O oxigênio constitui cerca de 65% da composição total de um organismo adulto — a maior parte dele está na forma de água.
Elementos do corpo humano. (© User:Openstax/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0)
O oxigênio também constitui aproximadamente 50% da massa da crosta terrestre e 21% da atmosfera (ar) — o restante da atmosfera é composto principalmente de nitrogênio (78%). A Terra é o único planeta do sistema solar com uma alta porcentagem de oxigênio.
Características do oxigênio
O oxigênio é fundamental para as reações químicas que mantêm o corpo vivo, incluindo as reações que produzem trifosfato de adenosina (ATP) — um dos compostos usados na produção de energia. As células cerebrais são sensíveis à falta de oxigênio por causa de sua demanda por uma produção alta e constante de ATP.
O dano cerebral é provável dentro de cinco minutos sem oxigênio (hipóxia cerebral), e a morte é provável dentro de dez minutos. Um suprimento constante de oxigênio é essencial para a função cardíaca e viabilidade.
De acordo com o US National Library of Medicine Open Chemistry Database:
Um ser humano adulto, em repouso, inala 1,8 a 2,4 gramas de oxigênio por minuto. Isso equivale a mais de 6 bilhões de toneladas de oxigênio inalado pela humanidade a cada ano.
Em repouso, o coração consome aproximadamente 8–15 ml de O22/min/100g de tecido. Isso é significativamente mais do que o consumido pelo cérebro (aproximadamente 3 ml O22/min/100g de tecido) e pode aumentar para mais de 70 ml O22/min/100g de tecido miocárdico durante exercícios vigorosos.
A fórmula molecular do oxigênio é O2, que representa a ligação química de dois átomos de oxigênio.
O dioxigênio é a forma física, ou alótropo, do oxigênio que nos rodeia. Nossa atmosfera também contém trioxigênio conhecido como ozônio (O3) — este alótropo é altamente reativo e danifica o tecido pulmonar.
O oxigênio é mais solúvel em água do que o nitrogênio e é por isso que a água contém mais oxigênio do que seria esperado de uma atmosfera rica em nitrogênio.
Água (H2O) é o composto de oxigênio mais proeminente e conhecido. O oxigênio é eletronegativo, o que significa que pode se ligar a quase todos os outros elementos. Algumas dessas reações de formação de ligações só podem ocorrer em temperaturas elevadas.
A água fria pode conter mais oxigênio dissolvido do que a água quente, e a água doce pode conter mais oxigênio dissolvido do que a água salgada. Conseqüentemente, quanto mais quente e salgada a água, menos oxigênio dissolvido haverá.
O oxigênio é um gás inodoro e incolor à pressão e temperatura padrão. O oxigênio se condensa a -297,4 ° F (-183,0 ° C) em um líquido azul claro (oxigênio líquido), e, após resfriamento adicional, congela a -361,9 ° F (-218,8 ° C).
O oxigênio que ocorre naturalmente tem três isótopos: estáveis: 16O, 17O e 18O. O isótopo mais abundante é 16O e é principalmente sintetizado em estrelas massivas após o processo de fusão de hidrogênio. Depois do hidrogênio e do hélio, o oxigênio é o terceiro elemento mais abundante no universo.
Papel biológico do oxigênio
O ciclo biogeoquímico do oxigênio ocorre dentro de três reservatórios principais: a atmosfera, a biosfera (toda a vida neste planeta) e a crosta terrestre.
O ciclo do oxigênio
As plantas são os principais criadores do oxigênio atmosférico por meio do processo de fotossíntese. No diagrama do ciclo do oxigênio abaixo, você pode ver como o oxigênio é usado e reciclado pelas plantas.
Esquema da fotossíntese em plantas. (© User:At09kg/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0)
O ciclo do carbono e do oxigênio está interligado. As plantas usam dióxido de carbono (CO2) e luz solar para sintetizar e liberar energia e oxigênio. Humanos e animais inspiram oxigênio e depois expiram dióxido de carbono — as plantas usam esse dióxido de carbono para reiniciar o ciclo perpétuo.
Processos que usam oxigênio
Respiração — durante a respiração, o ar passa pelos brônquios, ou vias aéreas, para os pulmões para a troca gasosa ou a difusão — a exalação de CO2 abre espaço para a absorção de O2.
Decomposição — quando os animais e as plantas morrem, eles se decompõem — esse processo consome O2 e libera CO2.
Ferrugem — Isso também é conhecido como oxidação — quando as coisas enferrujam, elas consomem O2.
Combustão — três coisas são necessárias para o fogo: oxigênio, combustível e calor. Quando as coisas queimam, eles usam O2 e liberam CO2. Ao contrário da crença popular, o oxigênio não é explosivo; no entanto, a educação do paciente é fundamental porque o oxigênio acelera a combustão.
Processos que produzem oxigênio
Plantas — produzem O2 por meio da fotossíntese.
Luz solar — parte da produção de O2 ocorre quando a luz solar reage com o vapor d’água na atmosfera.
Processos que produzem dióxido de carbono
Desde o início da Revolução Industrial, os humanos aumentaram a concentração de CO2, na atmosfera por meio de atividades que incluem o corte de árvores, o uso intensivo da terra e a queima de combustíveis fósseis.
A NASA afirma que, “este [aumento de CO2] é a“ força ”de longa duração mais importante da mudança climática.” O dióxido de carbono permanece na atmosfera por milhares de anos.
Diminuição da produção de dióxido de carbono
Cada pessoa tem uma “rastro de carbono”, ou seja, a quantidade de gases de efeito estufa emitida direta e indiretamente por um indivíduo ao longo de sua vida.
Calculadora da rastro de carbono doméstica — Reserve alguns minutos para descobrir seu rastro de carbono.
Torne-se neutro em carbono — Agir para remover mais CO2 da atmosfera do que uma pessoa é responsável pela produção é uma abordagem muito mais eficaz. Indivíduos e empresas podem investir na geração de energia renovável ou outros projetos de redução de emissão de carbono, como plantar árvores para se tornarem carbono negativo.
Torne-se carbono negativo — Agir para remover mais CO2 da atmosfera do que uma pessoa é responsável pela produção é uma abordagem muito mais eficaz. Indivíduos e empresas podem investir na geração de energia renovável ou outros projetos de redução de emissão de carbono, como plantar árvores para se tornarem carbono negativo.
Por que o Pacific Medical Training tornou-se carbono negativo?
O impacto do comportamento humano no delicado equilíbrio do ecossistema não pode ser exagerado. Temos agido com tanto abandono imprudente por tanto tempo que realmente tivemos um sério efeito negativo sobre os sistemas naturais da Terra. Os seres humanos têm a responsabilidade de compreender sua própria contribuição pessoal para esse equilíbrio, especialmente aqueles envolvidos na indústria e nos grandes negócios.
História do oxigênio
Filo de Bizâncio, um escritor e engenheiro grego do século II, conduziu o primeiro experimento da relação entre o ar e a combustão. Ele descobriu que se você pegar uma vela acesa em um prato cheio de água e inverter um recipiente cilíndrico sobre ela, a água ao redor subirá para o gargalo do recipiente.
A primeira descrição da substância que agora chamamos de oxigênio foi feita em 1600 pelo alquimista polonês Sedziwoj. Essa descoberta não era amplamente conhecida, e o oxigênio foi redescoberto independentemente por Scheele, então Priestly na década de 1770.
Mais tarde, o químico francês Lavoisier rebatizou o composto de oxigênio devido à sua capacidade de formar ácidos. O termo oxigênio vem da palavra grega “oxygenes”, que significa “produtor de ácido”.
No século XIX, os cientistas perceberam que podiam liquefazer o oxigênio por compressão e resfriamento. Em 1891, os cientistas podiam produzir oxigênio líquido suficiente para pesquisas. Quatro anos depois, o primeiro processo de geração de oxigênio líquido era comercialmente viável.
Uso industrial de oxigênio
Mais de 50% da produção mundial de aço usa o processo de oxigênio básico (BOP), que emprega oxigênio puro para converter sucata e ferro em aço.
Outras aplicações do oxigênio no ambiente industrial incluem a fabricação ou processamento de novos compostos, como plásticos, papel, vidro, cerâmica, produtos farmacêuticos e petróleo.
O oxigênio líquido é combinado com o hidrogênio líquido para formar o combustível de foguete.
Uso medicinal de oxigênio
O oxigênio tem vários usos na área de saúde — o tratamento é flexível o suficiente para uso em ambientes internos, externos e de emergência. Pode ajudar a tratar doenças como doenças cardíacas, pneumonia e doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC).
A circulação pulmonar introduz oxigênio no sistema circulatório sistêmico. O tratamento com oxigênio não apenas aumenta a saturação de oxigênio do sangue, mas também pode aliviar a carga de trabalho cardíaca.
Ao fornecer suporte de vida, cuidados das vias aéreas e respirações de resgate aumentam a chance de sobrevivência de uma pessoa, como nesta história que salva vidas. Outro uso de suporte de vida inclui suplementação de oxigênio para astronautas e mergulhadores.
Outro uso de suporte de vida inclui suplementação de oxigênio para astronautas e mergulhadores sofrendo de doença descompressiva. A oxigenoterapia hiperbárica (OTH) é uma prescrição comum para a cura de feridas em uma pessoa com insuficiência vascular. Falsas alegações sobre a terapia OTH estão por toda a internet — ela não foi aprovada para tratar ou curar câncer, autismo ou diabetes.
O ozônio é um agente confiável para esterilização de água, pois tem um histórico comprovado de destruição de patógenos. Por causa de sua capacidade de matar agentes patogênicos, o O3 medicinal tem o propósito de tratar várias doenças patogênicas. As aplicações variam e incluem infusão intravenosa, insuflação retal e uso tópico.
A Food and Drug Administration (FDA) declara:
O ozônio é um gás tóxico sem aplicação médica conhecida em terapia específica, adjuvante ou preventiva. Para que o ozônio seja eficaz como germicida, ele deve estar presente em uma concentração muito maior do que aquela que pode ser tolerada com segurança pelo homem e pelos animais.
O oxigênio também encotra-se para o uso recreativo. Barras de oxigênio oferecem exposição ao oxigênio maior do que o normal, mediante o pagamento de uma taxa. É usado para produzir experiências levemente eufóricas; no entanto, pesquisas não apoiam esse tipo de utilização.
Segurança e precauções
Em pressões parciais elevadas por períodos prolongados de tempo, o oxigênio pode ser muito tóxico; pode causar convulsões e muitos outros problemas de saúde. O contato com oxigênio líquido pode causar irritação na pele e nos olhos, bem como queimaduras e queimaduras pelo frio. Do início a meados dos anos 1900, era uma terapia comum colocar bebês prematuros em incubadoras com uma alta porcentagem de oxigênio; isso cessou quando uma correlação foi encontrada entre esta prática e uma cegueira chamada retinopatia da prematuridade (ROP).
Sintomas de toxicidade do oxigênio. (© Mikael Häggström/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0)
A suplementação de oxigênio melhora o prognóstico na maioria dos pacientes internados em unidades de terapia intensiva; entretanto, a falta de um manejo cuidadoso do oxigênio pode colocar os pacientes em risco de hiperóxia (suprimento excessivo de oxigênio).
Hiperoxemia — uma coisa boa demais?
A hiperventilação é uma respiração rápida e profunda que cria um baixo nível de CO2 no sangue. Um indivíduo pode hiperventilar em um estado emocional, como ansiedade, ou devido a uma condição médica, como infecção ou sangramento. Além disso, uma resposta de hiperventilação pode ocorrer em alguém ao ajustar de uma altitude baixa para uma alta altitude — a taxa e a profundidade da ventilação do indivíduo aumentam para compensar a redução na pressão parcial de oxigênio. Hiperoxemia — uma coisa boa demais?
A depressão respiratória, ou hipoventilação, causa um aumento na concentração de CO2 no sangue. Um indivíduo pode hiperventilar em um estado emocional, como ansiedade, ou devido a uma condição médica, como infecção ou sangramento. Além disso, uma resposta de hiperventilação pode ocorrer em alguém ao ajustar de uma altitude baixa para uma alta altitude — a taxa e a profundidade da ventilação do indivíduo aumentam para compensar a redução na pressão parcial de oxigênio.
O que é a síndrome de hipoventilação da obesidade?
O oxigênio é como qualquer outro medicamento prescrito; seus efeitos benéficos devem ser comparados com seus efeitos adversos. Nenhum medicamento ou suplemento é totalmente isento de riscos.
