روند کشف اکسیژن چگونه بود؟

شکی نیست که اکسیژن تقریباً 250 سال پیش کشف شده است. با این حال، تاریخ احتمالاً خیلی زودتر شروع می‌شود اگرچه در مورد زمانی که اکسیژن برای اولین بار کشف شد اختلاف نظرهایی وجود داشته است، در سال 1608، کورنلیوس دربل نشان داد که با گرم کردن نمک نمک (نیترات پتاسیم، KNO3) یک گاز آزاد می‌شود که این اکسیژن بود اگرچه به این عنوان  شناسایی نشد. با این حال، مهم‌ترین پیشرفت‌ها در کشف اکسیژن در اوایل دهه 1770 رخ داد. اینکه دقیقاً چه زمانی و توسط چه کسی انجام شد، تا حدودی بحث برانگیز است.

اعتبار کشف اکسیژن اکنون در اختیار سه شیمیدان است: یک انگلیسی، یک سوئدی و یک فرانسوی. بسیاری از مقالات نشان می‌دهند که اکسیژن در سال 1774 توسط جوزف پریستلی کشف شده است، اما اغلب معتقد هستند که اکسیژن حداقل دو سال قبل توسط کارل ویلهلم شیله کشف شده است، جوزف پریستلی اولین کسی بود که گزارشی از اکسیژن منتشر کرد، او کشف کرد که با تمرکز نور خورشید بر روی اکسید جیوه (HgO) و جمع‌آوری گازی که خارج می‌شد،، گاز جدیدی آزاد می‌شود که در آن یک شمع به شدت می‌سوزد و یک موش می‌تواند بیشتر از یک حجم هوای مهر و موم شده مشابه زندگی کند. کار پریستلی فراتر رفت و نشان داد که گیاهان می‌توانند گازی را آزاد کنند که می‌تواند زندگی موش‌ها را حفظ کند بنابراین واضح است که تا سال 1775، شواهد قابل توجهی وجود داشت که نشان میداد اکسیژن کشف شده است. با این حال، پریستلی شاید اولین کسی نبود که این کار را کرد.

کارل ویلهلم شیل یک شیمیدان سوئدی به عنوان فردی ناشناخته برا پریستلی در ژوئن 1771 اکسیژن تولید کرده بود. شیل برای اولین بار در حدود سال 1771 با گرم کردن MnO₂ با H₂SO₄ اکسیژن به دست آورد. او گزارشی از کشف خود نوشته بود اما تا سال 1777 منتشر نشد.

آنتوان لاووازیه همچنین ادعا کرد که اکسیژن را کشف کرده است و او پیشنهاد کرد که گاز جدید اکسیژن نامیده شود. لاووازیه در سال 1777 ” هوای حیاتی ” را از ریشه یونانی oxys (اسید، به معنای واقعی کلمه تیز، از طعم اسیدها) وgenes (تولیدکننده، به معنای واقعی کلمه زاینده) به اکسیژن تغییر نام داد، او به اشتباه معتقد بود که اکسیژن جزء تمام اسیدها است.

شیمیدانان در نهایت تشخیص دادند که لاووازیه در این زمینه اشتباه می‌کند، اما در آن زمان این نام به خوبی تثبیت شده بود. در سال 1805، جوزف لوئیس گی-لوساک و الکساندر فون هومبولت نشان دادند که آب از دو حجم هیدروژن و یک حجم اکسیژن تشکیل شده است. و تا سال 1811، آمدئو آووگادرو به تفسیر درستی از ترکیب آب، بر اساس آنچه اکنون قانون آووگادرو و مولکول‌های عنصری دو اتمی موجود در آن گازها نامیده می‌شود، دست یافت،که این اولین روش تجاری تولید اکسیژن شیمیایی بود، به اصطلاح فرآیند برین که شامل واکنش برگشت پذیر اکسید باریم است. در سال 1852 اختراع شد و در سال 1884 تجاری شد، اما در اوایل قرن بیستم با روش‌های جدیدتر جایگزین شد.

چگونه کشف اکسیژن بر درک متابولیسم در پیری تاثیر گذاشت؟

اکسیژن برای متابولیسم بسیاری از موجودات مفید است. همچنین اکسیژن باعث ناپدید شدن لاکتات در عضلات تحریک شده می‌شود.

کمبود اکسیژن در سیستم‌های بیولوژیکی اغلب به عنوان هیپوکسی شناخته می‌شود. همانطور که در بالا گفته شد، اکسیژن اتمسفر 21 درصد است، اما سلول‌های زیادی در بدن در معرض این غلظت اکسیژن قرارنمی‌گیرند. شرایط بسیاری وجود دارد که تحت آن تنش اکسیژن قابل دسترسی به سلول‌ها حتی کمتر می‌شود، از جمله در هنگام زخم و سرطان، که می‌تواند هیپوکسی واقعی باشد. بنابراین، نقش اکسیژن در سیستم‌های بیولوژیکی سابقه طولانی دارد و نقش آن در تنفس و سیگنال‌دهی سلولی برای عملکرد صحیح سلول حیاتی است، اما عدم وجود اکسیژن نیز مهم است، به ویژه در تومورها. بنابراین این موضوع به چگونگی استفاده از اکسیژن در پزشکی می‌پردازد.

 آیا اکسیژن در سایر سیارات نیز وجود دارد؟

مطالعه اکسیژن به اینجا روی زمین محدود نمی‌شود. در سال 2013، تلسکوپ فضایی هابل شواهدی از وجود اکسیژن در سیاره فراخورشیدی را گزارش کرد، این هیجان اجتناب ناپذیر وجود دارد که اگر بتوان در سیارات دیگر اکسیژن یافت، چنین مکان‌هایی ممکن است پناهگاه حیات باشند.

  چشم اندازهای آتی تحقیقات اکسیژن چیست؟

دویست و پنجاه سال از زمان کشف اکسیژن می‌گذرد، با این حال تحقیقات در مورد اکسیژن هنوز ادامه دارد. اکسیژن در بسیاری از صنایع نیز مفید است. به عنوان مثال، در صنعت فولاد، صنعت کاغذسازی به ویژه در مدیریت ضایعات و….

در طول 250 سال گذشته، صرف نظر از اینکه واقعاً چه کسی می‌تواند ادعای کاشف بودن داشته باشد، تحقیقات اکسیژن ادامه یافته و بخشی از طیف وسیعی از رشته‌های علمی بوده است که حتی در بالا به بسیاری از آنها اشاره نشده است. تحقیقات اکسیژن به فضا رفته است، اما در اینجا روی زمین، بدون شک اکسیژن بخشی از آینده در صنایعی خواهد بود که برای ایجاد منابع انرژی پایدار، درمان‌های پزشکی و بسیاری از کاربردهای دیگر تلاش می‌کنند. تا 250 سال دیگر، بدون شک اکسیژن همچنان در خط مقدم تلاش‌های بشری خواهد بود. چون اکسیژن بخشی جدایی ناپذیر از زندگی است.