英語版クイズをもとにAIで日本語で作成しました。出典は日本語版ウィキペディアにリンクしています。
酸素は元素記号Oで表される元素で、私たちが呼吸する空気に含まれている。地殻や宇宙にも豊富に存在し、生命と地球の歴史に深く関わってきた。 このクイズでは、発見をめぐる化学者たちの物語、大気中の酸素が増えた経緯、液体や固体になったときの性質、工業や医療での使われ方、安全上の注意までを幅広く出題する。
全30問の答えと解説。クイズで遊ぶ
Q 01酸素の原子番号はいくつか？
8
元素記号はOで、原子量は15.9994。周期表では第16族、第2周期に位置する元素である。
Q 02現在の大気中の酸素分子は、ほぼすべてが何に由来するとされるか？
光合成
生命が発生する以前の原始大気に酸素分子はほとんど存在せず、ほかの原子と結合した状態にあった。
Q 03気体の酸素分子は地球の大気の体積の何%を占めるか？
20.95%
質量で見ると割合は23%とやや大きくなる。地球誕生初期の原始大気には、分圧で示されるほどの量は存在しなかったと考えられている。
Q 04非常に反応性の大きい気体、三酸素（O3）の通称は何か？
オゾン
吸入すると肺組織を破壊するほど反応性が大きい。高層大気では地球を放射線から守るシールドとして働くが、地表近くでは大気汚染物質である。
Q 05脊椎動物の赤血球中で酸素と結びつく物質は何か？
ヘモグロビン
酸素と結びつくと、色は紫がかった赤から明るい赤へ変わる。1 Lの血液が溶かせる酸素ガスは200 mLである。
Q 06酸素に「oxygène」と命名したフランスの化学者は誰か？
アントワーヌ・ラヴォアジエ
ある種の物質には必ず同じ元素が含まれているという学説から生まれた名前で、日本語の名称はこれを直訳したものである。
Q 07液体酸素はどんな色を示すか？
淡青色
比重は1.14で、磁石に吸いつけられる性質もある。実験では、磁極間で自重を支えるに充分強い橋を作るほどである。
Q 08液体酸素はロケットエンジンの推進剤で何として使われるか？
酸化剤
気体の酸素もガス溶接や鉄鋼の製造工程で、燃焼を助ける助燃剤として使用されている。
Q 091774年に酸素を独立に見つけたイギリスの化学者は誰か？
ジョゼフ・プリーストリー
先に見つけた化学者がいたが、その成果はすぐに公にされなかった。そのため、化学史上の発見者はこのイギリス人とされている。
Q 10酸素よりも電気陰性度が大きい唯一の元素は何か？
フッ素
酸素は電気陰性度が2番目に大きいため反応性に富み、ほとんどの元素と発熱反応を起こして化合物を作る。
Q 11レバーやジャガイモに含まれ、酸素発生の触媒になる酵素は？
カタラーゼ
無機物の二酸化マンガンも同じ反応の触媒として利用できる。身近な食材で酸素を発生させられるのはこのためである。
Q 12「oxygen」などを直訳して「酸素」と呼んだ日本人は誰か？
宇田川榕菴
中国語圏では「酸」という字を用いない別の字をあてている。韓国では両方の名称が混用されたが、日本語の名称が定着した。
Q 131771年に酸素を初めて見つけたスウェーデンの化学者は誰か？
カール・ヴィルヘルム・シェーレ
酸化水銀(II)とさまざまな硝酸塩混合物を加熱する過程での発見だった。論文は1775年に作成されたが、出版社の都合で発表は1777年となった。
Q 14日本で、酸素を充填するボンベの容器は何色と定められているか？
Q 21中国語圏で酸素を表すのにあてられる漢字はどれか？
氧
中国語読みは「ヤン」で、「酸」という字は用いない。日本語読みでは「よう」と読む。
Q 22石炭紀の菌類がまだ十分に分解できなかった木材の成分は？
リグニン
分解されない木材は大量の炭素として石炭になり固定化された。その結果、ペルム紀初期の大気は酸素にきわめて富んでいたといわれる。
Q 23海水中の溶解鉄が酸素と化合してできた鉱床を何というか？
縞状鉄鉱床
この鉱床の形成時期は、大気中の酸素分圧が高くなり始めた時期と一致している。海洋中の溶存鉄が尽きると、酸素は大気へ溢れ始めた。
Q 24ドルトンの原子論は当初、水をどんな化学式とみなしていたか？
黒
規格は各国さまざまで、ISOとアメリカ合衆国ではそれぞれ別の色である。日本の高純度品には、表面積の半分を超えない範囲で水色も加えられる。
Q 15高気圧酸素治療で、静電気の火花を防ぐため着る下着の素材は？
木綿
高濃度酸素の環境下では、通常は容易に燃えない金属などからも火が出る危険がある。このため発火物の持ち込みも禁止される。
Q 16フロギストン説否定の契機は、金属を燃やすとどうなるという報告か？
重量が増す
この説では、燃焼が起こると可燃物から燃素が遊離すると考えた。空気の効果は無視され、発生するガスへ意識が向けられることもなかった。
Q 17石炭紀の終わりごろ、大気中の酸素は最大で何%に達したか？
35%
約3億年前のことで、昆虫や両生類の大型化に作用した可能性がある。森林の繁栄で大量の炭素が石炭として固定化された時代である。
Q 181 Lの液化酸素が気化すると、約何Lの酸素ガスになるか？
800 L
液体酸素は液体空気を分留して得られる。工業的には、タンクローリーで運ばれて低温液化ガス貯槽で受け入れされる。
Q 191962年以降、酸素と化合物を作ることがわかった希ガスは？
キセノン
化合してできる代表例は三酸化物のXeO3である。酸素は反応性に富み、反応しにくい希ガスとさえ化合物を作る。
Q 20地球の地殻で、酸素は質量の何%を占めるか？
46.60%
地殻で最大を占める元素で、体積では93.77%にもなる。石英の成分であるSiO2が地殻の大部分を構成している。
HO
すべての元素は原子比も単純であるという仮定に基づくもので、酸素の原子量も実際よりかなり小さく判断されていた。
Q 25純酸素で潜水すると、深刻な酸素中毒は水深何mで起こるか？
6 m
酸素比率21%の空気で潜る場合と比べ、はるかに浅い水深である。酸素中毒は肺や中枢神経系に影響を及ぼす。
Q 26約2億年前、大気中の酸素濃度は何%まで低下したとされるか？
12%
寒冷化による植物の炭素固定能の減退や、木材を分解できる菌類の増加が原因とされる。その後、白亜紀を通じて濃度は次第に増加した。
Q 271805年、ゲイ＝リュサックと共に水の原子比を改めたのは誰か？
アレクサンダー・フォン・フンボルト
2人は原子比を1対2に改めた。その後1811年にアメデオ・アヴォガドロが、自らの名のついた法則に則って水の正しい構成を解釈した。
Q 28全スピン量子数が0となった酸素を何というか？
一重項酸素
外部から高エネルギーが加わり、不対電子のひとつがスピンを逆方向へ変えた状態である。有機化合物との反応性が高い。
Q 29酸素が固体になる温度は約何Kか？
54 K
液体になるのはこれより高い約90 Kである。100万気圧を超えた高圧下では、酸素は金属光沢を持つようになる。
Q 30嫌気性生物の死滅と全球凍結を伴ったとされる氷期を何というか？
ヒューロニアン氷期
多くの遊離酸素が海中や大気中に溢れた時期にあたる。気温が急激に下がり、全生物相の深刻な大量絶滅が引き起こされたと考えられている。