Chemie.

Sauerstoff.

Steckbrief Sauerstoff.

  • Entdeckung → 1774 durch Joseph Priestley (1733 – 1804)
  • natürliche Vorkommen → als Elementsubstanz in der Luft [ca. 20%] und gelöst im Wasser; in Verbindung in allen Oxiden, z.B. Sand, Wasser, Gesteinen oder Eisenerz
  • Eigenschaften → farbloses, geruchloses Gas; etwas größere Dichte als Luft [ρ ≈ 1,43 g·L–1; zum Vergleich: Dichte der Luft ρ ≈ 1,29 g·L–1], wenig wasserlöslich, fördert die Verbrennung [unterhält Flammen, brandfördernd]
  • Aufbewahrung → Stahlflaschen [Druckgasbehälter mit blauem Ring]
  • Bau → Elementsubstanz; zweiatomige Moleküle mit Doppelbindung

Bedeutung und Verwendung.

  • Bedeutung in der Natur → Fotosyntheseprodukt und so Grundlage des Lebens auf der Erde, da Sauerstoff Ausgangsstoff der Zellatmung ist [biologische Oxidation; zur Energiegewinnung in den meisten Organismen]
  • Verwendung → u.a. zum autogenen Schweißen und Brennschneiden, zur Beatmung in der Medizin und für Taucher, bei der Verpackung von Lebensmitteln [z.B. sieht Fleisch in Sauerstoffatmosphäre verpackt schön rot aus, auch wenn es schon älter ist], als Ausgangsstoff bei der Energieerzeugung durch Verbrennung von Kohle, Erdgas, Benzin, Diesel etc.
  • Ozon O3 → dreiatomige Sauerstoffmoleküle; in der Atmosphäre aus Sauerstoff und begünstigt durch Sonnenlicht sowie Autoabgase entstehend; gesundheitsschädlich [Atemgift]; in der Stratosphäre aber schützt uns Ozon vor der UV-Strahlung

Struktur von Sauerstoff.

Molekülmodell
PNG Sauerstoff Molekülmodell Bildzoom schließen
LEWIS-Formel
PNG Sauerstoff LEWIS-Formel Bildzoom schließen
Molekülformel
O2

Darstellung im Labor.

PNG Sauerstoff Darstellung Bildzoom schließen
im Behelfsgasentwickler → durch Zerfall von Wasserstoffperoxidlösung mit Hilfe von Katalysatoren wie z.B. Braunstein [Manganoxid], exotherm
hier mit Einrichtung zum pneumatischen Auffangen des Sauerstoffs
2 H2O2 (l) → 2 H2O (l) + O2 (g) ; ΔH = –98,02 kJ·mol–1
Hinweis → Wasserstoffperoxid zerfällt auch langsam unter Lichteinwirkung in Wasser und Sauerstoff [daher muss die Lösung dunkel aufbewahrt werden und die Flasche einen Druckausgleich besitzen]; der Katalysator beschleunigt die Reaktion

Herstellung in der Industrie.

Variante 1 → durch durch Luftverflüssigung bei sehr tiefen Temperaturen und anschließenden Abdestilliereen der einzelnen Gase
Variante 2 → durch Zerlegung von Wasser mittels elektrischem Strom [Elektrolyse]
2 H2O →← 2 H2 + O2 ; ΔH = +571,8 kJ·mol–1

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