Tlen (O, łac. oxygenium) - pierwiastek chemiczny, niemetal z grupy tlenowców w układzie okresowym.
Stabilnymi izotopami tlenu są 16O (stanowi ponad 99% tlenu naturalnego), 17O oraz 18O.
Tlen w stanie wolnym występuje w postaci cząsteczek dwuatomowych O2 oraz trójatomowych - ozonu O3 (głównie w ozonosferze). Szczególną jego odmianą jest niedawno odkryty czerwony tlen o wzorze O4.
Jest najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem na Ziemi - zawartość tlenu w jej skorupie wynosi 45%. Stanowi też 20,95% objętości atmosfery ziemskiej.
W postaci związków z innymi pierwiastkami wchodzi w skład hydrosfery (gdzie jego zawartość wynosi około 89%) i litosfery (np. krzemionka (piasek) zawiera ok. 53% tlenu). W przyrodzie obieg tlenu odbywa się w cyklu zamkniętym. Organizm człowieka zawiera go około 65%.
Tlen jest paramagnetykiem. Ciekły tlen ma barwę niebieską.
Tlen wchodzi w skład wielu związków chemicznych o dużym znaczeniu przemysłowym: tlenków (w szczególności wody oraz dwutlenku węgla), nadtlenków (w szczególności nadtlenku wodoru), kwasów tlenowych, zasad. Jest też składnikiem większości związków organicznych o znaczeniu biologicznym.
Historia
Pierwszym odkrywcą tlenu najprawdopodobniej był żyjący w XVI wieku na dworze Zygmunta III Wazy alchemik Michał Sędziwój. Otrzymywał tlen z rozkładu saletry potasowej podczas jej prażenia, które to doświadczenie opisał w swoim dziele z 1604 r. p.t. "Dwanaście traktatów o kamieniu filozofów". Stwierdzał, że saletra jest ciałem złożonym, zawierającym "ducha świata" (tak nazwał tlen, uznając go za kamień filozoficzny), umożliwiającym życie ludzi i zwierząt. Wiedział więc, że gaz jest składnikiem powietrza i jest niezbędny do życia.
Tlen został odkryty ponownie przez Carla Sheele przed rokiem 1773, ale odkrycie nie zostało opublikowane przed rokiem 1777, kiedy za odkrywcę uznawano już Josepha Priestley'a, który otrzymał tlen ogrzewając tlenek rtęci(II) i zbierając wydzielający sie gaz. Opublikował on swoje odkrycie w roku 1775. Po raz pierwszy skroplili tlen profesorowie Uniwersytetu Jagiellońskiego, Zygmunt Wróblewski i Karol Olszewski, 5 kwietnia 1883 roku.
Łacińska nazwa tlenu oxygenium łac. oxygenium (gr. oksy - kwaśny, gennao - rodzę), wprowadzona została przez Antoine Lavoisiera.
Polska nazwa "tlen" wywodzi się od słowa "tlić" i została nadana przez Jana Oczapowskiego. Wcześniejsza polska nazwa "kwasoród" była dosłownym tłumaczeniem łacińskiej, a wprowadził ją Jędrzej Śniadecki.
W przyrodzie
Związki tlenu są niezbędne do życia wszystkim organizmom na Ziemi.
Tlen w postaci gazowej jest niezbędny organizmom tlenowym do przeprowadzenia fosforylacji oksydacyjnej będącej najważniejszym etapem oddychania. Niektóre organizmy beztlenowe giną w obecności niewielkich ilości wolnego tlenu. Organizm przeciętnego dorosłego człowieka zużywa w ciągu minuty ok. 200 ml (0,3 g) tlenu. Oddychanie czystym tlenem jest dość niebezpieczne, ponieważ podnosi on ciśnienie krwi i wywołuje kwasicę. Niedobór tlenu staje sie niebezpieczny dla życia, gdy jego zawartość w powietrzu spada poniżej 10-12%.
Zwierzęta wykorzystują go w procesie oddychania tlenowego w celu otrzymania energii:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ATP
Otrzymywanie w warunkach laboratoryjnych
- poprzez podgrzewanie nadmanganianu potasu w temp. pow. 230°C:
- KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
- poprzez termiczny rozkład azotanu(V) potasu w temp. powyżej 400°C, ale nie większej niż 440°C:
- 2KNO3 → 2KNO22 + O2
- poprzez ogrzewanie tlenku rtęci(II):
- 2HgO → 2Hg + O2
- poprzez rozkład wodnego roztworu nadtlenku wodoru (wody utlenionej lub perhydrolu) pod wpływem ciepła lub katalizatora, np. dwutlenku manganu:
- 2H2O2 → 2H2O + O2
- w wyniku elektrolizy wody
- 2H2O → 2H2 + O2