El oxígeno es un elemento químico muy versátil

Fabian Cardona Gutiérrez
9/01/2023 10:00:00 AM

El oxígeno es un elemento químico gaseoso que pertenece a la familia VIA o grupo 16 de la tabla periódica; es muy abundante en la atmósfera terrestre, el cual representa alrededor del 21% del aire, se encuentra en forma molecular: El oxígeno es un elemento químico muy versátil_Formulas 07-1, después del nitrógeno es el componente más abundante, no podría concebirse la vida en el planeta sin la presencia de esta sustancia.

La reacción química en la cual interviene el oxígeno y que más resalta, es la respiración aerobia. Un gran número de los seres vivos terrestres realizan este tipo de respiración y su objetivo fundamental es la producción de la energía necesaria para realizar todas las funciones metabólicas vitales; dicha energía se almacena en los enlaces químicos de la sustancia conocida como trifosfato de adenosina o ATP. La respiración utiliza como materia prima principal a un carbohidrato: la glucosa.

La mayoría de las etapas de la respiración se efectúan en el interior de un organelo celular: la mitocondria; la reacción global de la respiración está representada por la combinación química de la glucosa con el oxígeno para generar como productos: el dióxido de carbono, vapor de agua y ATP, de acuerdo con lo que se presenta en la siguiente ecuación química:

El oxígeno es un elemento químico muy versátil_Formulas 01

Pero ¿de dónde proviene el oxígeno necesario para la respiración de todos los seres vivos? La principal fuente es la fotosíntesis, que realizan las algas marinas y los vegetales verdes terrestres; la reacción global que representa a este proceso es la misma que la respiración, pero en sentido contrario:

El oxígeno es un elemento químico muy versátil_Formulas 02

Los dos procesos descritos anteriormente son fundamentales para la vida terrestre, pero aún hay más: la formación de ozono.

El ozono es una molécula formada por tres átomos de oxígeno: El oxígeno es un elemento químico muy versátil_Formulas 09-1, se forma a partir de oxígeno molecular presente en las capas bajas de la estratósfera mediante la reacción:

El oxígeno es un elemento químico muy versátil_Formulas 03

Esta reacción que absorbe luz ultravioleta procedente del Sol, evita que esta radiación alcance las capas bajas de la troposfera en donde habitan la gran mayoría de los organismos, evitando con ello enfermedades como el cáncer de piel y daños oculares.

Pero la capa de ozono presente en la estratósfera también es destruida mediante la luz ultravioleta, regenerando al oxígeno molecular:

El oxígeno es un elemento químico muy versátil_For 04-1

Así que, además de la respiración; estas reacciones de formación y destrucción del ozono también son fundamentales para la vida.

Las reacciones del oxígeno también son de gran importancia tecnológica y económica; este elemento es esencial en las reacciones de combustión de las gasolinas, diésel, turbosina, gas natural, etcétera. Estas reacciones tienen muchas aplicaciones: la combustión de la gasolina en los automóviles, en el diésel en los camiones que transportan una gran variedad de productos, en las fábricas que utilizan al gas natural para la combustión en sus calderas y la generación de vapor, en las centrales termoeléctricas para generar electricidad, etcétera. La representación general de las reacciones de combustión de hidrocarburos como los alcanos es:

El oxígeno es un elemento químico muy versátil_Formulas 05

Desgraciadamente estas reacciones químicas tienen también efectos nocivos sobre el ambiente. La cantidad de dióxido de carbono (El oxígeno es un elemento químico muy versátil_Formulas 10-1) producido a nivel mundial es enorme, este gas se acumula en la atmósfera y se le considera el responsable del calentamiento global, lo cual a su vez produce el cambio climático y el derretimiento de glaciares.

Es necesario aclarar que el oxígeno también se encuentra presente en el agua, disuelto; y de ahí es filtrado a través de las branquias de los organismos acuáticos para realizar su respiración. Sin embargo, su presencia en el agua de mar también es la responsable de un fenómeno que provoca grandes pérdidas económicas: la corrosión de los metales. Este proceso es particularmente importante en las plataformas de petróleo, cuyas estructuras están fabricadas de acero el cual tiene un alto contenido de hierro; este metal se oxida inicialmente por la acción de las sales disueltas en el agua; posteriormente reacciona con el oxígeno disuelto en el agua mediante la siguiente reacción global:

El oxígeno es un elemento químico muy versátil_Formulas 06

El óxido férrico producido El oxígeno es un elemento químico muy versátil_Formulas 08-1no tiene las características de resistencia estructural que posee el acero, lo cual puede provocar daños costosos y pérdidas de vidas humanas; por este fin se han implementado medios de protección como: el uso de pinturas, protección anódica, etcétera.

Otra aplicación de las reacciones del oxígeno, se presenta en el tratamiento de aguas residuales con un alto contenido de materia orgánica; este tipo de mezclas no puede utilizarse en el riego agrícola, y tampoco para el consumo humano o para actividades recreativas; además la presencia de microorganismos anaerobios en las aguas residuales que comúnmente se ubican en los sistemas de alcantarillado subterráneos puede producir gases como el metano, el cual puede provocar explosiones; por ello es necesario eliminar el contenido de materia orgánica.

En la etapa de tratamiento secundario de aguas residuales, se utilizan microorganismos aerobios en los llamados digestores, para que éstos degraden la materia orgánica transformándola en dióxido de carbono y vapor de agua mediante la respiración; evitando de esta manera la producción de gases explosivos y de malos olores, de cierta manera “limpiando el agua”. Para lograr esto, debe suministrarse el oxígeno necesario para que los microorganismos puedan degradar la materia orgánica, a la cantidad de oxígeno necesario se le llama: Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO).

Aún existen varias reacciones en las que interviene el oxígeno como: la ozonización para la desinfección del agua, la oxidación del aluminio en las aeronaves y cancelerías para aumentar su conservación y vida útil, etcétera. Como puedes apreciar, las reacciones del oxígeno están presentes prácticamente en todos los aspectos de la vida cotidiana, de gran importancia biológica, tecnológica y económica.

También Te Gustaría

Estas Historias En Química

Suscribirse al Newsletter

¡Queremos escucharte!

Escríbenos un comentario