Chu trình oxy

NHÓM 5
LỚP: DH06NH

Danh sách thành viên nhóm

Châu Kim Ngân
Phạm Thị Kim Loan
Nguyễn Thị Hoài Châu
Nguyễn Đức Cường
Nguyễn Duy Đạt
Lê Thanh Đạm
Bùi Đức Anh
Nguyễn Trần Quang Vũ
Vũ Văn Chúc
NGUỒN GỐC OXY
Kể từ khi Trái đất chưa hề có oxy, sự sống đã bắt đầu tồn tại. Và khi sự sống đầu tiên ấy trải qua quá trình tiến hóa hơn một tỷ năm của nó, oxy đã bắt đầu được sinh ra. Và bây giờ, các nhà khoa học vẫn đang cùng nhau miệt mài nghiên cứu trong lĩnh vực sinh học thiên văn để vén lên bức màn bí mật về lịch sử của oxy trên Trái đất, cuối cùng đã đem lại cho hành tinh chúng ta một màu xanh kỳ diệu của sự sống.
Trái đất đã ra đời mà không hề có oxy tự do ,tức là oxy ở dạng phân tử O2. Nguyên tố oxy đã chỉ tồn tại ở dạng hợp chất trong đất đá và nước. Cách đây có lẽ khoảng 3,5 tỷ năm, sự sống đầu tiên đã xuất hiện mà không cần đến oxy, nó đã tồn tại được nhờ vào quá trình xử lý hóa học những nguyên tố (như sắt chẳng hạn) để thu được chút năng lượng ít ỏi .
Một sự khởi đầu

Oxy là nguyên tố phổ biến nhất trong vỏ Trái Đất chiếm 47% , trong thuỷ quyển chiếm ưu thế tuyệt đối (85,82%) và chất sống (70%).
Oxy có hoạt tính hoá học rất cao nên oxy trở thành “thống lĩnh địa hoá” của môi trường bề mặt Trái Đất.
Oxy tạo ra 1364 khoáng vật.
Oxy được sinh ra từ nhiều nguồn nhưng quan trọng nhất là từ quá trình quang hợp của cây xanh.
Hàng năm cây xanh sản xuất ra 4,67.1011 tấn oxy, trong đó 5,3.1010 tấn (11,3%) do thực vật lục địa cung cấp, còn lại 4,14.1011 tấn (88,7%) do thực vật dưới nước sản xuất.

Tổng khối lượng oxy tự do (O2) là 1,5.1015 tấn, chiếm 0,0001% khối lượng tổng cộng oxy của vỏ Trái Đất. 99% oxy tự do phân bố trong khí quyển,còn 1% trong thuỷ quyển.

Trữ lượng oxy phân bố trong các thành phần môi trường
Nguồn Trữ lượng O2: Mt
Trái đất 1,7.1015
Thủy quyển (dưới dạng nước và hòa tan) 1,2.1012
Khí quyển 1,2.109
Sinh quyển 14,1.106
Sinh vật sống trong đất 1,38.106
Sinh vật sống ở đại dương 0,03.106
Sinh vật chết trong đất 2,14.106
Sinh vật chết ở đại dương 10,56.106

Trong hoá học của khí quyển, oxy đóng vai trò quan trọng, ở tầng đối lưu oxy tồn tại dưới dạng oxy phân tử và các oxyt như SO2, CO2 là sản phẩm của quá trình cháy, quá trình phân huỷ và quá trình oxy hoá do thời tiết.




VD:
2CO + O2 = 2CO2 (Oxy hoá các khí nguồn gốc núi lửa)
C + O2 CO2 (Đốt nhiên liệu)
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
(CH2O) + O2 = CO2 + H2O (Hô hấp của động vật)
3O2 + 4Fe = 2Fe2O3 (Phong hóa oxy hoá các khoáng vật khử)
Ca2+ + CO32- = CaCO3 (Xảy ra trong trầm tích đại dương)


H2O
Thuỷ quyển
O2
SiO2, CaCO3,, MgO, Al2o3, Fe2O3
Địa quyển
SO2 O2 CO2
+ S
+ C
{CH2O} trong động vật
H2O
NO
O2 CO2 + H2O
Khí quyển
VÒNG TUẦN HOÀN CỦA OXY TRONG MÔI TRƯỜNG
Thực vật giải phóng khí oxy vào khí quyển nhờ phản ứng quang hoá sau đây:
CO2 + H2O hv (CH2O) + O2

Tổng khối lượng oxy được tạo ra nhờ các phản ứng quang hoá ,các phản ứng khác chỉ có 2.106 tấn O2/ năm, bằng 1/230000 lượng oxy do quang hợp (Woolfson V.I.,1963)

{CH2O}+O2 O2 +H2O
Hô hấp của động vật
C+O2 CO2
Oxy mất đi do
đốt nhiên liệu
O2 + 4FeO 2Fe2O3
Phong hoá, oxy hoá các khoáng vật khử
O2
CO2
CO2+H2O+hv {CH2O}+O2
Quang hợp
2CO+O2 2CO2
Oxybị mất đi do oxy hoá các khí nguồn gốc núi lửa
O3+hv O+O2
O+O2 O3
O2+hv O+O
Tầng ozon hấp thụ bước sóng 220-330nm
hv
Ca2++CO2- CaCO3 (Oxy liên kết được giữ lại trong trầm tích)
Một số phản ứng cung cấp và tiêu thụ oxy và oxyt cacbon
Trong thuỷ quyển, oxy có thể hoà tan trong nước hay kết hợp với hydro tạo thành nước.
Trong địa quyển, oxy tác dụng với kim loại hoặc các á kim tạo thành các oxyt của silic, cacbon, mangan,sắt, nhôm,….
Ở tầng bình lưu oxy tồn tại ở dạng O2, O0 ,O+, O2-,O3 nhưng oxy phân tử ở tầng bình lưu còn rất ít so với ở tầng đối lưu. Nguyên nhân là do oxy tham gia phản ứng quang hoá, tạo nên oxy nguyên tử và các gốc ion hoá .
VD:
O2 + hv O0 + O
O3 + hv O + O2

Nồng độ oxy trong môi trườngđược kiểm soát bởi hai yếu tố:
Sự tăng oxy được quyết định bởi một lượng ít ỏi (<0,1%) các chất tổng hợp quang học không thông qua vòng tuần hoàn sinh học và bị bỏ qua do các điều kiện phi oxy hoá.
Sự tiêu thụ oxy do phản ứng oxy hoá với các chất khử trong Trái Đất.
VÒNG TUẦN HOÀN CỦA ÔXY TRÊN TRÁI ĐẤT
Các nguồn sinh và giảm oxy trong khí quyển
Nguồn sinh Khối lượng oxy Nguồn giảm Khối lượng oxy
Mt/năm Mt/năm
Tổng hợp quang học 268500 Hô hấp 215000

Phân ly quang học của N2O 11 Nitrat hoá sinh học 38000

Phân ly quang học của H2O <1 sản xuất năng lượng 14000

Oxy hoá hợp chất 12000
hữu cơ
Phong hoá hoá học
Fe+2 42
C 240
S-2 122
Oxy hoá hợp chất S 176
Oxy hoá của khí núi lửa 45 Các phản ứng ở 770
đại dương
Oxy hoá nitơ 190
Tổng = 0,27.106 Tổng = 0,28.106


O2