Sauerstoff

Sauerstoff ist ein chemisches Element – eine Substanz, die nur eine Art von Atom enthält. Sein offizielles chemisches Symbol ist O und seine Ordnungszahl ist 8, was bedeutet, dass ein Sauerstoffatom acht Protonen in seinem Kern hat. Sauerstoff ist ein Gas bei Raumtemperatur und hat keine Farbe, Geruch oder Geschmack. Sauerstoff kommt natürlich als Molekül vor. Zwei Sauerstoffatome binden stark zusammen mit einer kovalenten Doppelbindung, um Dioxygen oder O2 zu bilden.

Ozon

Ozon ist eine andere Form von reinem Sauerstoff. Es bildet sich in der Stratosphäre der Erde. Ultraviolettes Licht (UV) spaltet O2-Moleküle in einzelne Sauerstoffatome auf. Die einzelnen Sauerstoffatome binden sich an O2-Moleküle und bilden O3 (die chemische Formel für Ozon). Die Stratosphäre hat höhere Konzentrationen von O3, weil mehr UV vorhanden ist. Die Ozonschicht filtert UV-Strahlung heraus, wodurch die Möglichkeit verringert wird, O2-Moleküle in der unteren Atmosphäre (Troposphäre), in der wir leben, zu spalten. Ozon kann sich immer noch in der Troposphäre bilden, wenn O2 unter hoher Hitze und hohem Druck steht. Automotoren haben die richtigen Bedingungen, um Ozon zu produzieren, das ein Toxin ist, so dass moderne Autos Katalysatoren verwenden, um O3 zurück in O2 umzuwandeln.

Flüssiger Sauerstoff und fester Sauerstoff

Wenn Sauerstoff auf -183 ℃ abgekühlt wird, wird er flüssig. Flüssiger Sauerstoff wird als Treibmittel für Raketen verwendet – einschließlich der Elektronenrakete des Rocket Lab. Sauerstoff wird bei Temperaturen unter -218,79 ℃ fest. Sowohl im flüssigen als auch im festen Zustand sind die Substanzen klar mit einer hellen himmelblauen Farbe.

Vorkommen

Sauerstoff ist überall!

• Es ist das dritthäufigste Element im Universum nach Wasserstoff und Helium.
• Es ist das massereichste Element in der Erdkruste. Sauerstoff bildet Verbindungen mit Silizium und anderen Atomen, um Mineralien wie Quarz und Sand zu bilden.
• Es ist das zweithäufigste Gas in der Atmosphäre. Etwa 21% der Luft besteht aus Sauerstoff. Sauerstoff ist jedoch sehr reaktiv. Es lässt sich leicht mit anderen Elementen kombinieren. Es wird von Pflanzen und anderen photosynthetischen Organismen aufgefüllt.
• Sauerstoff macht auch die meisten Ozeane der Erde aus. Ein Wassermolekül (H2O) besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Obwohl es mehr Wasserstoffatome in Wasser gibt, hat Wasserstoff weniger Masse. Wasser besteht zu fast 90% aus Sauerstoff.
• Es ist das am häufigsten vorkommende Element im menschlichen Körper (nach Masse), da unser Körper zu 70% aus Wasser besteht.

Sauerstoff bedeutet Leben

Sauerstoff ist lebenswichtig. Die meisten Lebewesen verwenden Sauerstoff für die Zellatmung – den Prozess, durch den Zellen Energie gewinnen. Menschen und andere Landtiere atmen Sauerstoff (als Teil der Luft) in die Lunge ein. Hier wird es in das Blut aufgenommen und zu den Körperzellen transportiert. Fische verwenden Kiemen, um gelösten Sauerstoff aus dem Wasser zu gewinnen. Insekten bekommen ihren Sauerstoff durch kleine äußere Öffnungen, die Spirakel genannt werden, die in ein Netzwerk von Röhren führen, die Trachea genannt werden.

Pflanzen verwenden auch Sauerstoff für die Zellatmung. In einem separaten Prozess – der Photosynthese – nehmen Pflanzen Kohlendioxid auf und geben Sauerstoff ab. Bei schwachem Licht ist die Photosyntheserate geringer als die Atmungsrate. Bei hellem Licht ist die Photosyntheserate größer als die Atmungsrate und es wird mehr Sauerstoff produziert als verbraucht. Der überschüssige Sauerstoff wird in die Atmosphäre freigesetzt.

Verbrennung

Sauerstoff selbst verbrennt nicht, ist aber für die Verbrennung notwendig. Sauerstoff ist eine der drei Komponenten des Feuerdreiecks. Brennstoff und Wärme sind die beiden anderen Komponenten. Die vom Brennstoff erzeugte Wärme erhält das Feuer. Solange genügend Brennstoff und Sauerstoff vorhanden ist, brennt ein Feuer weiter. Feuerlöscher auf Wasserbasis entfernen Wärme aus dem Feuer. Kohlendioxid und chemische Trockenlöscher ersticken das Feuer und unterbrechen die Sauerstoffzufuhr.