happi

Yksi yleisimmistä elementeistä maan päällä on happi. Noin viidesosa tilavuudesta tätä kemiallista alkuainetta on läsnä ilmassa, vaikka se on väritön, mauton ja hajuton. Sitä on myös yhtä usein vedessä ja maankuoressa. Suurin osa elävistä esineistä ja soluista tarvitsee happea hengittämiseen.

Mikä on happi

Jaksollisessa taulukossa happi on merkitty symbolilla “O” ja sen atominumero on 8. ”Suurimman osan ajasta se esiintyy yhdisteissä ja kahden ja kolmen atomin molekyylinä. Jälkimmäinen tunnetaan myös nimellä "otsoni".

Kivet ja mineraalit sisältävät usein happea, kuten B. kvartsi, marmori tai kalkkikivi. Vapaat ja yksittäiset happiatomit sitä vastoin ovat mahdollisia vakaassa muodossa vain ääriolosuhteissa. Näin on tilan avaruuden tyhjiössä. Happi voidaan erottaa ilmasta tislaamalla ja nesteytettyään sitten saada sinertävän värin. Sellaisia ​​olosuhteita käytetään esim. B. metallien jalostamisessa, kemikaalien uuttamisessa tai lääketieteellisinä sovelluksina elämän tukemiseen.

Happi on aina kaasumainen normaaleissa olosuhteissa ja se on yhdessä muiden elementtien kanssa mukana monissa palamisprosesseissa. Kemian ja apteekkarin Carl Wilhelm Scheéle löysi ja tutkittiin se vuonna 1772.

Tämä eristetty happi kaasuna, prosessi, joka oli samanlainen kuin pastörointiprosessi, ja löysi tällä tavoin myös muita alkuaineita, esim. B. typpi. Koska hän ei kuitenkaan julkaissut teoksiaan vasta muutamaa vuotta myöhemmin, hänen edessään tuli kemisti Josep Priestley, joka teki hänestä riippumattomasti saman löytön, mukaan lukien hapen vaikutukset palamisprosesseihin, vaikka itse prosessi oli edelleen olemassa ei salattu.

Aikaisemmin paloa tarkasteltiin metafyysisemmin yhtenä neljästä olemuksen muodostavasta elementistä. Tulipalon lisäksi siellä oli maa, ilma ja vesi. 1500-luvulla lämpö yhdistettiin sitten tulen kanssa, ja kun se löydettiin 18-luvulla, aineesta tuli alkuaine. Mutta vasta yksityinen tutkija Antoine Laurent de Lavoisier antoi tuolloin tulkita palamisen ja hengityksen oikein. Hän suoritti kokeita puhtaan hapen kanssa ja määritteli ilman koostumuksen.

Toiminto, vaikutukset ja tehtävät

Ilmakehässä happea on aina kaasumaisessa muodossa ja liuennut veteen. Alkuaine on erittäin reaktiivinen ja kasvit tuottavat sitä pääasiassa fotosynteesin avulla ja kuluttavat jälleen hengityksen ja muiden palamisprosessien kautta. Sinilevällä ja sinilevällä on myös merkitys näissä prosesseissa, jotka alkoivat yli kolme miljardia vuotta sitten varastoida auringonvaloa ja käyttää sitä orgaanisten yhdisteiden synteesiin. Happi oli ja on siksi erittäin tehokas jätetuote.

Ihmiset, kasvit ja bakteerit tarvitsevat happea voidakseen elää ja tuottaa energiaa tässä muodossa. Prosessointi tapahtuu mitokondrioissa, jolloin hengitysketjun hapesta tulee sitten taas vettä. Entsyymit puolestaan ​​hajottavat organismeissa olevia aineita hapetuksen kautta.

Koulutus, esiintyminen, ominaisuudet ja optimaaliset arvot

Hapen ja sen yhdisteiden hyvä reaktiivisuus voi kuitenkin johtaa myös solurakenteiden vaarallisempaan tuhoamiseen. Vaikka ihmiset tarvitsevat happea hengittämiseen, liian paljon happea on myrkyllistä ja voi suurina määrinä johtaa jopa keuhkovaurioon pitkällä aikavälillä.

Ihmisen organismi toimii ilman happipitoisuuden ollessa noin 21 prosenttia. Punasolut kuljettavat happea keuhkoista elimiin. Jos tämä on liian korkea, alveolit ​​turpoavat ja keuhkojen seinämäsolut nekroosivat, pneumyytit vaurioituvat ja proteiinimassat kerrotaan sisäseinämään. Tuloksena on huomattavasti vähentynyt kaasunvaihto hengityksessä ja veressä.

Samoin kaasuseos, jossa on lisääntynyttä happea, voi vahingoittaa keskushermostoa ja aiheuttaa keskushermoston oireita. Puhumme Paul Bert -vaikutuksesta, joka voi ilmetä korvan ääniä, huimausta, pahoinvointia, oksentelua, mutta myös rajuissa olosuhteissa, kuten persoonallisuuden muutokset ja henkinen sekavuus. Tämä on yleinen sivuvaikutus, etenkin sukelluksessa, joten happipitoisuutta ja sukelluksen maksimisyvyyttä on noudatettava.

Sairaudet ja häiriöt

Useimmilla organismeilla on suojaavia entsyymejä, kuten peroksidaasi ja katalaasi hapen detoksifioimiseksi. Hapen hajoaminen kehossa luo vapaita radikaaleja, jotka vaurioittavat mitokondriaalista DNA: ta ja joita antioksidantit voivat torjua. Tällaiset nautitaan ruoan kanssa ja ovat z. B. C-, A- ja E-vitamiinit, mineraalit ja hivenaineet.

Epätasapaino pelkistävien ja hapettavien aineiden välillä soluissa johtaa kehon oman vieroitustoiminnan häiriöihin ja vahingoittaa solua. Tätä kutsutaan oksidatiiviseksi stressiksi, joka puolestaan ​​johtaa ikääntymisprosesseihin.

Happipuute on yleinen sydän- ja keuhkosairauksissa. Tällä puolestaan ​​on vahingollisia vaikutuksia kaikkien elintärkeiden elinten valtimoihin ja kudoksiin. Tässä yhteydessä on annettava myös happea ja suoritettava keinotekoinen hengitys. Happi palvelee myös itse haavan paranemisprosessia. Haavat voivat saada tartunnan leikkauksen jälkeen, jolloin kudoksen happijännityksellä ja veren immuunisoluilla on merkitys, jotka käyttävät vapaita radikaaleja taistelemaan kehon bakteereita vastaan. Useimmissa tapauksissa happea toimitetaan myös anestesian jälkeen infektioriskin vähentämiseksi.

Krooniseen happivajeeseen liittyvät sairaudet vaativat pitkäaikaista happiterapiaa. Syyt voivat olla hengitysteiden kaventuminen, keuhkoembolia, keuhkokudoksen vauriot tai vakavat sydämen vajaatoiminta.