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Das Periodensystem der Elemente
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Sauerstoff
15,9994 u
8O
 VI. Hauptgruppe 
(Sauerstoff-Schwefel-Gruppe)
2. Periode
________________
16. Gruppe (IUPAC 89)
Zum Startpunkt Tabellen Begriffserklärungen Periodensystem in Großformat anzeigen Periodensystem ausdrucken Element suchen Zurück Innerhalb der Gruppe nach unten bewegen Innerhalb der Gruppe nach oben bewegen Nächstes Element anzeigen
Elementart: Nichtmetall Oxidationsstufe(n): -2 (-1)
Schmelztemperatur: -218,3 °C (54,8 K) Elektronegativität: 3,5
Siedetemperatur: -182,96 °C (90,2 K) Atomradius: 66 pm
Dichte: 0,001429 g/cm3
Litermasse: 1,429 g/L
Erdkrustenhäufigkeit: 49,4 %
Anordnung der Elektronen
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f .. 6s 6p 6d ... 7s
2 2 4                                  
Schalenmodell Lewis-Schreibweise Energieniveauschema
Schalenmodell
(Atom)
 

(Molekül O2)
Siehe dazu: Disauerstoff
Das Sauerstoff-Atom erreicht den Edelgaszustand durch Aufnahme von zwei Elektronen:
O + 2 e O2–
Energieniveauschema
Name Namensgebung »oxygenium« (= Säurebildner) von Lavoisier, der irrtümlich annahm, dass dieses Gas für die Säurebildung verantworlich sei.
Entdeckung 1772 erhält Carl Wilhelm Scheele (1742-1785) durch Zersetzung von Quecksilberoxid (HgO) »Feuerluft«, teilt dies aber erst 1777 mit. 1774 gewinnt Joseph Priestley (1733-1804) durch Zersetzung von Quecksilberoxid mit Hilfe eines Brennglases ebenfalls Sauerstoff.
 
Nachbildung von Scheeles Versuchsaufbau (1772)
Nachbildung von Scheeles Versuchsaufbau zur Herstellung von Sauerstoff, gestaltet nach Scheeles klassischem Werk "Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer" (Uppsala/Leipzig 1777). Die Aufnahme wurde in Scheeles Geburtshaus (Fährstraße 23, Stralsund, "Scheelehaus") gemacht. In einer Retorte wird das rote Quecksilberoxid erhitzt. Der bei der Hitzespaltung ("Thermolyse") frei werdende Sauerstoff wird in einer Schweinsblase aufgefangen.
Carl Wilhelm Scheele (1742-1785)
Carl Wilhelm Scheele (1742-1785)
 
"Zusammen mit den englischen Naturforschern JOSEPH BLACK (1728-1799), HENRY CAVENDISH (1731-1810) und JOHN PRIESTLEY (1733-1804) gehört CARL WILHELM SCHEELE zu den Pionieren der Gaschemie ("pneumatischen" Chemie), die sich mit der Isolierung und Charakterisierung von Gasen und Dämpfen befasst."
Eigenschaften Sauerstoff ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas. In flüssiger und fester Form nimmt er eine hellblaue Farbe an.
Das Dewar-Gefäß enthält flüssigen Stickstoff mit einer Temperatur von -196 °C. In dieses Gefäß wird eine mit gasförmigem Sauerstoff gefüllte Kühlfalle gehalten.
 
Die Fotos entstanden mit Unterstützung von Herrn Dr. von Zerssen im Physikalisch-Chemischen Institut der Justus-Liebig-Universität Gießen.
Sauerstoff kondensiert bei -183 °C. Es sammelt sich nach einiger Zeit flüssiger hellblauer Sauerstoff in dem Glasgefäß. Nimmt man die Kühlfalle aus dem flüssigen Stickstoff heraus, so überzieht sich ihre Außenwand sofort mit einer Eisschicht, die von dem in der Luft enthaltenen Wasserdampf herrührt.

Für Erläuterungen bitte mit dem Mauszeiger über die Abbildungen fahren.

Flüssiger Sauerstoff wird von einem Magneten angezogen.
Copyright der Aufnahmen: Siegfried Schindler, Justus-Liebig-Universität Gießen

Sauerstoff brennt nicht, unterhält aber eine Verbrennung. Wenn sich ein Stoff mit Sauerstoff verbindet, spricht man von einer Oxidation. Unter einer Verbrennung versteht man eine rasche Oxidation mit Flammenerscheinung. Es gibt aber auch Verbrennungen ohne Sauerstoff, z.B. solche mit Halogenen. Verbindungen mit Sauerstoff heißen Oxide.
Als Nachweis von reinem Sauerstoff kann die Glimmspanprobe dienen: Ein glimmender Holzspan flammt in Gemischen mit über 30% Sauerstoff auf.
Modifikationen Link Disauerstoff O2
Link Ozon, Trisauerstoff O3
(Zur Darstellung der dreidimensionalen Moleküle ist das CHIME-Plug-in erforderlich.)
Vorkommen In der Luft (20,9%), als gelöstes Gas in Gewässern (siehe Link Tabelle "Löslichkeit von Sauerstoff in Wasser"), gebunden in der Erdkruste (ca. 50%), Ozon in der Stratosphäre in 10-50 km Höhe (»Ozonschicht«).
 
Kohlenstoff-Kreislauf:
Fotosynthese (Blattgrün, Sonnenlicht) erzeugt Sauerstoff:
Kohlenstoffdioxid + Wasser ergibt Organische Substanz + Sauerstoff
 
Fotosynthese bei der Wasserpest.
Fotosynthese bei der Wasserpest: Wasserpest (Elodea canadensis) bildet unter Lichteinwirkung in kohlenstoffdioxidhaltigem Wasser reichlich Sauerstoff, der in Form von Bläschen aufsteigt.
Der Abbau organischer Substanzen (Atmung, Verwesung) verbraucht Sauerstoff:
Organische Substanz + Sauerstoff ergibt Kohlenstoffdioxid + Wasser
Herstellung Reiner Sauerstoff wird durch Verflüssigung der Luft gewonnen.
Sauerstoff wird aus Wasserstoffperoxid abgespalten.Im Labor lässt sich Sauerstoff zum Beispiel durch die folgende Reaktion herstellen: Gibt man zu 30%-igem Wasserstoffperoxid etwas Mangan(IV)-oxid als Katalysator, so spaltet sich reiner Sauerstoff ab. Der in den Gasraum gehaltene glimmende Holzspan entzündet sich sofort.
 
2 H2O2 O2 + 2 H2O
Das Wiederaufflammen eines glimmenden Holzpans in reinem Suaerstoff nennt man "Glimmspanprobe".
Verwendung Zum Schweißen und Schneiden von Metallen; in Atemgeräten; zur Stahlerzeugung nach dem Sauerstoff-Aufblasverfahren; zum Raketenantrieb.
Farb-
kennzeichnung
von Stahlflaschen

(DIN EN 1089-3)
für technische Zwecke für medizinischen Gebrauch
Farbkennzeichnung von Sauerstoffflaschen für technische Zwecke Flaschen-
schulter:
weiß
 

Flaschen-
körper:
blau
Farbkennzeichnung von Sauerstoffflaschen für medizinischen Gebrauch Flaschen-
schulter:
weiß
 

Flaschen-
körper:
weiß
Isotope 16O (99,762%), 17O (0,038%), 18O (0,200%)
Redox-Potenziale
HO2 + OH O2 + H2O + 2 e -0,08 Volt
4 OH O2 + 2 H2O + 4 e (bei pH=14) +0,401 Volt
H2O2 + 2 H2O O2 + 2 H3O+ + 2 e +0,68 Volt
6 H2O O2 + 4 H3O+ + 4 e (bei pH=7) +0,82 Volt
4 OH O2 + 2 H2O + 4 e (bei pH=7) +0,82 Volt
3 OH HO2 + H2O + 2 e +0,87 Volt
6 H2O O2 + 4 H3O+ + 4 e +1,24 Volt
4 H2O H2O2 + 2 H3O+ + 2 e +1,77 Volt
O2 + 3 H2O O3 + 2 H3O+ + 2 e +1,90 Volt
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Quellenangabe für diese Seite:
 chemie-master.de: Periodensystem für den Schulgebrauch, Online im Internet: 
 http://www.chemie-master.de/pse/pse.php?modul=O [Stand 21.11.2017] 
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Dewar-Gefäß Flüssiger Stickstoff Kühlfalle, gefüllt mit gasförmigem Sauerstoff Kühlfalle Flüssiger Sauerstoff