οξυγόνο το [oksiγóno]: 1. αέριο χημικό στοιχείο, άχρωμο, άοσμο και άγευστο, που αποτελεί ένα από τα βασικά συστατικά του ατμοσφαιρικού αέρα και του νερού, 2. (μτφ.) για κτ. πολύ χρήσιμο ή τελείως απαραίτητο
λόγ. < γαλλ. oxygène < αρχ. ὀξύ(ς) + -gène = -γόνον, ουδ. του –γόνος

oxygen n. \äk-si-jən\: a colorless, odorless, gaseous element constituting about one-fifth of the volume of the atmosphere and nad it is the supporter of combustion in air.
French oxygène, equivalent to oxy- oxy- + -gène -gen

Η πρώτη παρατήρηση που μπορεί να ειπωθεί ότι σχετίζεται με το στοιχείο oξυγόνο έχει καταγωγή 2.200 χρόνια. Ο Φίλωνας ο Βυζαντινός (γεννήθηκε περί το 280π.Χ. ) ο οποίος θεωρείτε ως ένας από τους μεγαλύτερους μαθηματικούς και μηχανικούς της ελληνιστικής περιόδου παρατήρησε ένα φαινόμενο στο πείραμα του αναμένου κεριού εντός δοχείου. Το πείραμα αυτό έγκειται στην τοποθέτηση ενός αναποδογυρισμένου δοχείου πάνω από αναμμένο κερί, το οποίο δοχείο να είναι μερικώς βυθισμένο στο νερό. Η παρατήρηση του Φίλωνα ήταν ότι όταν η φλόγα έσβηνε παρατηρούταν μικρή άνοδος του νερού εντός του δοχείου. Το πείραμα αυτό ο Φίλων το περιγράφει στο έργο του «Πνευματικά» όπως αποδόθηκε από τον Ήρων τον Αλεξανδρεύς (1ο π.Χ ή 1ο μ.Χ αιώνα).

Αιώνες αργότερα ο Λεονάρντο ντα Βιντσι (1452 – 1519) διατύπωσε την άποψη ότι ο αέρας δεν είναι στοιχείο άλλα ότι αποτελείται από τουλάχιστον δυο διαφορετικά αέρια, ένα εκ των οποίων διατηρούσε τη φλόγα αλλά και τη ζωή. Αφενός μεν παρατήρησε ότι η διατήρηση φλόγας είχε ως συνέπεια την κατανάλωση ποσότητας αέρα αφετέρου δε ότι κατά την αναπνοή εισερχόταν ποσότητα αέρα από το στόμα εντός του ανθρωπίνου σώματος.

Τον 17ο και 18ο αιώνα πειράματα που σχετίζονταν με το οξυγόνο διεξήγαγαν πολλοί όπως ο Άγγλος φυσικός φιλόσοφος Robert Hooke (1635-1703) ο Ρώσος πολυμαθής επιστήμονας Mikhail Vasilyevich Lomonosov (1711-1765) ο Δανός επιστήμων Ole Borch (1626-1690) και ο Γάλλος χημικός Pierre Bayen (1725-1798) αλλά κανένας τους δεν αντιλήφθηκε ότι επρόκειτο για κάποιο νέο στοιχείο. Χαρακτηριστικό ήταν ότι ο χημικός John Mayow (1641-1679) διεξάγοντας πειράματα συμπέρανε ότι ο αέρας περιέχει ένα διαφορετικό αέριο σημαντικό για την αναπνοή το οποίο ονόμασε και «spiritus nitro-aereus», και ότι αυτό συνέβαλε στην αύξηση των οξειδίων κατά την καύση των μετάλλων. Επίσης ο Mayow διαπίστωσε ότι η ουσία αυτή που ήταν απαραίτητη για την καύση βρισκόταν στο όξινο μέρος του νιτρικού καλίου (KNO3) και ότι ο αέρας που εκπνεόταν από τα ζώα περιείχε λιγότερη από αυτή την ουσία από όση ο καθαρός αέρας. Επίσης ο Borch to 1678 παρήγαγε Οξυγόνο από «saltpeter» (KNO3).

Στην πραγματικότητα η διαπίστωση ότι το οξυγόνο αποτελεί ξεχωριστό στοιχείο διεκδικείται από τρείς. Πειράματα σχετικά με το στοιχείο αυτό έγιναν αρχικά από τον Σουηδό χημικό Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) έπειτα από τον Άγγλο φυσικό φιλόσοφο Joseph Priestley (1733-1804) και από τον Γάλλο χημικό Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-1794).
Ο Scheele το έτος 1771 και 1772 εκτέλεσε μια σειρά από πειράματα που σχετίζονταν με την καύση. Θέρμανε ποσότητες ανθρακικού αργύρου (Ag 2CO3), ανθρακικού υδραργύρου (HgCO¬3) και νιτρικού μαγνησίου (Mg(NO3)2) και παρατήρησε ότι κάθε φορά παραγόταν αέριο. Αυτό το αέριο αφενός μεν ενίσχυε την καύση και αφετέρου δεν ήταν βιολογικά ακίνδυνο, δεδομένου ότι τα ζώα παρέμεναν εν ζωή παρουσία του. Είχε ανακαλύψει το οξυγόνο, όμως το ονόμασε «fire air» διότι υποβοηθούσε στην καύση.

Στο μεταξύ ο Priestley το 1774 διεξήγαγε ένα παρόμοιο πείραμα. Με τη βοήθεια μεγεθυντικού φακού θέρμανε με τις ακτίνες του ηλίου εντός κλειστού δοχείου οξείδιο του υδραργύρου (HgO)  και παρατήρησε τις ίδιες ιδιότητες σχετικά με το αέριο που παραγόταν με αυτές του Scheele. Δηλαδή το αέριο είχε ρόλο βιολογικό  και σημαντική συμβολή στη καύση. Το αέριο το ονόμασε «dephlogisticated air». Ο Priestley δημοσίευσε την εργασία του αυτή 2 χρόνια νωρίτερα από τον Scheele (1777).

Με τη σειρά του ο Lavoisier το έτος 1774 εκτέλεσε και αυτός πειράματα που σχετίζονταν με τον αέρα και την καύση και συνειδητοποίησε ότι το αέριο αυτό αποτελούσε ξεχωριστό στοιχείο, δεδομένου οτι αφενός μεν είχε συναντηθεί με τον Priestley και αφετέρου δε είχε λάβει επιστολή απο τον Scheele σχετικά με τις ανακαλύψεις του. Επανέλαβε το πείραμα του κεριού με το δοχείο του Φίλωνα καθώς επίσης και αυτό του Priestley. Κατά την διάρκεια των πειραμάτων καύσης (θέρμανση του οξειδίου του υδραργύρου (HgO) και θέρμανση κασσιτέρου «Τin» εντός κλειστών δοχείων) κατάφερε να ποσοτικοποιήσει τις χημικές αντιδράσεις. Υπολόγισε ότι όση ποσότητα αέρα καταναλώνονταν τόση ήταν και η αύξηση του βάρους του κασσίτερου και έτσι οδηγήθηκε στην διαπίστωση ότι ο αέρα αποτελείται από μίγμα αερίων. Ένα εξ αυτών υποβοηθούσε την καύση και ήταν παρών στη διαδικασία της αναπνοής. Το ονόμασε «viral air». Όμως η πραγματική ονομασία του στοιχείου δόθηκε από τον ίδιο το έτος 1777 από λάθος. Θεώρησε ότι το στοιχείο οξυγόνο βοηθά στον σχηματισμό των οξέων και έτσι συνήγαγε το όνομα από τις λέξεις «ὀξύς» (oxys) και «-γενής» (-genēs). Σύντομα διαπιστώθηκε το λάθος αυτό με την ανακάλυψη του HCl, αλλά το όνομα είχε δοθεί.

Όπως προκύπτει η ανακάλυψη του οξυγόνου πέρασε αρχικά από διάφορα στάδια καύσης. Σημαντική όμως πρόοδος πραγματοποιήθηκε όταν ο Lavoisier αντιλήφθηκε ότι η υπόθεση του «φλογιστου» ήταν λαθεμένη. Η συνεισφορά του Lavoisier ήταν σημαντική στον τομέα της χημεία, και ειδικότερα στο θέμα της καύσης αφού μπόρεσε να ποσοτικοποίηση τα στοιχεία που ελάμβαναν μέρος σε μια χημική αντίδραση, να διατύπωση το νόμο διατήρησης της μάζας, να θεωρήσει ως λανθασμένη την θεωρία του φλογιστού και να μελετήσει ενδελεχώς την σύσταση του αέρα.

Χαρακτηριστικό είναι ότι ο Lavoisier επανέλαβε διεξοδικά το πείραμα του κεριού με το δοχείο και μάλιστα σε ερμητικά κλειστό δοχείο. Υπολόγισε ότι η διαφορά του όγκου του αερίου που είχε δεσμευτεί εντός του δοχείου δεν παρουσίαζε σημαντική διαφορά μετά την ολοκλήρωση της καύσης. Αυτή ήταν περίπου στο 1%. Ως εκ τούτου προκύπτει ότι το υπόψη πείραμα δεν σχετίζεται με το στοιχείο οξυγόνο (δηλαδή να υπολογίσει κάποιος την ποσότητα του οξυγόνου στον αέρα) αλλά τον εγκλωβισμό ζεστού αέρα εντός του δοχείου, ο οποίος ασκεί μικρότερη πίεση.

Ενδεικτική βιβλιογραφία:

Stengers I.– Bensaude-Vincent B., Ιστορία της Χημείας, Εκδ. Τραυλός, Αθήνα, 1999.

Strathern Paul, Το όνειρο του Μεντελέγιεφ, Εκδ. Τραυλός, Αθήνα, 2004.

Stwertka Albert, A Guide to the Elements, Oxford University Press, 2012.

Venkateswaran T.V., Discovery of Oxygene, Birth of Modern Chemistry, στο Science Reporter, April 2011, σελ. 34-39.

Francisco Vera – Rodrigo Rivera – Ce´sar Nu´n˜ez, Burning a Candle in a Vessel, a Simple Experiment with a Long History, στο Springer Science+Business Media B.V. 2011, σελ. 881-893.

Ιστοσελίδες:

http://www.chemicool.com/elements/oxygen.html

http://www.webelements.com/oxygen/history.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Oxygen

http://dictionary.reference.com/browse/oxygen

http://www.chemistryexplained.com/elements/L-P/Oxygen.html