Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn hít thở oxygen nguyên chất?

Chúng ta không thể sống nếu thiếu oxygen, nhưng quá nhiều oxygen lại có hại. Hãy cùng tìm hiểu xem vì sao lại như vậy.

Cơ thể sinh ra năng lượng bằng cách chuyển hóa thức ăn nạp vào để chúng ta có thể đi lại, học tập, làm việc. Để chuyển hóa thức ăn , chúng ta cần ô xy (oxygen), oxygen này nạp vào cơ thể thông qua việc hít thở không khí xung quanh chúng ta.

Oxygen không phải là loại khí duy nhất có trong không khí. Trên thực tế, phần lớn không khí là ni tơ (nitrogen). Nitrogen có vai trò rất quan trọng. Nó làm chậm quá trình đốt cháy năng lượng , nhờ đó bạn có đủ năng lượng để hoạt động cả ngày.

Nếu bạn hít thở không khí chỉ chứa oxygen thì năng lượng lấy từ thức ăn sẽ được giải phóng toàn bộ ngay lập tức. Vậy là cơ thể hoạt động sẽ không được như ngọn nến cháy dần mà giống như một quả pháo hoa phát nổ “bùm”. Nếu bạn hít thở oxygen tinh khiết , cơ thể bạn sẽ không nổ như pháo hoa, nhưng vẫn có hại cho cơ thể.

Hít thở oxygen tinh khiết tạo ra một loạt phản ứng hóa học rất nhanh. Đó là khi một lượng oxygen biến đổi thành một dạng nguy hiểm và không bền vững gọi là “gốc tự do”. Gốc tự do oxygen gây hại cho chất béo , chất đạm và DNA trong cơ thể. Nó làm hại mắt khiến bạn không thể nhìn rõ được và làm tổn thương phổi khiến bạn không thể thở bình thường.

Như vậy hít thở oxygen nguyên chất rất có hại.

Nhưng đôi khi thở oxygen tinh khiết là việc cần làm. Các nhà du hành vũ trụ và thợ lặn biển sâu cũng có lúc cần thở oxygen tinh khiết vì họ làm việc ở những nơi vô cùng nguy hiểm. Thời gian và lượng oxygen họ hít thở luôn được kiểm soát chặt chẽ để không gây rủi ro cho họ.

Người ốm, trong đó có trẻ sơ sinh thiếu tháng hoặc bệnh nhân Covid-19 nặng có thể cần trợ thở. Bác sĩ sẽ cho họ thở nhiều oxygen hơn so với khi họ thở không khí bình thường. Khi đó, oxygen giống như một loại thuốc giúp người bệnh bình tĩnh và ổn định hơi thở. Nhưng cũng lại phải nói quá nhiều oxygen là nguy hiểm, vì thế các bác sĩ và y tá luôn theo dõi rất sát sao để đảm bảo người bệnh chỉ sử dụng lượng oxygen đúng mức.

Vậy là chúng ta cần oxygen để giúp cơ thể biến đổi thức ăn thành năng lượng. Các nhà du hành vũ trụ, thợ lặn biển sâu và một số trường hợp bị ốm sẽ cần thêm một chút oxygen, còn lại quá nhiều oxygen sẽ có hại cho cơ thể.

Có thể đốt cháy kim cương không?

Kim cương là vĩnh cửu, hay người ta vẫn thường nói như vậy. Nhưng ở một nhiệt độ cao đến mức nào đó và được cung cấp đủ oxygen thì kim cương vẫn cháy.

Kim cương là carbon, giống như than vậy. Kim cương khó cháy hơn than nhưng chắc chắn chúng có thể cháy. Vấn đề nằm ở chỗ phải tạo ra những điều kiện phù hợp để một viên kim cương rắn có thể phản ứng với oxygen để tạo nên một ngọn lửa.

Nếu kim cương có thể cháy thì liệu chúng có phải là "vĩnh cửu" không?

Nhà vật lý học Rick Sachleben, một thành viên của Hiệp hội hoá chất Mỹ, cho biết: "bạn phải chuyển đổi chất rắn đó (cacbon) thành một dạng khí để nó có thể phản ứng với không khí và tạo nên một ngọn lửa.

Vậy cách tốt nhất để làm được điều đó là gì? Nhiệt, và thật nhiều nhiệt. Theo nhà vật lý học Christopher Baird của Trường đại học Tây Texax, Mỹ, thì trong một căn phòng bình thường, kim cương bốc cháy ở nhiệt độ khoảng 900 0C.

Để hình dung dễ hơn, ta có thể so sánh với nhiệt độ bốc cháy của than chất bốc cao (than chứa tương đối nhiều các khí dễ bị giải phóng) là 667 0C và gỗ là 300 0C hoặc thấp hơn tùy theo loại gỗ. Khi mới bị nung nóng, kim cương chuyển màu đỏ, sau đó trắng. Nhiệt sẽ thúc đẩy phản ứng giữa bề mặt viên kim cương với không khí, biến đổi carbon kim cương thành carbon monoxide dạng khí không màu và không mùi.

Carbon cộng với oxygen tạo thành carbon monoxide sinh ra nhiệt. Carbon monoxide này phản ứng với oxygen sinh ra nhiều nhiệt hơn nữa. Nhiệt cao này đẩy carbon monoxide đi, do đó thêm oxygen được đem đến.

Tuy nhiên, lúc này mới chỉ là một ngọn lửa nhỏ. Để có một ngọn lửa lớn thực sự cháy trên bề mặt viên kim cương thì phải có thêm nhiều nhiệt hơn nữa, tức là phải có 100% oxygen so với không khí trong phòng chỉ có 22% oxygen. Tăng nồng độ oxygen lên mức 100% chính là điều kiện để phản ứng này có thể kéo dài. Carbon monoxide sinh ra từ kim cương sẽ cháy khi có oxygen, tạo ra một ngọn lửa nhảy múa trên bề mặt viên đá này. "Hầu như tất cả mọi thứ đều cháy trong môi trường oxygen thuần khiết" - nhà vật lý học Sachleben nói.

Theo Viện Ngọc học Mỹ (GIA), ngay cả khi không có oxygen tinh khiết, kim cương vẫn có thể bị lửa làm hư hại. Một viên kim cương trong một đám cháy nhà hoặc dưới ngọn lửa quá tay của một người chế tác kim hoàn sẽ không bốc khói nghi ngút nhưng vẫn cháy trên bề mặt đủ để thấy có khói nhẹ và chuyển sang màu trắng. Nếu gọt bỏ lớp cháy bên ngoài thì sẽ lộ ra một viên đá nhỏ hơn nhưng vẫn trong và óng ánh như ban đầu. Khi carbon cháy trong oxygen, phản ứng này sinh ra carbon dioxide và nước.

Như vậy, về lý thuyết, một viên kim cương tinh khiết sẽ biến mất hoàn toàn nếu bị đốt cháy đủ lâu. Tuy nhiên, hầu hết kim cương có ít nhất một vài tạp chất như là nitrogen chẳng hạn, vì thế phản ứng cháy không đơn giản như vậy.