Happi (lat. oxygenium) on alkuaine, jonka kemiallinen merkki on O, järjestysluku 8 ja CAS-numero 7782-44-7. Esiintyessään vapaana alkuaineena se on tavallisissa lämpötiloissa kaasuna, ja sitä on Maan ilmakehässä noin 21 %. Luonnossa sitä on runsaasti myös yhdisteinä kuten vetenä, joka on vedyn ja hapen yhdiste, sekä lukuisina maa- ja kallioperän mineraaleina, jotka ovat erilaisia muiden alkuaineiden ja hapen muodostamia yhdisteitä. Se on yleisin alkuaine maankuoressa, jossa sitä on lähes 50 %.

Vapaa happi reagoi herkästi monien muiden aineiden kanssa. Se ylläpitää palamista, ja se on myös useimpien eliöiden elämälle välttämätöntä. Sitä vapautuu kasvien yhteyttämisessä ja kuluu eläinten soluhengityksessä.

[muokkaa] Ominaisuudet

Happimolekyyli (O₂) muodostuu kahden happiatomin liitoksesta, ja esiintyy kaasumaisena huoneenlämpötilassa. Happi on tärkeä ainesosa ilmakehässä, jossa sitä on 21 %. Nestehappi ja kiinteä happi ovat vaaleansinisiä, ja molemmat ovat hyvin paramagneettisia aineita.

Otsoni (O₃) on hapen ns. allotrooppinen muoto, jossa yhdessä molekyylissä on kolme happiatomia kahden sijasta. Korkealla ilmakehässä otsonikerros on välttämätön elämän säilymiseksi maapallolla, mutta alempana ilmakehässä esiintyessään otsoni on erittäin paha ympäristömyrkky ja suurina pitoisuuksina tappava.

Äskettäin on löytynyt neljäs allotrooppinen muoto O₄, syvänpunainen yhdiste, joka syntyy paineistamalla O₂ 20 GPa:n paineeseen. Sitä tutkitaan rakettipolttoainekäyttöä varten, koska se on voimakkaampi hapetin kuin O₂ tai O₃.

Avaruudessa happea esiintyy Maan lähiavaruudessa suhteellisen runsaasti myös atomaarisena (O). Atomaarinen happi on aina 900 km korkeille satelliittien kiertoradoille asti ongelma, koska se reagoidessaan satelliitin pintamateriaalien kanssa muuttaa niiden säteily- ja absorbointi-ominaisuuksia, ja sitä kautta satelliitin lämpötilaa.

Happea voidaan valmistaa laboratoriossa vetyperoksidista (H₂O₂). Teollisuus valmistaa happea myös ilmakehästä alhaisessa lämpötilassa tislaamalla.

Happi reagoi helposti monien aineiden kanssa. Korkeissa lämpötiloissa monet aineet reagoivat hapen kanssa kiivaasti ja runsaasti lämpöä vapauttaen; tällöin ne palavat.

Suuremmissa paineissa happi voi olla myrkyllistä. Tietyt johdokset ja yhdisteet kuten otsoni, vetyperoksidi, hydroksyyliradikaalit ovat myös hyvin myrkyllisiä. Korkea happipitoisuus muodostaa tulipalo- ja räjähdysvaaran palavien aineiden kanssa. Esimerkiksi nestehappeen sekoitettuna hieno sahajauho muodostaa räjähdysaineen.

[muokkaa] Käyttö

Nestemäistä happea

Teollisuudessa hapella on käyttöä voimakkaana hapettimena. Nestehappea käytetään nestemäistä ajoainetta käyttävissä raketeissa hapettimena. Hapella on myös lääketieteellistä käyttöä sairaaloissa, etenkin anestesiassa ja hengityselinsairaiden hengitykseen. Lisäksi happea käytetään hitsauksessa sekä teräksen ja metanolin valmistuksessa.

Happi on elämän kannalta tärkeä alkuaine. Happikaasu on monille eliöille elinehto. Happi muodostaa vedyn kanssa vettä, joka on välttämätöntä elämän muodostumiselle. Maapallolle syntyessä elämää otsonikerroksen muodostuminen oli tärkeä vaihe, jotta elämä voisi siirtyä maalle, koska ilman otsonia eliöt altistuisivat liialliselle ultraviolettisäteilylle.

[muokkaa] Historia

Puhdasta happea erotti salpietarista Olaus Borrichius vuonna 1678, vuosisataa aiemmin saman menetelmän oli kuvannut Sendivogius joka oli myös esittänyt että tätä "elämää ruokkivaa" ainetta löytyy ilmasta. Myöhemmin sen löysi myös Carl Wilhelm Scheele vuonna 1771, mutta tätä löytöä ei heti tunnustettu. Itsenäisesti sen löysi Joseph Priestley vuonna 1774. Kansainvälisen nimen oxygenium antoi Antoine Lavoisier 1774.