Hapnik

Kus leidub hapnikku?
Milleks vajame hapnikku?

Nähtamatu imeaine

Hapnik on justkui nähtamatu imeaine. Taimede ja bakterite elutegevuse käigus atmosfääri kogunenud hapnik muutis võimalikuks keeruliste hapnikku tarbivate hulkraksete organismide arengu ning tekkisid loomad. Inimene suudab toiduta elada nädalaid, veeta saada hakkama mõne päeva, ent hapnikuta mitte rohkem kui paar minutit. Hapniku allotroop osoon kaitseb Maad Päikese kahjuliku ultraviolettkiirguse eest. Peale selle moodustavad hapnikuaatomid liitaineid pea kõigi teiste elementidega.

Hapnik võimaldab elu Maal.

Seotud sisu

Hapnikuaatom

Hapnik on maakoores kõige levinum element ja universumis levikult kolmas. Hapnikuaatomis on 8 prootonit, 8 elektroni ja enamasti 8 neutronit, see annab aatomi aatommassiks ligikaudu 16. Vähesel määral leidub ka 9 ja 10 neutroniga hapnikuaatomeid, nende aatommass on vastavalt 17 ja 18. Hapniku aatomnumber perioodilisustabelis on vastavalt prootonite arvule aatomituumas 8.

Hapnik paikneb perioodilisustabelis VIA rühmas ja 2. perioodis. Hapnikuaatom koosneb 8 prootonist, 8 elektronist ja enamasti 8 neutronist.

Hapnikuaatomil on elektronoktetist puudu 2 elektroni. Nagu vesinikuaatom, pole ka üksik hapnikuaatom keemiliselt püsiv, vaid reageerib kergesti elektronokteti saavutamiseks, moodustades teiste hapnikuaatomitega lihtaineid või teiste elementide aatomitega liitaineid.

Hapnikuaatomi elektronkattes on , millest asuvad esimeses kihis ja väliskihis. Hapniku isotoopidel on kas . Hapnik on perioodilisustabeli element ning selle aatommass on ligikaudu.

Seotud sisu

Hapniku lihtained

Hapnikul on kaks olulist allotroopi: kaheaatomiline hapnik (O₂) ja kolmeaatomiline osoon (O₃). Üldiselt mõeldakse hapniku all kaheaatomilist molekuli, kuid alati tuleb jälgida konteksti.

Hapnik on läbipaistev värvitu lõhnatu ja maitsetu gaas, mis moodustab ligi 23% kuiva õhu massist ja 21% õhu ruumalast. Hapnik lahustub vees vähe, ent sellest piisab veetaimede ja -loomade elutegevuseks.

Hapnikku (O₂) vajavad elusorganismid hingamiseks, samuti on seda vaja põlemisprotsessides, näiteks automootoris.

Loomad vajavad hingamiseks õhuhapnikku.

Veetaimed ja -loomad vajavad elutegevuseks vees lahustunud hapnikku.

Mõtle

Kuidas satub looduses hapnik vette?

Osoon on sinaka värvuse ja terava lõhnaga gaas, mis võib organismidele mõjuda kahjulikult. Osoon (O₃) on oluline atmosfääri kõrgemates kihtides, sest see takistab ohtliku ultraviolettkiirguse jõudmist maapinnale.

Osooniga saab klooriühendite asemel basseinivett desinfitseerida ning kasutatavas koguses see ei lõhna ebameeldivalt ega pane silmi kipitama. Siiski tuleb osooni taset pidevalt jälgida, sest kui seda liigselt sisse hingata, võib see põhjustada või süvendada mitmesuguseid haigusi.

Elusorganismid vajavad hingamiseks
Terava lõhnaga gaas, mis kokkupuutel organismidega neid kahjustab
Kaitseb Maad ohtliku UV-kiirguse eest
Moodustab õhu ruumalast 21%
Molekul koosneb kolmest hapnikuaatomist
Vajalik põlemisprotsessis

Seotud sisu

Hapnikku esineb paljude ainete koostises

Hapnik reageerib suhteliselt kergesti teiste ainetega, mistõttu on see levinud liitainetes nii maakoores, vahevöös kui ka maailmamere vees. Suur osa hapnikuaatomeid asub vahevöös (1,7 ∙ 10²⁴ kg), kus need moodustavad teiste elementide, peamiselt räni- ja magneesiumiaatomitega kivimeid. Veidi vähem hapnikuaatomeid (1,3 ∙ 10²² kg) asub maakoores, kus need moodustavad kivimeid peamiselt räni- ja alumiiniumiaatomitega, näiteks liivakivi. Kolmandal kohal hapnikuaatomite hoidjana on maailmamere vesi, mille massist moodustab hapnik umbes 88% (1,3 ∙ 10²¹ kg). Neljandana järgneb atmosfäär, milles on ligikaudu 10¹⁸ kg hapnikku.

Liivakivi sisaldab alumiiniumi ja räni ühendeid hapnikuga.

Hapnikuaatomeid leidub igal pool, nii vees, õhus, maakoores kui ka organismides.

Maakoor
Atmosfäär
Maailmamere vesi
Vahevöö

Seotud sisu

Lisalugemine

Elemendi protsendilise sisalduse leidmine aines

1. Kui suur on hapniku protsendiline sisaldus veemolekulis?

Esmalt leiame vee molekulmassi.

$M_{r} (H_{2} O) = 2 \cdot A_{r} (H) + A_{r} (O) =$ $2 \cdot 1 + 16 = 18$

Hapniku osakaalu leidmiseks tuleb jagada hapnikuaatomite mass vee molekulmassiga ning korrutada see 100%.

$O (%) = \frac{A_{r} (O)}{M_{r} (H_{2} O)} \cdot 100 % =$ $\frac{16}{18} \cdot 100 % = 88, 9 %$

Kuna vesinik on väikese aatommassiga, moodustab enamiku (88,9%) vee molekulmassist just hapnik.

Veemolekul koosneb kahest vesinikuaatomist (valged kerad) ja ühest hapnikuaatomist (punane kera).

2. Kui suur on hapniku protsendiline sisaldus süsihappegaasi molekulis?

Leiame süsihappegaasi molekulmassi.

$M_{r} ({CO}_{2}) = A_{r} (C) + 2 \cdot A_{r} (O) =$ $12 + 2 \cdot 16 = 44$

Süsihappegaasis on hapnikusisaldus

$O (%) = \frac{2 \cdot A_{r} (O)}{M_{r} ({CO}_{2})} \cdot 100 % =$ $\frac{2 \cdot 16}{44} \cdot 100 % = 72, 7 % .$

Süsihappegaasi molekul koosneb kahest hapnikuaatomist (punased kerad) ja ühest süsinikuaatomist (must kera).

Milline on hapniku protsendiline sisaldus aines SO₃?

Vastus. Hapniku protsendiline sisaldus SO₃ on %.

Seotud sisu

Ma tean, et

Hapnik (O) on keemiline element, mille aatomnumber on 8.
Hapnik (O₂) on keemilise elemendi hapnik kaheaatomilistest molekulidest koosnev lihtaine.
Osoon (O₃) on keemilise elemendi hapnik kolmeaatomilistest molekulidest koosnev lihtaine.
Hapnik ja osoon on keemilise elemendi hapnik allotroobid.