O2

개요

산소(Oxygen, O₂)는 대부분의 생물체가 호흡에 사용하는 기체이며, 연소 반응에서 필수적인 산화제이다. 지구 대기 중 약 21%를 차지하고 있으며, 생명 유지와 화학 반응에 필수적인 원소이다.

명칭 및 기본 정보

산소 (O₂)

항목

내용 화학식 O₂ - 분자량 32.00 g/mol - 상태 상온에서 기체 - 녹는점 −218.79 °C - 끓는점 −182.96 °C - 밀도 약 1.43 kg/m³ (0°C, 1 atm 기준) - 색/냄새 무색, 무취 - CAS 번호 7782-44-7 } 구조 및 특성 분자 구조 산소 분자는 O=O의 이중 결합을 가진 이원자 분자이다. 전자가 홀수 개 존재하여 이중 항자 상태를 가지며, 이는 자기적 성질(상자성)의 원인이 된다. 물리적 성질 기체 상태에서는 무색이지만 액체 산소는 옅은 푸른색을 띠며 자기장에 끌리는 성질이 있다. 극저온에서는 액체 상태로 존재하며, 산업적으로 분리 정류를 통해 액화시켜 사용한다. 생성 및 순환 자연적 생성 광합성: 식물, 조류, 시아노박테리아 등이 빛을 이용해 CO₂와 물에서 산소를 방출함 광분해 반응: 태양 자외선에 의한 대기 중 화학 반응 인위적 생성 전기분해: 물의 전기분해를 통해 수소와 함께 발생 액체 공기 분리: 산업적으로 액체 공기를 분별 증류하여 산소를 추출 이용 산업적 이용 제철소에서 철광석 환원 반응에 사용 로켓 연료의 산화제로 활용됨 용접 및 절단 공정에서 불꽃 온도를 높이는 데 사용 화학 반응의 산화제로 광범위하게 활용 의료 및 생명과학 인공호흡기, 산소호흡기 등에 사용 고산지대나 응급 의료 상황에서 산소 공급 산소포화도 측정 및 폐기능 검사에 활용 환경과 생물학적 역할 산소는 생물의 에너지 대사(세포호흡)에 필수적이며, 대기 내 적절한 산소 농도 유지는 생명 유지의 전제 조건이다. 오존(O₃)의 전구체로서 자외선 차단 기능에도 연관이 있다. 건강 및 안전 고농도의 산소는 산화성을 높여 화재 위험을 증가시킨다. 순수 산소 하에서 불꽃은 훨씬 빠르고 격렬하게 연소한다. 의료용 산소는 반드시 규정된 압력과 농도로 사용해야 하며, 저장 용기는 가연성 물질과 격리되어야 한다. 관련 화합물 오존 (O₃): 산소 원자 3개로 구성된 동소체, 자외선 차단 기능 과산화수소 (H₂O₂): 강한 산화력과 살균력을 가진 화합물 금속 산화물: 산소와 금속의 반응으로 생성되는 다양한 무기 화합물