КИСЕНЬ

КИСЕНЬ (лат. Oxygenium < грец. oxys — кислий + gennao — народжую; O2) — проста речовина елемента Оксиген (Oxygenium, O), який знаходиться у VI A групі другого періоду періодичної системи елементів Д.І. Менделєєва; ат. н. 8, ат. м. 15,999. Природний Оксиген складається із трьох стабільних ізотопів 16О (99,759%), 17О (0,037%) і 18О (0,204%). Молекула К. двоатомна, існує його алотропна модифікація — озон О3. Уперше у 1771 р. К. одержав К. Шеєле. Незалежно від нього у 1774 р. його виділив Дж. Пристлі у результаті розкладення HgO. Оксиген — найпоширеніший елемент на Землі, який у природі знаходиться у вільному стані та у формі різноманітних сполук. Він становить 43,13% маси земної кори. У гідросфері у зв’язаному стані знаходиться 85,8% Оксигену, у літосфері — 47%. Він входить до складу більше ніж 1400 мінералів, найважливіші з яких — карбонати та силікати Ca, Fe, Al, а також оксиди Fe, Al, Sn, Mn. Оксиген є незмінною складовою частиною органічних речовин і живих організмів. У вільному стані К. знаходиться в атмосфері, його маса становить 23,15% загальної маси повітря, у розчиненому стані він міститься у воді річок, морів, океанів.

У техніці К. одержують фракційною перегонкою рідкого повітря або електролізом води (електроліт — 30% розчин КОН). У лабораторії — термічним розкладенням бертолетової солі у присутності каталізатора MnO2:2KClO3 = 2KCl + 3O2 та взаємодією калію перманганату з пероксидом водню: 3H2O2 +2KMnO4=3O2+2MnO2+2KOH + 2H2O. За звичайних умов — це безбарвний газ без запаху і смаку, рідкий К. має блідо-блакитний колір, твердий — утворює сині кристали. У всіх агрегатних станах він парамагнітний. Це хімічно активний неметал, сильний окисник, який утворює сполуки з усіма елементами періодичної системи, крім He, Ne, Ar. За звичайних умов більшість металів (Al, Zn, Cd, Co, Pb, Ni, Cr, Mo, W, Mn та ін.) покриваються стійкою плівкою оксидів, які запобігають їх подальшому окисненню. Залізо у цих умовах, особливо у присутності Н2О, покривається шаром суміші оксидів (іржавіє). Лужні метали Li, Na, K на повітрі покриваються плівкою оксидів, Rb i Cs — плівкою пероксидів Rb2O2, Cs2O2. При нагріванні молекула К. дисоціює (Д 494 кДж/моль) і реагує з простими речовинами усіх елементів, за винятком галогенів, інертних газів (He, Ne, Ar) та благородних металів (Ag, Au, Pt та ін.). При нагріванні в атмосфері К. натрій загоряється і утворює пероксид Na2O2. У пероксидах атоми Оксигену зв’язані між собою, їх ступінь окиснення дорівнює –1: Na–O–O–Na. K, Rb, Cs згорають в атмосфері К. з утворенням надпероксидів KO2, RbO2, CsO2; структура цих сполук містить надпероксид — іон О2–. Метали ІІ А групи при нагріванні в атмосфері К. утворюють відповідні оксиди BeO, MgO, CaO, a Sr i Ba — суміш оксидів і пероксидів. Метали усіх інших груп періодичної системи реагують з К. при нагріванні з утворенням відповідних оксидів. З воднем за звичайних умов К. взаємодіє повільно, при нагріванні у присутності каталізаторів — з вибухом; внаслідок реакції утворюється Н2О. З іншими неметалами (B, C, N2, Si) він взаємодіє при нагріванні з утворенням оксидів B2O3, CO2, NO, SiO2. Білий фосфор займається на повітрі з утворенням оксидів P4O10, P4O6. Халькогени S, Se, Te взаємодіють з К. при помірному нагріванні з утворенням SO2, SeO2, TeO2. Вміст Оксигену в організмі людини становить 62,43%, тому його відносять до макроелементів, органогенів. Він має виняткове біологічне значення. Це елемент, який забезпечує більшість хімічних і біохімічних процесів у організмі, бере участь у всіх видах обміну речовин. К. необхідний для одного із найважливіших життєво необхідних процесів — дихання. Усі окисно-відновні реакції в організмі відбуваються за участю Оксигену. Він входить до складу білків (21,5–23,5%), вітамінів, гормонів, ферментів тощо.

У зв’язку з широким спектром біологічної дії К. застосовують у медицині при лікуванні пацієнтів із захворюваннями серцево-судинної системи, злоякісними пухлинами, інфекційними захворюваннями та хворобами, які супроводжуються нестачею кисню (гіпоксією) при пневмонії, набряку легенів, отруєнні СО2, хлором, фосгеном. У медичній практиці для інгаляції застосовують суміш К. (40–60%) з повітрям та суміш К. (95%) з СО2 (5%), яку називають карбогеном. Зараз поширений метод лікування К. під тиском, який називають гіпербаричною оксигенацією. Завдяки цьому методу покращується насичення тканин організму К. і захищається мозок від гіпоксії. К. застосовують також для лікування при гельмінтозі та анаеробній інфекції. У радіоактивній діагностиці для дослідження дихальної функції легенів, вивчення швидкості кровообігу, процесу поглинання К., його метаболізму у серцевих м’язах, мозку та визначення фармакологічної дії судиннорозширювальних ЛП застосовують ізотоп 15О (Т1/2 = 123 с) або сполуки, синтезовані на його основі — С15О, С15О2, Н215О (див. також Кисень медичний).

БМЭ. — Т. 10. — М., 1974; Машковский М.Д. Лекарственные средства. — М., 1988.