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Lexikon Chemie

Sauerstoff

Chemisches Element der VI. Hauptgruppe, Zeichen O, OZ 8, relative Atommasse 16,0; Mischelement.

Physikalische Eigenschaften: Farb-, geruchs- und geschmackloses, in Wasser mäßig lösliches Gas mit einer Dichte von 1,43 g/l (bei physikalischen Normalbedingungen), Fp. -218,79 °C, Sp. -182,95 °C.

Chemische Eigenschaften: Sauerstoff tritt normalerweise molekular als Disauerstoff, O2, auf. Daneben können z. B. durch elektrische Entladungen sowohl kurzlebiger einatomiger Sauerstoff als auch Ozon (Trisauerstoff, O3) gebildet werden. Sauerstoff ist chemisch sehr reaktionsfähig und bildet mit fast allen chemischen Elementen Verbindungen, die Oxide. Die Vereinigung mit Sauerstoff (z. B. Rosten von Eisen, Verbrennung) heißt Oxidation. Weitere wichtige Sauerstoff enthaltende Verbindungsgruppen sind u. a. die Peroxide und die Hydroxide. Der Nachweis von Sauerstoff erfolgt durch die Glimmspanprobe.

Gewinnung: Technisch durch Luftverflüssigung (Luft hat einen Sauerstoffgehalt von 20,95 Vol.-%) und anschließende fraktionierte Destillation (Linde-Verfahren); im Laboratorium z. B. durch Elektrolyse von verdünnter Schwefelsäure oder durch thermische Zersetzung z. B. von Peroxiden.

Verwendung: Zusammen mit Wasserstoff oder Acetylen benutzt man Sauerstoff in Gebläsebrennern zur Erzielung hoher Verbrennungstemperaturen, z. B. für das autogene Schweißen oder zum Schmelzen von Metallen. Auch bei technischen Umsetzungen, z. B. bei der Vergasung von Kohle und Öl und in thermischen Crackverfahren, spielt Sauerstoff eine große Rolle. In der Raketentechnik dient flüssiger Sauerstoff als Oxidationsmittel für Treibstoffe.

Bedeutung: Sauerstoff spielt bei vielen biochemischen Prozessen eine große Rolle. Er wird bei der Fotosynthese der grünen Pflanzen an die Atmosphäre abgegeben und von Mensch und Tier bei der Atmung verbraucht (Transport im Blut gebunden an Hämoglobin). Im Wasser werden je nach Druck und Temperatur bis über 8,5 mg/l gelöst. Eine Abnahme des Sauerstoffgehalts von Gewässern deutet auf eine Verschmutzung mit (organischen) Substanzen hin, welche von Mikroorganismen unter Sauerstoffverbrauch abgebaut werden (Sauerstoffbedarf).
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