Zuurstof (element)

Portaal Scheikunde
Chemisch element

Rolstoel met Zuurstoffles
Naam	Zuurstof / Oxygenium (Latijn)
Latijn
Symbool	O
Atoomnummer	8
Soort	Edelgas
Kleur	Kleurloos
Smeltpunt	− 218,8 ^oC
Kookpunt	− 183 ^oC

Zuurstof is een chemisch element met het symbool O (oxygenium) en het atoomnummer 8 in het periodiek systeem van de scheikunde.

Voorkomen

Na waterstof en helium is zuurstof (qua massa) het derde meest voorkomende element in het heelal. In de praktijk wordt met zuurstof vaak zuurstofgas bedoeld. Dit is dizuurstof (O₂). Dit di-atomisch (twee-atomig) zuurstofgas vormt momenteel 20,95% van de atmosfeer van de aarde, hoewel dit in de loop van de tijd behoorlijk is veranderd. Zuurstof vormt bijna de helft van de aardkorst in de vorm van oxiden. Het element is namelijk in staat om andere elementen te oxideren. Bij metalen staat dit bekend als roesten.

Door bijvoorbeeld bliksem kan dizuurstof veranderen in Ozon (O₃). Dat is een lichtblauw gas met een kenmerkende scherpe geur. Het is overal aanwezig in zeer lage concentraties (opeenhoping) en met de hoogste concentratie hoog in de ozonlaag van de stratosfeer , die de meeste ultraviolette (UV) straling van de zon absorbeert (opneemt en tegenhoudt).

Zuurstof en waterstof vormen samen water (H₂O).

Modellen van zuurstof

Model van het molecuul dizuurstof (O₂)
Model van Ozon molecuul (O₃)
Model van watermolecuul (H₂O), met 2 witte waterstof-atomen (H₂) en 1 rode zuurstof-atoom (O)

Geschiedenis

Er wordt vaak beweerd dat zuurstof voor het eerst werd ontdekt door de Zweedse apotheker Carl Wilhelm Scheele. Hij had (na wat later zou blijken) zuurstofgas laten ontstaan door het verwarmen van kwikoxide (HgO) en verschillende nitraten in 1771-1772. Scheele noemde het gas "brandlucht" omdat het toen het enige bekende middel was om de verbranding van stoffen te verbeteren. Hij schreef een verslag van deze ontdekking in een artikel getiteld Treatise on Air and Fire, dat hij in 1775 naar zijn uitgever stuurde. Dat document werd in 1777 uitgebracht.

Proefje met de kaars

Ondertussen, op 1 augustus 1774, richtte een experiment (proef) van de Britse predikant Joseph Priestley met het zonlicht op kwikoxide in een glazen buis, waardoor een gas vrijkwam dat hij "gedephlogisticeerde lucht" noemde. Hij merkte op dat kaarsen helderder brandden in het gas en dat een muis actiever was en langer leefde terwijl hij het gas inademde. Nadat hij zelf het gas had ingeademd, schreef Priestley: "Het gevoel ervan in mijn longen was niet heel anders dan dat van gewone lucht, maar ik had het idee dat mijn borst een tijdje daarna bijzonder licht en gemakkelijk aanvoelde." Priestley bracht zijn bevindingen uit in 1775 in een artikel getiteld "An Account of Further Discoveries in Air", dat werd opgenomen in het tweede deel van zijn boek getiteld Experiments and Observations on Different Kinds of Air. Omdat hij zijn bevindingen als eerste uitbracht, krijgt Priestley meestal de eer de ontdekker te zijn van zuurstof.

De Fransman Antoine Lavoisier voerde de eerste goed werkende experimenten uit op oxidatie en gaf de eerste juiste uitleg over hoe verbranding werkt. Hij gebruikte deze en soortgelijke experimenten, allemaal begonnen in 1774, om te bewijzen dat de stof die door Priestley en Scheele werd ontdekt een scheikundig of chemisch element was. Deze en andere experimenten met verbranding werden beschreven in zijn boek Sur la verbrandings en général, dat in 1777 werd uitgebracht. In dat werk bewees hij dat lucht een mengsel is van (minstens) twee gassen; 'vitale lucht', die essentieel is voor verbranding en ademhaling, en het andere gas noemde hij azote (Gk. ἄζωτον"levenloos") dat juist verstikkend werkte. Azote werd later stikstof in het Engels, hoewel het de eerdere naam in het Frans en verschillende andere Europese talen heeft behouden. Lavoisier veranderde de naam 'vitale lucht' later in oxygène, afgeleid van het Griekse ὀξύς (oxys) (zuur, letterlijk "scherp", van de smaak van zuren) en -γενής (-genēs, letterlijk verwekker), omdat hij ten onrechte geloofde dat zuurstof een bestanddeel was van alle zuren. Later zou blijken dat dit niet klopt, maar toen werd de naam 'Zuurstof' al overal gebruikt.

Proefje

Als je een waxinelichtje aansteekt en er vervolgens een glas omgekeerd er overheen zet (waarbij de onderkant geheel is afgesloten), zal het vlammetje doven als alle zuurstof die in het glas aanwezig was is verdwenen. Bij de verbranding wordt de zuurstof opgebruikt. Zie proefjes.nl.

Gebruik

Veelvoorkomende toepassingen van zuurstof zijn de productie van staal, kunststoffen en textiel, solderen, lassen en snijden van staal en andere metalen, raketstuwstof, zuurstoftherapie en levensondersteunende systemen in vliegtuigen, onderzeeërs, ruimtevluchten en duiken.

Zuurstof en/of lucht zorgen ervoor dat dingen kunnen verbranden. Door de toevoer van zuurstof of lucht af te sluiten, zal het vuur (makkelijker) doven. Denk aan een blusdeken.

Biologie

Zuurstof is iets wat iedereen nodig heeft. Wij mensen maar ook dieren. Zuurstof (O₂) is een gas dat in de lucht zit en dat mensen en dieren inademen. Zonder zuurstof stikken we en gaan we dood. Overal op de hele wereld is zuurstof, maar veel te weinig als je onder water bent of als je in de ruimte bent. Vandaar dat astronauten en duikers van die buizen en maskers hebben die naar hun mond gaan (daar zit dan natuurlijk perslucht met zuurstof in). Vissen kunnen wel onder water ademen, want zij hebben kieuwen waarmee ze de vrije zuurstof uit het water kunnen halen.

Kooldioxide (CO₂) is een andere stof die wij "afvalstof" noemen, omdat wij kooldioxide uitademen. Planten vinden zuurstof juist de "afvalstof" en kooldioxide juist de belangrijkste stof die de planten "inademen". Als je veel planten in huis hebt krijg je verschoonde zuurstof van de planten. Zoals je leest maken planten zuurstof. Maar natuurlijk hoe groter de plant hoe meer zuurstof.