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8O 산소 酸素 | Oxygen |
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| 분류 | 이원자 비금속 | 상태 | 기체 |
| 원자량 | 15.9994 | 밀도 | 1.429 g/L |
| 녹는점 | -218.79 °C | 끓는점 | -182.962 °C |
| 용융열 | 0.444 kJ/mol (O2) | 증발열 | 6.82 kJ/mol (O2) |
| 원자가 | 6 | 이온화에너지 | 1313.9, 3388.3, 5300.5 kJ/mol |
| 전기음성도 | 3.44 | 전자친화도 | 141 kJ/mol |
| 발견 | C. W. Sheele (1772) | ||
| CAS 등록번호 | 7782-44-7 | ||
| 이전 원소 | 질소(N) | 다음 원소 | 플루오린(F) |
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| 액체 산소. 파란색을 띤다. |
1. 개요
칼코겐 원소의 일종.산소는 단원자(중성원자) O와 상온에서 가장 안정한 동소체인 이원자 분자 O2를 모두 뜻한다. 그래서 혼동을 피하기 위해 산소 원자와 산소 분자(기체 산소)로 구분하여 사용하기도 한다. 이것은 O2 기체가 O 원소로 이루어져 있다는 것이 먼저, 그것이 O 원자 2개로 이루어진 분자로 이루어졌다는 것이 나중에 알려졌기 때문이다. 액체 산소는 연푸른 빛을 띠며 자석에 끌려오는 상자성을 띤다.[1] 표준 원자 모형색은 ‘빨간색(red)’.
산소는 플루오린 다음으로 반응성이 크다. 철이 불에 타거나 물에 닿으면 녹스는 이유도 산소 때문이다.
2. 발견
영국인 조제프 프리스틀리(Joseph Priestley, 1733 ~ 1804, 1774년에 발견)[2]와 스웨덴인 칼 빌헬름 셸레(1773년에 발견)[3] 두 사람이 발견했다.셸레는 자신이 발견한 새로운 원소의 이름에 '불의 공기'란 이름을 붙였다. 산소의 가장 유명한 특징 중 하나인 불을 키우는 효과에 의한 것이었다. 사실 발견 시기만을 따지면 셸레가 가장 먼저 발견한 것이 확실하다. 그러나 실험 결과를 출판해야 할 스웨덴의 출판사가 무려 1년 반씩이나 늑장을 부리는 사이, 영국에서 프리스틀리가 독자적인 연구 결과를 먼저 발표해버렸다. 이 때문에 셸레는 단독 발견이 아니라 프리스틀리와 공동 발견자로 인정받게 된다. 그나마도 출판사 사장이 발견 시기를 보증해주지 않았다면 인정을 못 받을 뻔했을 수도 있었다.
위 주석에도 기재되어 있듯 셸레는 산소 외에도 '셸레 그린' 과 같은 많은 원소의 발견 및 연구성과를 이루었지만, 본인의 교육 수준이 부족하여 자신이 발견한 성과를 학술적으로 설명하지 못하는 경우가 많았다. 그는 가난한 집안의 11번째 자녀로 태어났고, 어릴 때부터 약방 보조로 일하면서 체계적 교육을 못 받은 채 일하는 틈틈이 자신의 연구를 계속했다. 그런 와중에도 산소를 발견하는 등 위대한 업적을 이루었고 종국에는 역사적인 화학자로 이름을 남기게 된다. 그러나 평소 약방에서 조제하거나 실험한 약품의 맛을 보는 나쁜 버릇 때문에 말년에는 건강이 나빠져서 결국 49세에 목숨을 잃고 만다.
한편 프리스틀리는 플로지스톤설을 따랐기 때문에 자신이 발견한 새로운 공기를 플로지스톤이라고 생각했다. 프리스틀리는 자신이 발견한 새로운 공기를 앙투안 라부아지에에게 알렸고, 라부아지에의 계속된 실험을 통해 새로운 원소로 인정받아 1778년 '산소'라는 이름이 붙여졌다.
문제는 산(oxy)을 만든다(generate)고 해서 산소(oxy+gen)였는데, 일반적으로 산이라고 부르는 물질에 들어가 있는 것들은 수소이다. 즉 원래대로라면 수소와 산소를 반대로 부르는 것이 오히려 뜻에 맞다.[4] 정작 산소는 알칼리성을 띠는 수산화 이온(OH-)에 있으며, 금속 산화물이 산성 용액과 반응할 때 산화 이온이 브뢴스테드-로우리 정의에 의한 염기로서 작용하기도 한다.[예시] 당시엔 분자식 같은 체계도 없었고 화학이 이제 막 정립됐을 시기라 몰랐지만. 그래도 명명당시의 라부아지에를 조금 변호해보자면, 원소를 산화시켜서 산소를 덕지덕지 붙인 것이 protonation 되면 산이 되기는 한다. 탄산, 질산, 인산, 황산, 염소산 등등의 구조를 생각해보자. 화학에서 '산화'라고 하는 것도 원래는 '산이 된다'는 뜻이었다. 물질이 산소와 결합하는 것을 산화된다고 하는 것이 바로 그런 이유에서다.[6] 그러나 이 역시 당대 화학 지식이 부족했던 탓으로 현재는 화학에서 '산화'와 '산이 된다'의 의미가 맞지 않게 되었는데, 루이스 산염기 정의를 쓰면 어떻게 끼워맞출 수 있기는 하다.
3. 특징
공기 중 78%가량 포함된 질소에 이어 2번째로 많은 21% 가량 포함되어 있다. 산소가 모자라거나 너무 많으면 치명적인 문제를 일으키므로 항상 적당한 양이 적절하게 분배된 상태여야 이로운 물질이다. 지구 지각에서는 46.4%로 가장 흔하며, 지구 전체에서는 30%로 철에 이어 2번째이다.|
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높은 반응성으로 인해 자연상에 존재하는 거의 모든 물질이 산화물 형태로 존재하게 만들었다. 산업에 가장 많이 쓰이는 철 부터 시작해서 반도체의 주 재료인 실리콘에 이르기까지 자연상에서는 산화물로 존재하기 때문에 인류 산업의 역사는 이놈을 어떻게 환원시켜서 순수한 재료를 뽑아내나의 싸움과 다를 바가 없었다. 실제로 인류가 주로 사용한 재료를 보면 환원하기 쉬운 순서이기도 하고.[7] 그 좋은 알루미늄을 비교적 최근까지 널리 사용하지 못한 이유도 그놈의 산소가 알루미늄을 너무 좋아해서 무슨 방법을 사용해도 환원시키기 힘들었다가, 전기제련법이 발견되고 나서야 사용되었다. 이처럼 산소는 한번 반응하면 더럽게 떼어내기가 힘들다.
지구의 모든 생물체의 생명의 근원이자 독이 바로 산소다. 몇몇 산소를 필요로 하지 않는 박테리아가 있기는 하지만... 물론 O2가 필요 없다는 거지 O가 없다는 건 아니다. 특히 활성 산소는 강력한 환원제로 작용하여 생체 내의 온갖 분자들, 특히 DNA를 환원시켜 만신창이로 만들기 때문에 생명체에게 매우 유독하다. 그나마 비타민 C, 비타민 E같은 항산화제를 먹으면 활성 산소 상당수를 비활성화 시킬 수 있다.
오존, 염소 살균법 등은 모두 이 활성 산소를 이용한 것이며 O2 또한 과거 지구를 지배했던 혐기성 세균들을 대부분 멸종시킨 장본인이다. 체내에 있는 백혈구 역시 세균을 죽일 때 산소를 넣어 죽인다. 그리고 정확한 산소는 산소원자가 아니라 분자인 O2이다. 그래서 생명의 기체라고도 불리기도 한다. 또한 상처에 과산화수소를 바르는 이유도 산소의 강력한 항균작용을 이용하기 때문이다
산소는 보통 단백질의 주요 작용기인 설프히드릴기(-SH, thiol)를 산화시켜 불활성화시킨다. 자외선이나 가시선에 의해 들떠서 매우 강력한 산화력을 가지는 단일항산소를 생성하거나 방사선 등에 의해 활성산소가 되어버린다면 강한 반응성으로 인해 이곳저곳 산화시키게 되어 대부분의 단백질은 불활성화된다.
호기성 세균이나 진핵미생물들은 호흡을 해서 산소에 대한 저항력을 가지는 게 아니다. 호흡을 하더라도 지속적으로 활성산소의 최종단계인 히드록시라디칼(HO*)이 생성된다. 광합성 세균의 경우에는 엽록소와 카로틴 등의 보조색소가 상당수의 파장 선을 흡수하기 때문에 산소가 들뜨는 상황을 방지한다. 또한 혐기성 세균에는 없는 활성 산소를 없애는 페록시다아제, 카탈라아제, 글루타티온 등이 존재한다. 그렇기 때문이나 현재 이 글을 읽고 있는 당신이나 모든 호기성 세균이 산소가 존재해도 사멸되지 않는 것이다.
사실 생물의 발생 초창기에는 산소를 필요로 하지 않는, 오히려 산소가 독이 되는 혐기성 박테리아가 주류였다. 그러다가 엽록소가 나타나면서 산소를 대량으로 만들어내는 종자들이 나타났는데, 이들은 혐기성 세균을 산소라는 독가스로 공격하여 몰아내게 된다.
그리고 몇몇 박테리아가 산소에 대한 저항력과 산소를 에너지로 삼는 방법을 얻었는데, 이들은 산소를 활용하는 ' 호흡'을 할 수 있게 되면서 기존의 혐기성 발효작용과는 비교도 할 수 없는 막대한 에너지를 얻을 수 있었다[8]. 이 종류들이 다른 세포들과 공존하면서 미토콘드리아가 나타나게 된다. 물론 혐기성 생명체는 아직 곳곳에 존재한다.[9]
이 산소의 양이 지구상의 생물체의 크기를 결정하는 데에 상당히 크게 기여했다는 연구 결과가 나왔다. 실제로 우리가 생각하는 큰 생물[10] 이 살던 시대에는 공통점 하나가 있었는데 당시 산소의 양은 지금의 지구의 산소의 양보다 훨씬 많았다는 것[11]. 그 이유는 미생물들이 나무를 효율적으로 분해하는 방법이 없었다는 것이었다. 그 덕분에 공기 중에 이산화 탄소가 많이 적었고 나무를 분해하는 효율적인 방법을 미생물이 사용하기 전까지는 생물이 매우 클 수 있는 큰 조건이 되었다. 당연히 환경도 많이 따라주었다.
박테리아가 좀 더 진화하여 염화나트륨 같은 것을 분해해서 염소를 자연적으로 만들 수 있게 되면 산소 생물들은 혐기성 생물들이 그랬던 것처럼 궤멸당한다. 그러나 산소보다 반응성에서 밀리고 결합 방식이 극히 단순한 염소로 물질 대사를 할 수 있는지는 불투명하다. 이게 가능하더라도 결국 대기에 풍부한 산소에 전자를 빼앗길 가능성이 높아질 테니 염소는 중간 대사 물질로 사용될 가능성이 높다.[12]
지구의 산소는 대부분 숲이 생산한다는 이야기가 있지만 틀린 사실이다. 숲에서 생산된 산소는 대부분 다시 그 숲의 생태계가 소비한다. 아마조니아가 지구의 허파로 불리지만 지구 전체에 산소를 공급하고 있지는 않다. 남조류 같은 해양 플랑크톤이 온실가스를 이용하여 지구 생태계를 유지시키는 산소의 대부분을 생산하고 있다. 즉슨 지구의 허파는 사실 숲이 아니라 바다다. 지구상에 산소가 지금만큼 존재하지 않던 시절, 산소를 부산물로 만들어내며 생존해나가던 생물들은 엽록소 기반의 해양/육상 식물들과 바로 바다의 플랑크톤 조류들인데, 사실은 규모상 조류들이 만들어내는 산소량이 압도적으로 많다.
반응성이 높아 산화력이 강한, 특히 고농도의 산소는 막강한 무기이다. 태평양 전쟁 당시 구 일본 해군이 야간해전에서 미 해군의 중,경 순양함과 구축함에 빈번히 막대한 피해를 줬던 무기도 추진제로 산소를 사용한 산소어뢰였는데 산소의 강력한 반응력을 억제해 담아야 했으므로 당시 고도의 기술력을 요구했는데 일본군은 그것을 이루어냈고 고농도의 산소를 이용해 무기화하는데 성공했다. 다만 너무도 위험한 물질이라 사고가 잦았던 탓에 결국 폐기되었다고 한다. 자세한 사항은 해당 문서 참고.
당연한 말이겠지만 조연성이 엄청나다. 애초에 연소가 산소 때문에 발생한다는 사실을 잊지 말자. 무시할 수도 있겠지만 액체 산소는 엄청난 조연성 물질이다. 순수한 산소를 기화하며 내뿜기 때문에 액체산소에 담갔다 뺀 것에 불을 붙이면 뭐든지 불탄다. 심지어 금속도 불탄다. 다만 휘발유처럼 액체산소 자체에 불이 붙는 것은 아니고 기화하며 발생한 순수한 산소가 폭발적으로 반응하는 것.
3.1. 부족할 경우
대부분의 지구상의 생명체는 산소를 유기물 분해에 사용해서 에너지를 만들기 때문에 부족하거나 없다면 죽게 된다. 게다가 생명을 유지할 수 있는 시간도 매우 짧다. (혐기성 세균만 예외적으로 산소를 필요로 하지 않는다.) 인간의 경우 산소가 없으면 불과 4분 이내로 싸늘한 시체가 된다. 물론 예외는 있다. 잠수부 등 숨을 참는 게 익숙한 사람은 5분 이상 숨을 참기도 한다. 물론 산소자체가 부족하다면 결국 조금 더 버틴다는 것이지 끝내 죽는 건 변함이 없다.일반인 기준으로 공기 중의 산소 농도가 18% 미만이 되면 민감한 사람들은 두통이 시작되며,[13] 15% 까지 떨어지면 현기증이 나고 시력이 저하되며, 몸은 부족한 산소를 보충하기 위해 호흡수가 급격하게 증가한다. 이보다 더 떨어지면 지능이 급격하게 떨어지고 운동능력이 급격하게 감소한다. 12% 미만이 되면 단시간만 노출되어도 위험해지며 의식을 잃을 수 있고 7% 이하면 사망한다.
아예 산소가 없는 경우 대부분의 사람은 의식을 3분을 채 유지하지 못하며, 보통 2분 내로 호흡곤란으로 실신한다. 물론 실신하고 바로 죽는 건 아니고 5분 이상은 버틸 수 있다고는 하지만 운좋게 살아난다 해도 뇌에 5분 이상 산소가 공급되지 못하면 높은 확률로 식물인간 상태에 빠져 죽기만을 기다리게 되거나, 운이 좋다고 해도 뇌세포가 파괴되어 영구적인 후유증을 가지게 된다. 또한 사람이 폐활량을 아무리 키워도 3분을 못 가고 기절하는 건 같으며 실신한 뒤엔 10분을 넘기지는 못한다. 운동선수나 폐활량이 선천적으로 큰 사람이 3~4분 이상 숨을 참는 경우도 있으나, 대부분 심박수가 적은 매우 안정된 상태에서나 나오는 기록이기 때문에 산소가 부족해 정신적으로 극한 상황에 내몰리면 저 기록의 반이라도 나오면 다행인 수준이다.
기본적으로 고도가 높아질수록 공기의 양은 적어지기에, 높은 곳에서는 평소와는 다른 호흡법으로 보다 많은 산소를 섭취하고 많은 물을 마셔야 하며, 너무 과도한 움직임은 사람을 산소부족에 빠트릴 수 있으므로 주의해야 한다. 고산 지대에 살고 있는 사람들은 이런 산소 부족 현상을 해결하기 위해 평지에 사는 사람들보다 산소를 더 많이 받아들일 수 있게 많은 적혈구를 가지거나(그래서 고산지대 사람들은 얼굴이 붉다.) 혹은 횡격막 근육이 발달해 있는 등 최적화되었다.
낮은 산소농도는 연소에 악영향을 주어서 연료 불연소로 인해 연비가 줄어들기도 한다.[14]
호기성 생물에게는 좋지 않지만, 반대로 산소가 없으면 산화반응이 없으므로 무생물인 물건을 보존하기 좋아진다. 고문서를 보관할 때나 산화가 좋은 영향을 주지 않는 정밀 부품 공정에서는 일부러 저산소 챔버를 사용하기도 한다.
3.2. 과다할 경우
산소 농도가 매우 높아지면 생물체가 거대해진다. 과거에 산소농도가 정말 높았을 때 공룡 등 생명체들의 크기가 컸다. 4m 짜리 거북 화석인 아르켈론도 있다. 산소 농도가 줄어든 시기로 산소가 높아 운석충돌로 전 지구적 화재가 발생하면서 공룡이 멸망한 걸로 추정된다. 고생대에는 고사리도 엄청 번성했으나 현재는 그렇지 않다. 산소농도는 환경오염으로도 낮아진다. # 현재 실험으로도 곤충 같은 걸 산소농도를 높여보면 크기가 평균 이상 커진다. 산소가 생명체를 살리긴 하지만 노화를 일으킨다고 보기도 한다. 즉, 수명이 짧아지는 것. 하지만 개발, 벌목 등으로 인한 지구 온난화로 산소 농도가 줄어들고 있다.약간 높은 산소 농도는 기분을 고조시키고 피로도는 감소하면서 운동능력과 지능까지 높여줄 수 있다. 특히 폐가 없이 대류현상으로 호흡하는 곤충류는 몸집도 커질 수 있다.
그러나 공기 중 산소의 압력과 농도가 너무 높아지면 생명이 위험할 정도로 문제가 발생한다. 1기압 기준 산소함량 60% 이상의 기체를 흡입하면 산소가 혈장에 직접 용해되며 세포는 혈장에 용해된 산소를 쓰면 적혈구의 헤모글로빈은 계속 산소 포화상태를 유지하기 때문에 생명활동의 부산물인 이산화 탄소를 운반할 수가 없고, 체내에 축적된 이산화 탄소가 혈장에 용해되어 탄산화하면서 혈액을 급격히 산성으로 만들며 각 장기에 악영향을 끼치는데, 이를 산소 중독이라 한다.
생물에게 무엇보다도 가까이 있는 맹독은 산소다. 생명체가 살아가기 위해서는 산소가 필요하지만 그 농도는 40% 이하여야만 한다. 100%의 순수한 산소는 맹독으로, 생명체에 있어 치명적이다. 고농도의 산소는 신체의 세포에게서 전자를 빼앗아서 조직을 차례차례 파괴해 간다. 대량으로 들이마시면 우선 손발의 말단부터 마비되며, 일어설 수 없게 되고, 곧 안구의 모세혈관이 터지며 실명하게 된다.
그렇다면 약간 높은 산소 농도만 유지하면 되지 않는가라고 생각할 수도 있으나 이런 높은 산소농도에 장시간 노출되면 반대로 활성 산소의 증가로 인한 세포 손상으로 이어진다.
따라서 건강을 위해서는 산소 농도는 20~22% 사이를 유지하는것이 가장 좋다고 보고있다.[15] 다만 몸에 이상이 있으면 치료를 위해서 고농도 산소에 잠깐 노출되는 고압산소치료법을 사용하는 정도이다.
게다가 산소는 연소(燃燒)와 깊은 관계가 있다. 당장 연소란 것은 산소와 그 물질의 구성분자가 화학반응을 일으킨다는 것이다.[16]
따라서 공기 중 산소 비중이 높아질수록 무언가가 산화될 확률도 높아지게 된다. 단순한 말이지만 실로 무서운 의미를 담고 있는데, 산소가 충분하면 산화할 수 있는 모든 물질이 폭발적인 연소가 가능하다는 이야기다. 한마디로 말해 산소가 과잉하면 거의 모든 물건에 간단한 전기 스파크나 가열만 주어지더라도 불바다가 된다는 이야기. 심지어 철 같이 평소에는 산화하더라도 녹 스는 데서 그치는 물건도 불탄다. 당장 강철파이프 내부에 용접봉을 채워넣고 산소를 불어넣기 시작한 다음 불을 붙이면 횃불이 된다.[17] 꼭 순수한 산소뿐만 아니라 산소 원자가 덕지덕지 붙은 물질 치고 안전한 물질은 거의 없다. 질소까지 같이 붙어있으면 금상첨화.
산소가 생명을 유지하는 데 꼭 필요한 물질이라는 것은 1기압의 대기중에 0.2기압만큼 섞여 있는 그 산소가 그렇다는 것이지, 순수한 산소는 독극물로 분류된다. 고압 순산소는 유기물도 급격히 산화시킬 수있으며 이는 생체조직이라고 다를 바가 없기에 고압순산소를 직접 흡입하면 죽는다. 일산화탄소 중독환자에게 고압산소요법을 쓰는 것은 당장 막아야 할 일산화탄소의 독성이 너무 강하기 때문일 뿐 산소에 독성이 없기 때문이 아니다.
아폴로 계획의 아폴로 1호에서 사상자가 발생한 이유도 바로 순산소[18] 때문에 전기가 통하는 전선 피복이 약간 벗겨진 사소한 문제가 바로 대화재로 연결되었기 때문이다. 다만 용광로 같은 극단적인 상황에서는 순산소 환경으로도 모자라 아예 액체 산소를 들이붓는다.
하지만 모든 물질은 연소범위가 정해져 있기 때문에 오히려 과잉산소공급이 소화효과가 될 수 있다. 대체적으로 5~80퍼 정도의 산소농도의 연소범위가 위험한 물질들(아세틸렌, 수소가스 등)로 분류하기에 산소농도 100퍼는 오히려 연소가 일어날 가능성이 없다.
그렇게 산화성이 높음에도 불구하고, 산화력이 더욱 강한 녀석인 플루오린과 만나면 산소가 오히려 산화된다. 전기음성도 문서 참고. 정확히는 반응성이 높은 두 물질이 반응하여 OF2가 되는 것이다.
4. 기타
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강철은 산업의 쌀로 불릴 정도로 어마어마한 양이 쉴새없이 생산이 되므로 이에 필요한 산소도 엄청난 양을 제철소에서 분별증류로 쉴새 없이 공기에서 뽑아낸다. 그냥 공기를 냉각시키면서 온도에 따라 액체 산소가 뿅하고 튀어나오는 것.[19] 제철소에서 규모의 경제가 돌아가기 때문에 가장 저렴한 공업용 순수 산소 공급원이 되므로, 제철 공업 외에 순수 산소는 이 과정에서 얻는다.
산소원자가 3개 결합하면 O3가 되면서 오존이 된다.
물은 수소와 산소의 결합체이므로 식물의 광합성 과정을 통해 물에서 산소가 분해되기도 한다. 전기 분해도 그렇다.
고압용기에 주입시 지정색상은 공업용은 녹색, 의료용은 백색이다.
대중매체 에서 물과 함께 파란색으로 묘사되는 경우가 있는데 물같은 경우엔 단순히 빛의 성질 때문이지만 산소는 실제로 90K 이하의 온도에서는 파란빛을 띤다. 물론 기체 상태에선 어림없다. 반면 위키백과나 맥머리 유기화학 기본서의 컬러로 된 분자 모형 그림에서는 산소 원자를 빨간색으로 그리고, 파란색은 질소가 가져가는 경우가 많다.
매연이 심한 도시에는 산소도 팔았다. 1980년대 일본 대도시에선 50엔에 3리터 산소를 공급하는 산소 자판기가 유행했고 2000년대 한국 대도시에서는 200ml 산소 캔이 길거리에서 팔렸다. 2020년대에는 중국 대도시 지역에서 비슷한 제품이 팔린다.
매우 희귀하게 [math(\text{O}_4)]의 분자구조(사산소)도 생길 수 있다고 1924년 예측되었는데, 오존보다도 불안정하게 생긴 구조 탓에 2001년에야 발견되었다. 다만 그 수명은 매우 짧으며, 고온고압의 환경에서는 오히려 사산소를 건너 뛰고 팔산소(Octaoxygen) 형태로 응집해버리고 말아서 사산소의 형태는 아직도 정보가 많이 알려져 있지 않다.
5. 각종 매체에서의 산소
- 샤이니의 타이틀곡 제목은 산소 같은 너 이다.
- 영국의 글램 락밴드 더 스위트의 78년 히트곡 Love Is Like Oxygen이 있다. 빌보드 싱글차트 8위에 올랐다.
- 죠죠의 기묘한 모험 6부의 최종전에선 엠포리오가 웨더 리포트의 디스크로 산소 농도를 100%로 만들어 푸치를 쓰러트린다.
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Oxygen Not Included는 이름부터 대놓고 산소미포함이라는 이름을 가졌으며 그만큼 산소가 중요하다.
하지만 후반부되면 산소과포함에 똥물미포함이 된다.
- 피크민 시리즈의 어느 별(PNF-404)은 산소 농도가 너무 높아 작중 등장하는 우주인에게 치명적인 수준이다. 때문에 작중 등장하는 우주인들은 PNF-404에서 전부 우주복을 입고 활동하는데, PNF-404가 사실은 지구이고 이들은 오래 전에 지구를 떠나 외계에 정착한 인류라는 떡밥이 나오는걸 보면 아이러니하다. 그런데 인류와 함께 외계에 정착한 개들은 오랜 시간이 지나도 PNF-404의 산소를 멀쩡히 견딘다.
[1]
별거 아닌 것 같은 발견이지만 분자오비탈 연구의 한 획을 그은 획기적인 발견이다. 물질이 상자성을 가지려면 쌍을 이루지 않은 홀전자가 있어야하는데, 고전적인 결합모델의 산소는 핵 사이의 이중결합 하나에 각각 비공유전자쌍을 여러개 가질 뿐, 홀전자가 있을 수 없기 때문이다.
[2]
지우개를 발명한 그 사람 맞다.
[3]
나폴레옹의 사인으로 지목되는 '셸레 그린'의 그 셸레가 맞다.
[4]
정확히는
양성자(수소 양이온). NaH와 같은 시약에 들어있는 hydride, 즉 수소 음이온은 양이온과는 반대로 굉장히 강력한 염기성 물질이다.
[예시]
Fe2O3 + 6
HCl → 2FeCl3 + 3
H2O
[6]
그러나 이는 엄밀히 말하면 틀린 내용이다. 플루오린화산소가 여기에 대한 대표적인 반례로, 플루오린과 산소가 결합하면 산소가 산화된다.
[7]
구리의 경우 녹는점도 낮고 그냥 단순히 녹여내어 주석과 섞어
청동을 만들면 그럭저럭 사용하기 좋았기에 가장 일찍 사용했지만, 철의 경우는 1523도라는 그 당시에는 상상도 하기 힘든 화력으로 녹여내야 했던 데다가, 심지어 고온에서 산화력이 엄청나기 때문에 환원시킬 방법이 없었는데, 우연히 숯에서 발생한 탄소가 철을 환원시키며 탄소강을 만드는(물론 그 당시엔 정확한 과학 이론은 몰랐겠지만) 것을 발견하여 주로 사용하게 되었다.
알루미늄의 경우는 단 200년 전에도 답이 없었다.
[8]
포도당 대사를 기준으로 20배의 ATP를 얻을 수 있다.
[9]
대표적으로
파상풍균,
보툴리누스 균이 있는데 파상풍균의 경우 흙속 산소가 거의 없는 생태에서
포자 상태로 있고 보툴리누스의 경우 가공된
소시지나 밀봉이 불량하거나 오래된
통조림 등에 존재한다.
[10]
과거에 살았던 거대한 생물이라고 하면 흔히들
공룡을 떠올리기가 쉽지만 의외로 공룡은 산소의 양, 즉 산소
농도와 상관이 크게 있지는 않다. 산소의 양과 상관있는 동물종은
곤충을 비롯한
절지동물이며 산소의 양이 많았던
석탄기의
메가네우라,
풀모노스코르피우스,
아르트로플레우라를 비롯한 유명한 생물들이 그 증거.
[11]
하지만
페름기 대멸종이 끝난 이후인
트라이아스기에는 현대보다도 더 적었다. 이때 폐의 구조 때문에 타 동물들보다 호흡이 유리했던 공룡이 우점종이 되었다는 설이 있다.
[12]
대기 중에 산소가 없고 액체 물이 없으며 염소 이온이 풍부한 행성이라면 가능할지도 모른다.
[13]
그래서 여러 산업체에서는 밀폐된 공간에서 작업 시 반드시 그 공간에 산소 농도를 측정하도록 하고 있으며, 측정된 산소 농도가 18.5% 미만으로 나오면 작업을 중지시키거나 송기마스크를 반드시 착용한 상태로 작업하도록 하고 있다.
[14]
그럼에도 불구하고 비행기들이 가능한 고고도로 나는 이유는 공기저항이 줄어드는게 항속거리에 더 큰 영향을 주기 때문이다. 대전기 레시프로 전투기가 100이면 100
과급기를 달고 나오는 게 바로 이것 때문.
P-38,
P-47,
P-51이 고고도 전투를 무리 없이 진행 할 수 있던 이유가 바로 이것.
[15]
지구의 산소 농도는 약 21% 정도이다.
[16]
예를 들어
메탄을 연소시킬 경우 CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
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실제 가스 절단은 열로 철을 녹이는 게 아니고, 철을 가열한 후 고압 산소로 철의 산화열로 절단하는 것이다. 그리고 고압 산소로 산화된 철은 녹는점이 그냥 철보다 낮기 때문에 철이 연속적으로 산화되면서 계속 녹게 되는 것이다.
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우주선을 경량화하기 위해 우주선이 버텨야 하는 내부 기압을 0.3기압으로 줄이는 대신 우주인들의 호흡을 위해 순산소를 사용했다. 위험천만한 짓이었고 이 사고 이후로 폐기. 정확히는 0.3기압의 순산소는 산소의 밀도가 지상 대기와 비슷하여 상대적으로 덜 위험하나, 지상에서 우주공간에서 선체에 가해지는 압력을 시험해보기 위해 순산소로 1.3기압을 채워넣은 것이 문제가 되었다. 거기에다가 하필 테스트 도중 장비에서 스파크가 튀어 그 많던 산소에 불이 붙었고, 불이 붙었다는 교신 이후 몇초 만에 캡슐이 폭발했다. 거기에 해치를 여는 데만 90초가 걸리는 구조였다. 이후 우주선들은 지상에서는 대기와 같은 공기 조성을 유지하다 발사 이후 일정고도 이상이 되면 순산소로 대기조성을 바꾸는 방식을 사용하게 되었다. 이와 별개로 해치를 여는 데 걸리는 시간을 7초로 줄였다고 한다.
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이 온도 근방에서 액체 질소도 얻는데 제철공업에서 딱히 질소가 필요가 없지만 같이 튀어나오므로
액체질소 자체는 단가가 매우 낮다. 보관, 운송비가 높을뿐.
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신봉선은
봉숭아학당에서 탄소 같은 여자라고 자칭했다.