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千姿百态的物质世界不过由多种元素构成。每一种元素都有独特的个性,在化学变化中扮演着不可或缺的角色。今天,让我们跟着凯米魔坊进入元素的丛林,继续聆听氧宝宝的前世今生。
Hello,上一次的自述你看了吗?想必你对我的前世已有所了解,那今天咱们来聊聊我的今生。
血红蛋白我可是地球生命的守护者呢,很多生物的生命活动都离不开我!比如,人体的血管中就富含血氧(与血红蛋白结合的氧气)。正常情况下,血氧饱和度在95%以上,血氧越高则新陈代谢越好。当然,血氧含量过高会导致体内细胞老化,还可能造成碱中毒。
过碳酸钠你们听说过“固体氧”吗?“固体氧”不是固态的氧气,而是以过碳酸钠为主要成分的增氧剂。过碳酸钠能与水迅速反应生成大量的氧气,增加水中的溶解氧并抑制厌氧菌生长,尤其是可以对池塘的中底部进行增氧,在养殖水生动物时功不可没。
既然生物的呼吸不断消耗着我,那么如果我得不到补充,大气中的我只要年就会消耗殆尽。但为什么我在大气中的含量没有变少呢?这是因为,植物在不断地通过光合作用合成我们。光合作用中,我可不是由二氧化碳脱去碳得到的氧气哦!在多种酶的作用下,叶绿素、藻蓝素等光合作用色素吸收的光能将水分解成还原氢(化合态的氢)和氧气,这样一来,我就出生啦!在我离开植物体后,剩下的还原氢会经历一套叫作卡尔文循环的复杂反应,与二氧化碳共同合成植物赖以生存的有机物。
人们平常呼吸的我含量在21%左右,而医疗上是用来抢救和治疗病人的我纯度高达99.5%,主要用于预防和治疗病人缺氧或休克,如呼吸肌麻痹、溺水、一氧化碳引起的休克等。但实际上,这么高浓度的我是不会被直接拿来让病人呼吸的,这是因为,如果长时间吸入浓度过高的我,病人会在体内产生过多的氧自由基(如羟基自由基、超氧化氢自由基)。这些自由基可以导致生物膜系统损伤和细胞内氧化磷酸化障碍,造成氧中毒,轻者头晕乏力,重者可能会死亡!医院里,除了少数危重病人外,一般病人吸入的我都是稀释到60%以下的,吸氧时间也会严格控制。
氧自由基还是人体疾病、衰老和死亡的直接参与者,对健康长寿有不利影响。那么,人们有什么对策呢?其实科学家已经发现了许多氧自由基的克星(氧自由基清除剂或抑制剂),它们有的是直接将氧自由基还原,有的是增强抗氧化酶活性。谷胱甘肽、别嘌呤醇、维生素C、维生素E、花青素和虾青素等许多物质都对氧自由基有很好的清除或抑制作用。
▲新鲜的蔬果利于清除氧自由基那么,具体应该怎么做呢?多吃些新鲜的蔬菜水果就是清除自由基、延缓衰老的好途径。蔬菜中的荠菜、青菜、蒜头、黄芽菜对清除氧自由基相当有效。另外,富含维生素A的花菜、胡萝卜、菠菜、甘薯,富含维生素C的葡萄、柑橘、青椒,富含维生素E的柠檬、豌豆、麦胚芽(未加工)、葵花籽油,富含硒的卷心菜、洋葱、燕麦片、海产品等都能减少氧自由基。
我还在高空以“三胞胎”——臭氧的形式默默守护着所有生活在陆地表面的动植物们。臭氧的电子跃迁和紫外波段耦合,在-nm的谱段有强吸收带,在-nm的谱段有弱吸收带。在海拔20-25km的地方,有一层稀薄的臭氧层,吸收着强烈的紫外线,使人们免于患皮肤癌和白内障的痛苦。但是,对流层中的臭氧对生物体有害,看来保持距离才能产生美呀!
萌萌冰有话说:
1.小伙伴们,还记得电子能级的计算公式吗?怎么计算臭氧对紫外光的吸收频率?
2.臭氧能吸收紫外光和少许可见光,吸收的程度由哪些因素决定?臭氧层能将紫外线减弱到原来的多少分之一?
3.臭氧吸收紫外线,和二氧化碳吸收红外线(导致温室效应)的原因相同吗?为什么?
▲焊接在切割金属的和焊接中,也少不了我的登场。工人们将可燃气与纯氧混合点燃(与乙炔混合时称为氧炔焰,温度可以高达℃),产生极高的温度使金属熔化。冶金过程是也离不开我的——在将铁炼成钢的时候,就要靠我来将生铁中过多的碳氧化掉,使其“百炼成钢”。但如果我加入得过多,钢也会由于过度脱碳及氧化而使机械性能变差。
汽车排气管中有一种“转换器”,可以将尾气中的一氧化氮、一氧化碳、未完全燃烧的汽油(烃类)等有害物质转化成无毒物质再排出,但这个过程的高效进行对我的含量是有严格要求哒。为了保证尾气中的有害物质能被氧化,而又不产生多余的氮氧化物,人们使用氧传感器来进行检测我的含量。这是一种将氧气浓度差转化成电势差(电压)的装置。它将电压数据传送给电脑(ECU),继而由电脑调控输入发动机中的空气量。
氧传感器运用Nernst原理来指示氧气浓度。在高温下,氧化锆管能传导氧离子,将氧离子从氧气浓度高的一侧(大气)搬运到氧气浓度低的一侧(尾气),产生一定的电势差(电压),电势差大小和两侧的氧浓度差有关。而大气中的氧含量几乎是定值,通过测定氧浓度差,就可以得知废气中的氧含量。
看来,在人类生活中,我的用处还是非常大的,对吧?
文案
瑆玥
编辑
兔子程
配音
庭柯、萌萌冰
音频
瑆玥
审核
萌萌冰、苯宝宝