Hapnik

  • Kus leidub hapnikku?
  • Milleks vajame hapnikku?
Seotud sisu
Muud tegevused

Nähtamatu imeaine

Hapnik on justkui nähtamatu imeaine. Taimede elutegevuse käigus atmosfääri kogunenud molekulaarne 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 maapinda Päikese kahjuliku ultraviolett­kiirguse eest. Peale selle moodustavad hapniku aatomid liit­aineid pea kõigi teiste elementidega.

Hapnik võimaldab elu Maal
Seotud sisu
Muud tegevused

Hapniku aatom

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

Hapniku aatomi planetaarne mudel ja lahter perioodilisustabelis

Hapniku aatomil on elektron­oktetist puudu 2 elektroni. Nagu vesiniku aatom, pole ka üksik hapniku aatom keemiliselt stabiilne, vaid reageerib kiiresti elektron­okteti saavutamiseks, moodustades teiste hapniku aatomitega liht­aineid või teiste elementide aatomitega liit­aineid.

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

Seotud sisu
Muud tegevused

Hapniku lihtained kindlustavad elu püsivuse

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

Kaheaatomilist hapnikku (O2) vajavad elusorganismid hingamiseks, samuti on seda vaja põlemis­protsessides, näiteks auto mootoris. 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.

Loomad vajavad hingamiseks õhuhapnikku
Veetaimed ja -loomad vajavad elutegevuseks vees lahustunud hapnikku

Mõtle

  • Kuidas satub looduses hapnik vette?

Kolmeaatomilistest molekulidest koosnev osoon (O3) on oluline atmosfääri kõrgemates kihtides, sest see takistab elus­olenditele ohtliku ultraviolett­kiirguse jõudmist maa­pinnale. Osoon on sinaka värvuse ja terava lõhnaga gaas, mis kahjustab organisme.

Osooni kasutatakse basseinide desinfitseerimiseks kloori asemel. Osoon ei lõhna ebameeldivalt ega pane silmi kipitama. Siiski tuleb osooni taset pidevalt jälgida, sest selle liigne sissehingamine võib põhjustada või süvendada mitmesuguseid haigusi
      • vajalik põlemisprotsessis
      • moodustab õhu ruumalast 21%
      • kaitseb Maad ohtliku UV-kiirguse eest
      • koosneb kolmest hapniku aatomist
      • vajalik organismile hingamiseks
      • iseloomuliku lõhnaga gaas, mis kokkupuutel organismidega neid kahjustab
      Seotud sisu
      Muud tegevused

      Hapnikku esineb paljude ainete koostises

      Hapnik reageerib suhteliselt kergesti teiste ainetega, mistõttu on see levinud liitainetes nii maakoores kui ka biomassis. Suur osa hapniku aatomeid (1,3·1022 kg) asub maakoores, kus need moodustavad teiste elementide (peamiselt räni ja alumiiniumi) aatomitega kivimeid, näiteks liivakivi. Teisel kohal hapniku aatomite hoidjana on maailma­mere vesi, mille massist moodustab umbes 88% (1,3·1021 kg). Kolmandana järgneb atmosfäär, milles on ligikaudu 1018 kg hapniku kaheaatomilisi molekule.

      Liivakivi sisaldab alumiiniumi ja räni ühendeid hapnikuga
      Hapniku aatomeid leidub igal pool, nii vees, õhus, maakoores kui ka organismides
      • Atmosfäär
      • Maakoor
      • Maailmamere vesi
      Seotud sisu
      Muud tegevused

      Lisalugemine

      Elemendi protsendilise sisalduse leidmine aines

      1. Kui suur on hapniku protsendiline sisaldus vee molekulis?

      Esmalt leiame vee molekulmassi:

      Mr(H2O)= 2·Ar(H)+Ar(O)= 2·1+16=18.

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

      O(%)=Ar(O)Mr(H2O)·100%= 1618·100%=88,9%

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



      Vee molekul koosneb kahest vesiniku aatomist (valged palliksed) ja ühest hapniku aatomist (punane pallike)

      2. Kui suur on hapniku protsendiline sisaldus süsihappegaasi molekulis?

      Leiame süsihappegaasi molekulmassi:

      Mr(CO2)=Ar(C)+2·Ar(O)= 12+2·16=44.

      Süsihappegaasis on hapniku sisaldus

      O(%)=Ar(O)Mr(CO2)·100%= (2·16)44·100%=72,7%.

      Süsihappegaasi molekul koosneb kahest hapniku aatomist (punased pallikesed) ja ühest süsiniku aatomist (must pallike)

      Milline on hapniku protsendiline sisaldus aines SO3?

      Vastus. Hapniku protsendiline sisaldus SO3 on %

      Seotud sisu
      Muud tegevused

      Ma tean, et ...

      • Hapnik (O) on keemiline element, mille aatomnumber on 8.
      • Hapnik (O2) on kaheaatomilistest hapniku molekulidest koosnev lihtaine.
      • Osoon (O3) on hapniku lihtaine, mis koosneb kolme­aatomilistest hapniku molekulidest.
      • Hapnik ja osoon on keemilise elemendi hapnik allotroobid.
      Seotud sisu
      Muud tegevused

      Küsimused

      1. Kas hapniku lihtaineteta oleks elu Maal võimalik? Põhjenda.
      2. Nimeta kolm liitainet, mis sisaldavad hapniku aatomeid.
      Seotud sisu
      Muud tegevused