酸素 O

発見の歴史

酸素には2人の発見者と、有名な命名をめぐる経緯があります。スウェーデンの薬剤師 カール・ヴィルヘルム・シェーレ は1771〜1772年ごろ、酸化水銀や硝酸カリウムなどを加熱してこの気体をつくり、「火の空気」と呼びました。しかし、この研究をまとめた本が出版されたのは1777年になってからでした。

一方、1774年8月1日、イギリスの牧師で化学者の ジョゼフ・プリーストリー は、レンズで日光を酸化水銀に集めて気体を集めました。その中ではろうそくがまばゆく燃え、ネズミはふつうの空気より長く生きました。彼は先に発表し、この気体を「脱フロギストン空気」と解釈しました。

この気体の正体を理解したのは アントワーヌ・ラボアジエ でした。彼は精密な計量によって、燃焼やさびが空気中のこの成分との結合であることを示してフロギストン説を覆し、1777年にこれを oxygène と名づけました。

名前の由来

ラボアジエはこの名前を、ギリシャ語の oxys(鋭い、酸っぱい)と -genes(生じる)から組み立てました。酸素がすべての酸に欠かせない成分だと誤って考えていたためです。この誤解はのちに正されましたが、名前はそのまま残りました。元素記号は O です。日本語の「酸素」も「酸のもと」という意味で、この語源をそのまま訳したものです。

主な用途

• 製鋼: 溶けた鉄に純酸素を吹き込んで余分な炭素を燃やし取ります。これが最大の工業用途です。
• 医療: 酸素療法は呼吸が困難な患者を支え、麻酔にも使われます。
• 切断と溶接: 酸素アセチレンバーナーは3,000 °Cを超える温度に達します。
• 化学品と水処理: 酸素とオゾンは化学品の製造、排水処理、飲料水の消毒に使われます。
• ロケット: 液体酸素は多くのロケットで酸化剤として使われています。

同位体

酸素には3つの安定同位体があります。酸素16(約99.76%)、酸素17、酸素18 です。酸素18を含む水はわずかに蒸発しにくいため、氷床コアや貝殻、堆積物に含まれる酸素18と酸素16の比は、過去の気温の記録になります。酸素18を濃縮した水は、PET検査に使うフッ素18をつくる原料です。放射性の 酸素15 は半減期が約2分で、それ自体も血流を調べるPET検査に使われます。

身近なところで

酸素は人体の質量の約65%を占め、そのほとんどは水として存在します。上層大気では酸素がオゾンをつくり、有害な紫外線を吸収しています。純酸素を長時間吸い続けると肺を傷めることがあり、また酸素の多い環境では物がはるかに激しく燃えるため、在宅酸素療法を受けている人は火気に近づかないようにする必要があります。