno gaseoso en su atmsfera; por ejemplo,Marte(con un 0,1% de O2del total de su volumen) yVenustienen concentraciones mucho menores. Sin embargo, el O2que rodea a estos planetas proviene exclusivamente de la reaccin que sufren molculas que contienen oxgeno, como el dixido de carbono, por efecto de la radiacin ultravioleta.La inusualmente alta concentracin de oxgeno gaseoso en la Tierra es el resultado delciclo de circulacin. Esteciclo biogeoqumicodescribe el movimiento del oxgeno en el interior de sus tres principales reservas en el planeta: la atmsfera, labiosferay lalitosfera. El factor de conduccin ms importante en este ciclo es lafotosntesis, responsable de la atmsfera moderna de la Tierra, que libera oxgeno en la atmsfera, mientras que los procesos derespiracinydescomposicinlo eliminan. En el equilibrio actual, la produccin y el consumo tienen lugar con un ratio aproximado de 1/2000 de la totalidad del oxgeno atmosfrico por ao.

Los diez elementos ms comunes en laVa Lcteaestimados estereoscpicamente36

ZElementoFraccin msica en partes por milln

1Hidrgeno739000(71 la masa del oxgeno, barra roja)

2Helio240000(23 la masa del oxgeno, barra roja)

8Oxgeno10400

6Carbono4600

10Nen1340

26Hierro1090

7Nitrgeno960

14Silicio650

12Magnesio580

16Azufre440

El oxgeno no combinado tambin se da en soluciones en las masas de agua del planeta. La mayor solubilidad del O2a baja temperatura (vasePropiedades fsicas) tiene implicaciones importantes para la vida marina, ya que los ocanos polares sostienen una densidad de vida mucho mayor debido a su superior contenido de oxgeno.nota 5La cantidad de O2en el agua puede haberse visto reducida por lacontaminacin hdrica, debido a la accin de la descomposicin de las algas y otros biomateriales por un proceso llamadoeutrofizacin. Los cientficos evalan este aspecto de la calidad del agua a travs de la medicin de sudemanda biolgica de oxgeno, o cantidad de O2necesaria para restaurarla a una concentracin normal.37Rol biolgico[editar]Fotosntesis y respiracin[editar]

La fotosntesis divide el agua para liberar O2y une el CO2al azcar.El oxgeno es liberado por las bacterias fotosintticas, las algas y lasplantasmediante lafotosntesis. En el proceso inverso, los organismos aerobios mediante larespiracinusan el oxgeno para convertir los nutrientes en energa (ATP). La disminucin de oxgeno provocahipoxemiay su falta total,anoxia, lo que puede provocar la muerte del organismo.En la naturaleza, el oxgeno no combinado se produce por lafotodescomposicindel agua durante lafotosntesis. Segn algunas estimaciones, lasalgas verdesy lascianobacteriasde ambientes marinos proporcionan alrededor del 70% del producido en la Tierra, y las plantas terrestres, el resto.38Otros investigadores estiman que la contribucin ocenica al oxgeno atmosfrico es an mayor, mientras que otros la sitan por debajo, en torno a un 45% del oxgeno atmosfrico total del planeta cada ao.39Una frmula global simplificada de la fotosntesis es:406 CO2+ 6 H2O +fotones C6H12O6+ 6 O2dixido de carbono+ agua + luz solar glucosa+ dioxgenoLaevolucinfotoltica del oxgeno tiene lugar en las membranastilacoidesde los organismos fotosintticos y requiere la energa de cuatro fotones.nota 6Estn implicados muchos procesos, pero el resultado es la formacin de un gradiente de unprotna travs de la membrana tilacoide, que se usa para sintetizaradenosn trifosfato(ATP) por lafotofosforilacin.41El O2restante tras la oxidacin de la molcula de agua se libera a la atmsfera.nota 7El dioxgeno molecular es esencial para la respiracin celular en todos losorganismos aerobios, ya que lasmitocondriaslo usan para ayudar a generar adenosn trifosfato durante lafosforilacin oxidativa. La reaccin para la respiracin aerobia es bsicamente lo contrario que la fotosntesis y se simplifica de la siguiente forma:C6H12O6+ 6 O2 6 CO2+ 6 H2O + 2880 kJmol1En losvertebrados, el O2se difundepor membranas pulmonares hacia losglbulos rojos. Lahemoglobinaenvuelve el O2cambiando su color de un rojo azulado a un rojo brillante19(el CO2se libera desde otra parte de la hemoglobina mediante elefecto Bohr). Otros animales usan lahemocianina(moluscosy algunosartrpodos) o lahemeritrina(araasylangostas).35Un litro de sangre puede disolver 200cm de O2.35Lasespecies reactivas de oxgeno, como el ionsuperxido(O2-) y elperxido de hidrgeno, son peligrosos subproductos del uso de oxgeno en los organismos.35Algunas partes delsistema inmunitariode organismos ms avanzados, sin embargo, crean perxido, superxido y oxgeno singlete para destruir microbios invasores. Las especies reactivas de oxgeno tambin tienen un rol importante en larespuesta hipersensiblede las plantas contra ataques patgenos.41Un adulto humano en reposo respira de 1,8 a 2,4gramos de oxgeno por minuto.nota 8Sumada la cantidad inhalada por todas las personas del planeta, hace un total de 6000 millones de toneladas de oxgeno por ao.nota 9Contenido en el cuerpo[editar]Presiones parcialesdel oxgeno en el cuerpo humano (PO2)

UnidadPresin alveolar delos gases pulmonaresOxgeno de la sangre arterialGas sanguneovenoso

kPanota 1014.211-134.0-5.3

mmHg434410775-10030-40

El contenido de oxgeno en el cuerpo de un ser vivo es normalmente mayor en elsistema respiratorioy disminuye a lo largo de cualquiersistema arterial, los tejidos perifricos y elsistema venoso, respectivamente. El contenido de oxgeno en este sentido se suele dar como lapresin parcial, que es la presin que tendra el oxgeno si ocupase por s solo el volumen de las venas.45Acumulacin en la atmsfera[editar]

Acumulacin del O2en la atmsfera terrestre: 1) Sin produccin de O2; 2) O2producido, pero absorbido en ocanos y rocas del fondo marino; 3) El O2comienza a salir de los ocanos, pero es absorbido por la superficie terrestre y debido a la formacin de la capa de ozono; 45) El O2desciende y el gas se acumula.El oxgeno gaseoso no combinado era casi inexistente en laatmsfera terrestreantes de la evolucin de lasbacteriasyarqueobacteriasfotosintticas. Apareci por primera vez en cantidades significativas durante elPaleoproterozoico(hace alrededor de 2500 y 1600 millones de aos). En un principio, el oxgeno se combin conhierrodisuelto en los ocanos para crearformaciones de hierro bandeado. Los ocanos comenzaron a exhalar oxgeno no combinado hace 2700 millones de aos, alcanzando el 10% de su nivel actual hace unos 1700 millones de aos.46La presencia de grandes cantidades de oxgeno no combinado disuelto en los ocanos y la atmsfera pudo haber conducido a laextincinde la mayora de losorganismos anaerobiosque vivan entonces, durante laGran Oxidacin(catstrofe del oxgeno) hace unos 2400 millones de aos. Sin embargo, el uso de O2en larespiracin celularpermite producir a losorganismos aerobiosmucho ms ATP que los anaerobios, ayudando a los primeros a dominar abiosferade la Tierra.47La fotosntesis y la respiracin celular del O2permitieron la evolucin de lasclulas eucariotasy, finalmente, la aparicin de organismos multicelulares complejos como plantas y animales.Desde el comienzo del periodoCmbricohace 540 millones de aos, los niveles de O2han fluctuado entre el 15% y el 30% por volumen.48Hacia finales delCarbonfero(hace unos 300 millones de aos) el nivel de O2en la atmsfera alcanz un volumen mximo del 35%,48que pudo haber contribuido al gran tamao de los insectos y anfibios de aquella poca.49La actividad humana, incluyendo la combustin de 7000 millones de toneladas decombustible fsilcada ao, ha tenido un impacto muy pequeo en la cantidad de oxgeno combinado en la atmsfera.11Con los niveles actuales de fotosntesis, llevara unos 2000 aos regenerar la cantidad total de O2en la atmsfera actual.50Historia[editar]Primeros experimentos[editar]

El experimento deFilninspir ainvestigadoresposteriores.Uno de los primeros experimentos conocidos sobre la relacin entre la combustin y el aire lo desarroll el escritor sobre mecnica de laAntigua GreciaFiln de Bizancio, en elS. II a. C.En su obraPneumatica, Filn observ que invirtiendo un recipiente sobre una vela prendida y rodeando el cuello de este con agua, una parte del lquido suba por el cuello.51Supuso, de forma incorrecta, que algunas partes del aire en el recipiente se convertan enelemento clsico del fuegoy, entonces, era capaz de escapar a travs de poros en el cristal. Muchos siglos despus,Leonardo da Vinciobserv que una porcin del aire se consume durante la combustin y larespiracin.52A finales delS. XVII,Robert Boyleprob que el aire es necesario para la combustin. El qumico inglsJohn Mayowperfeccion su trabajo mostrando que solo requera de una parte del aire, que llamspiritus nitroaereuso simplementenitroaereus.53En un experimento, descubri que, colocando tanto un ratn como una vela encendida en un contenedor cerrado sobre agua, haca que esta subiera y reemplazara un catorceavo del volumen del aire antes de que se apagara la vela y muriera el ratn.54Debido a esto, supuso que elnitroaereusse consume tanto por la respiracin como por la combustin.Mayow observ que elantimonioincrementaba su peso al calentarse e infiri que elnitroaereusdeba haberse combinado con l.53Pens tambin que los pulmones separaban elnitroaereusdel aire y lo pasaba a la sangre, y que el calor animal y el movimiento muscular eran producto de la reaccin delnitroaereuscon ciertas sustancias en el cuerpo.53Public informes sobre estos experimentos y otras ideas en 1668, en su obraTractatus duo, en el tratado De respiratione.54Teora del flogisto[editar]Artculo principal:Teora del flogisto

Georg Stahlayud a desarrollar y popularizar la teora del flogisto.Robert Hooke,Ole Borch,Mijal LomonsovyPierre Bayenprodujeron oxgeno durante experimentos entre los siglos XVII yXVIII, pero ninguno de ellos lo reconoci como un elemento.55Esto pudo deberse en parte a la prevalencia de la filosofa de lacombustiny lacorrosin, denominadateora del flogisto, que por aquel entonces era la explicacin preferida para esos procesos.Esta teora, establecida en 1667 por el qumico alemnJohann Joachim Bechery modificada por el tambin qumicoGeorg Stahlen 1731,56postulaba que todos los materiales combustibles constaban de dos partes; una, llamada flogisto, que era emitida al quemar la sustancia en cuestin, y otra, denominada desflogisticada, que se tena por su verdadera forma ocalx(ceniza;cretaenlatn).52Los materiales altamente combustibles que dejan pocoresiduo, como la madera o el carbn, se crean hechos en su mayor parte por flogisto, mientras las sustancias no combustibles que corroen, como el hierro, contienen muy poco. El aire no tena ningn papel en la teora del flogisto ni se realizaron experimentos cuantivativos para poner a prueba la idea; por el contrario, se basaba en observaciones de lo que suceda cuando algo se quemaba: los objetos ms comunes parecan volverse ms ligeros y perder algo en el proceso.52El hecho de que una sustancia como la madera realmenteganarapeso en su conjunto durante el quemado se ocultaba por la flotabilidad de los productos gaseosos de la combustin. Una de las primeras pistas sobre la falsedad de la teora del flogisto fue que los metales tambin ganaban peso en la oxidacin (cuando supuestamente perdan flogisto).Descubrimiento[editar]

Carl Wilhelm Scheelese adelant a Priestley en el descubrimiento, pero public su trabajo con posterioridad.

El descubrimiento se le suele adjudicar aJoseph Priestley.El oxgeno fue descubierto por el farmacuticosuecoCarl Wilhelm Scheele, que produjo oxgeno gaseoso calentando xido de mercurio y variosnitratosalrededor de 1772.552Scheele llam al gas aire del fuego, porque era el nico apoyo conocido para la combustin, y escribi un informe de su descubrimiento en un manuscrito que titul Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer (Tratado qumico del aire y del fuego) y envi a su editor en 1775, si bien no se public hasta 1777.57Entre tanto, el 1 de agosto de 1774, el clrigobritnicoJoseph Priestleycondujo un experimento en el que enfoc la luz solar sobrexido de mercurio (II)(HgO) en el interior de un tubo de cristal, que liber un gas que l llam aire desflogisticado.5Not que las velas prendan ms vvamente en el gas y que el ratn estaba ms activo y viva ms tiempo mientras lo respiraba. Tras inhalar l mismo el gas, escribi: La sensacin del gas en mis pulmones no era perceptiblemente diferente al del aire normal, pero sent mi pecho particularmente ligero y desahogado durante un rato despus.55Priestley public sus hallazgos en 1775 en un artculo titulado An Account of Further Discoveries in Air (Informe de ms descubrimientos en el aire), que incluy en el segundo volumen de su libro tituladoExperiments and Observations on Different Kinds of Air.5258Debido a que public sus hallazgos primero, Priestley suele ser considerado el autor del descubrimiento.El renombrado qumico francsAntoine Lavoisierreclam posteriormente haber descubierto la sustancia de forma independiente. No obstante, Priestley visit a Lavoisier en octubre de 1774 y le habl sobre su experimento y cmo haba liberado el nuevo gas. Scheele tambin escribi una carta a Lavoisier el 30 de septiembre de ese mismo ao, en la que describa su propio descubrimiento de la sustancia antes desconocida, pero el francs nunca accedi a recibirla. Despus de la muerte de Scheele se encontr una copia de la carta entre sus pertenencias.57Contribucin de Lavoisier[editar]

Antoine Lavoisierdesacredit la teora del flogisto.Aunque fue cuestionado en su poca, Lavoisier condujo los primeros experimentos cuantitativos adecuados sobre laoxidaciny dio la primera explicacin correcta acerca del funcionamiento de la combustin.5Us estos y otros experimentos similares que comenzaron en 1774 para desacreditar la teora del flogisto y para demostrar que la sustancia descubierta por Priestley y Scheele era unelemento qumico.En un experimento, Lavoisier observ que no se produca un incremento global en el peso cuando elestaoy el aire se calentaban en un contenedor cerrado.5Not que, cuando abri el contenedor, el aire entr sbitamente en l, lo que indicaba que parte del aire atrapado se haba consumido. Tambin not que el estao haba aumentado su peso y que el aumento era igual al del peso del aire que volvi al contenedor cuando lo abri. Este y otros experimentos sobre la combustin se documentaron en su libroSur la combustion en gnral, publicado en 1777.5En esa obra, prob que el aire es una mezcla de dos gases: el aire esencial, fundamental para la combustin y la respiracin, y elazote(del griego, sin vida), que no serva para ninguna de las dos y se denominara posteriormentenitrgeno.5Lavoisier renombr al aire esencial comooxgenoen 1777, desde las racesgriegas (oxys)(cido, literalmente punzante, por el sabor de los cidos) y- (-gens)(productor, literalmente engendrador), porque pensaba, errneamente, que el oxgeno era un constituyente de todos los cidos.7Los qumicos en particular sirHumphry Davyen 1812 al cabo de un tiempo determinaron que Lavoisier se equivoc en su apreciacin, pues, de hecho, es el hidrgeno el que forma la base de los cidos, pero el nombre ya se haba popularizado.Historia posterior[editar]

Robert Goddardy uncohetede combustible de oxgeno lquido.Lahiptesis atmicaoriginal deJohn Daltonasuma que todos los elementos eran monoatmicos y que los tomos de los compuestos tendran normalmente las relaciones atmicas ms simples. Por ejemplo, Dalton pensaba que la frmula del agua era HO, presentando lamasa atmicadel oxgeno como 8 veces la del hidrgeno, en vez de 16, el valor que se le da hoy en da.59En 1805,Louis Joseph Gay-LussacyAlexander von Humboldtmostraron que el agua est formada por dos volmenes de hidrgeno y uno de oxgeno y, en 1811,Amedeo Avogadrodio con la correcta interpretacin de la composicin del lquido, basado en la que hoy se denominaLey de Avogadroy en la suposicin de molculas diatmicas elementales.60nota 11A finales delS. XIX, los investigadores se dieron cuenta de que el aire poda licuarse y sus componentes aislarse mediante compresin y enfriamiento. Utilizando un mtodo decascada, el qumico y fsicosuizoRaoul Pictetevapordixido de azufrepara licuar dixido de carbono, que por su parte era evaporado para enfriar el oxgeno gaseoso lo suficiente para pasarlo a lquido. Envi un telegrama a laAcademia de Ciencias de Franciael 22 de diciembre de 1877 anunciando su descubrimiento deloxgeno lquido.61Solo dos das despus, el fsico francsLouis Paul Cailletetanunci su propio mtodo para licuar oxgeno molecular.61En ambos casos solo se produjeron unas pocas gotas del lquido, por lo que no se pudo llevar a cabo un anlisis concluyente. El oxgeno fue licuado de forma estable por primera vez el 29 de marzo de 1883 por los cientficospolacosde laUniversidad JagellnicaZygmunt WrblewskiyKarol Olszewski.62En 1891, el qumico escocsJames Dewarpudo producir la suficiente cantidad de oxgeno lquido para estudiarlo.11El primer proceso viable comercialmente para producir oxgeno lquido fue desarrollado en 1895 de forma independiente por los ingenierosCarl von Linde,alemn, yWilliam Hampson,britnico. Redujeron la temperatura del aire hasta que se licu y, entonces,destilaronlos componentes gaseosos hacindolos bullir uno a uno y capturndolos.63Ms tarde, en 1901, lasoldaduradeoxiacetilenose demostr por primera vez al quemar una mezcla deacetilenoy O2comprimido. Este mtodo de soldaje y cortado del metal se convertira despus en corriente.63El fsicoWilliam Thomson, en 1898, calcul que el oxgeno que permanece en el planeta tiene solo unos 400 o 500 aos, basndose en el ritmo de uso de los combustibles fsiles en la combustin.6465En 1923, el cientfico estadounidenseRobert Goddardse convirti en la primera persona en desarrollar unmotor cohete, que usabagasolinacomo combustible y oxgeno lquido comooxidante. El 16 de marzo, hizo volar con xito un pequeo cohete propulsado por combustible lquido durante 56m a 97km/h, enAuburn (Massachusetts).6366Produccin industrial[editar]

Elvoltmetro de Hofmannse usa en laelectrlisis del agua.Se emplean principalmente dos mtodos para producir 100 millones de toneladas de O2extradas del aire para usos industriales cada ao.57El ms comn consiste endestilar fraccionadamenteaire licuado en sus diversos componentes, con el N2destiladocomo vapor y el O2dejado como lquido.57El otro mtodo principal de obtencin de O2gaseoso consiste en pasar un chorro de aire limpio y seco a travs de un lecho de tamices moleculares dezeolita, que adsorben el nitrgeno y dejan pasar un chorro de gas que es de un 90 a un 93% O2.57Simultneamente, el otro lecho de zeolita saturada de nitrgeno libera este gas al reducir la presin de funcionamiento de la cmara e introducir en ella a contracorriente parte del oxgeno separado en el lecho productor. Despus de cada ciclo completo, los lechos se intercambian, permitiendo un suministro constante de oxgeno. Esto se conoce poradsorcin por oscilacin de presiny se utiliza para producir oxgeno a pequea escala.67El oxgeno tambin puede producirse mediante laelectrlisis del agua, descomponindola en oxgeno e hidrgeno, para lo cual debe usarse una corriente continua; si se usara una corriente alterna, los gases de cada extremo consistiran en hidrgeno y oxgeno en la explosiva relacin 2:1. Contrariamente a la creencia popular, la relacin 2:1 observada en la electrlisis de corriente continua del agua acidificada no demuestra que la frmula emprica del agua sea H2O, a menos que se asuman ciertas premisas sobre la frmula molecular del hidrgeno y el oxgeno. Un mtodo similar es la evolucin electrocataltica del O2de xidos aoxocidos. Tambin se pueden usar catalizadores qumicos, como en elgenerador qumico de oxgenoo en las velas de oxgeno que se usan en el equipamiento de apoyo en submarinos y que an son parte del equipamiento estndar en aerolneas comerciales para casos de despresurizacin. Otra tecnologa de separacin del aire consiste en forzar la disolucin del aire a travs de membranas decermicabasadas endixido de zirconio, ya sea por alta presin o por corriente elctrica, para producir O2gaseoso prcticamente puro.37Para grandes cantidades, el precio del oxgeno lquido era en 2001 de aproximadamente 0,21USD/kg.68El coste de la energa necesaria para licuar el aire supone el principal coste de produccin, por lo cual el coste del oxgeno vara en funcin del precio de la energa. Por razones de economa, el oxgeno se suele transportar en grandes cantidades en estado lquido, almacenado en tanques especialmente aislados, ya que un litro de oxgeno licuado equivale a 840 litros de oxgeno gaseoso a presin atmosfrica y 20C (68F).57Estas cisternas se usan para rellenar los grandes contenedores de oxgeno lquido que se encuentran en el exterior de los hospitales y dems instituciones que necesitan ingentes cantidades de oxgeno gaseoso puro. El oxgeno lquido se pasa por unosintercambiadores de calorque convierten el lquido criognico en gas antes de que entre en el edificio. El oxgeno tambin se almacena y enva encilindrosque contienen el gas comprimido, lo que resulta til para ciertas aplicaciones mdicas porttiles yoxicorte.57Vanse tambin:Licuefaccin de gasesyDestilacin fraccionada.Usos y aplicaciones[editar]Vanse tambin:Gas respirable,Reduccin-oxidacinyCombustin.El 55% de la produccin mundial de oxgeno se consume en la produccin deaceroOtro 25% se dedica a la industria qumica. Del 20% restante la mayor parte se usa para aplicaciones medicinales,oxicorte, como oxidante encombustible de cohetesy entratamiento de aguas.37Medicina[editar]Artculo principal:OxigenoterapiaEl propsito esencial de larespiracines tomar el O2del aire y, enmedicina, se usan suplementos de oxgeno. El tratamiento no solo incrementa los niveles de oxgeno en la sangre del paciente, sino que tiene el efecto secundario de disminuir la resistencia al flujo de la sangre en muchos tipos de pulmones enfermos, facilitando el trabajo de bombeo del corazn. Laoxigenoterapiase usa para tratar elenfisema, laneumona, algunasinsuficiencias cardacas, algunos desrdenes que causan una elevadapresin arterial pulmonary cualquier enfermedad que afecte a la capacidad del cuerpo para tomar y usar el oxgeno.69Los tratamientos son lo suficientemente flexibles como para ser usados en hospitales, la vivienda del paciente o, cada vez ms, con instrumentos mviles. As, lastiendas de oxgenose solan usar como suplementos de oxgeno, pero han ido sustituyndose por lasmscaras de oxgenoy lascnulas nasales.70Lamedicina hiperbrica(de alta presin) usa cmaras especiales de oxgeno para aumentar lapresin parcialdel O2en el paciente y, cuando son necesarias, en el personal mdico.71Laintoxicacin por monxido de carbono, lamionecrosis(gangrena gaseosa) y elsndrome de descompresina veces se tratan con estos aparatos.72El aumento de la concentracin del O2en los pulmones ayuda a desplazar elmonxido de carbonodel hemogrupo dehemoglobina.7374El oxgeno es txico para labacteria anaerobiaque causa la gangrena gaseosa, de manera que aumentar su presin parcial ayuda a acabar con ellas.7576El sndrome de descompresin les sucede a los buzos que salen demasiado rpido del mar, lo que resulta en la formacin de burbujas de gas inerte, sobre todo nitrgeno, en su sangre.697778Tambin se usa oxgeno para pacientes que necesitanventilacin mecnica, normalmente a concentraciones superiores al 21% encontrado en el aire ambiental. Por otra parte, el istopo15O se us de forma experimental en latomografa por emisin de positrones.79Apoyo vital y uso recreativo[editar]

En lostrajes espacialesse usa O2a baja presin.Una aplicacin notable del O2comogas respirablede baja presin se encuentra en lostrajes espacialesmodernos, que envuelven el cuerpo de sus ocupantes con aire presurizado. Estos dispositivos usan oxgeno casi puro a una presin de alrededor de un tercio de la comn, resultando en una presin parcial normal en el O2de la sangre.8081Este intercambio de oxgeno de alta concentracin para una baja presin es necesario para mantener la flexibilidad de los trajes espaciales.Losbuceadoresy los tripulantes desubmarinostambin usan O2artificialmente proporcionado, pero la mayora usan una presin normal o una mezcla de oxgeno y aire. El uso de O2puro o casi puro en buceo a presiones por encima del nivel del mar se limita generalmente a los descansos, descompresiones y tratamientos de emergencia a relativamente poca profundidad (~6 metros o menos).8283El buceo a mayor profundidad requiere una dilucin significativa de O2con otros gases, como nitrgeno o helio, para ayudar a prevenir elefecto de Paul Bert(toxicidad del oxgeno).82Los escaladores de montaa y los que viajan enavionesno presurizados a veces tienen un suplemento de O2.nota 12Los pasajeros de aviones comerciales (presurizados) tienen un suministro de O2para emergencias, que les es puesto automticamente a su disposicin en caso de despresurizacin de la cabina. Una prdida repentina de presin en la cabina activageneradores qumicos de oxgenosobre cada asiento y hacen caermscaras de oxgeno. Al tirar de la mscara para comenzar el flujo de oxgeno, tal y como indican las instrucciones de seguridad, se fuerzan las limaduras de hierro en elclorato de sodiodentro del recipiente.37Se produce, entonces, un chorro constante de oxgeno debido a lareaccin exotrmica.El oxgeno, como un supuesto eufrico suave, tiene una historia de uso recreativo endeportesybares de oxgeno. Estos son establecimientos que aparecieron enJapn,CaliforniayLas Vegasa finales de los aos 1990 que ofertan exposiciones a niveles de O2superiores a lo normal a cambio de una determinada tarifa.84Los atletas profesionales, especialmente enftbol americano, tambin salen del campo en ocasiones, durante los descansos, para ponerse mscaras de oxgeno y obtener una estimulacin en su juego. El efecto farmacolgico es dudoso y elefecto placeboes la explicacin ms factible.84Existen estudios que respaldan esa estimulacin con mezclas de O2enriquecido, pero solo si se inhalanduranteel ejercicio aerbico.85Industria[editar]

La mayor parte del O2producido con propsito comercial se utiliza para lafundicindelhierroenacero.Lafundicindemena de hierroenaceroconsume el 55% del oxgeno producido comercialmente.37En este proceso, el O2es inyectado mediante una lanza de alta presin en el molde de hierro, que expulsa las impurezas deazufrey el exceso decarbono, en forma de sus respectivos xidos, SO2y CO2. Las reacciones sonexotrmicasy la temperatura asciende hasta los 1700 C.37Otro 25% de este oxgeno se dedica a la industria qumica.37Eletilenoreacciona con el O2para crearxido de etileno, que, a su vez, se convierte enetilenglicol, el material usado como base para fabricar una gran variedad de productos, incluyendoanticongelantesy polmeros depolister(los precursores de muchosplsticosytextiles).37El oxgeno se usa en el oxicorte quemandoacetilenocon O2para producir una llama muy caliente. En este proceso, el metal de hasta 60 centmetros de grosor se calienta primero con una pequea llama de oxiacetileno para despus ser rpidamente cortado por un gran chorro de O2.86Ciencia[editar]

500 millones de aos decambio climticocomparados con el nivel de18O.Lospaleoclimatlogosmiden la relacin entre eloxgeno-18y eloxgeno-16en losesqueletosyexoesqueletosde los organismos marinos para determinar cmo era el clima hace millones de aos. Las molculas deagua de marque contienen elistopoms ligero, el oxgeno-16, se evaporan a un ritmo ligeramente mayor que las molculas que contienen oxgeno-18 (un 12% ms pesado); esta disparidad se incrementa a bajas temperaturas.87En periodos con una temperatura global ms baja, la nieve y la lluvia procedentes de esa agua evaporada tienden a ser ms ricas en oxgeno-16, mientras que el agua marina que q