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CHEMIE-MASTER-Periodensystem für den Schulgebrauch

Periodensystem für den Schulgebrauch von chemie-master.de



  • Elementart:

    Nichtmetall

  • Elementserie:

    Chalkogen

  • 16. Gruppe (IUPAC)

    VI. Hauptgruppe ( VI A )

  • 2. Periode

    L-Schale

  • Elektronenkonfiguration:

    [He]2s22p4

  • Schmelztemperatur:

    54,8 K bzw. -218,35 °C

  • Siedetemperatur:

    90,2 K bzw. -182,95 °C

  • Dichte:

    0,001429 g/cm3

  • Litermasse:

    1,429 g/L

  • Oxidationsstufe(n):

    -2 (-1)

  • Elektronegativität:

    3,5

  • Atomradius:

    66 pm

  • Ionenradius [pm]:

    O2–: 132
    O+: 22

  • 1. Ionisierungsenergie:

    1313,95 kJ/mol

  • 2. Ionisierungsenergie:

    3388,33 kJ/mol

  • 3. Ionisierungsenergie:

    5300,51 kJ/mol

  • Erdkrustenhäufigkeit:

    49,4 %

  • Schalenmodell:
    Schalenmodell von Sauerstoff
  • Energieniveauschema:
    Energieniveauschema von Sauerstoff
  • Lewis-Schreibweise:
    Lewisschreibweise von Sauerstoff

Sauerstoff (chemie-master.de - Website für den Chemieunterricht)

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.

Eigenschaften:

Sauerstoff ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas. In flüssiger und fester Form nimmt er eine hellblaue Farbe an.




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:

Vorkommen:

In der Luft (20,9%), als gelöstes Gas in Gewässern (siehe 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 → 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 → Kohlenstoffdioxid + Wasser

Herstellung:

Reiner Sauerstoff wird durch Verflüssigung der Luft gewonnen.

Verwendung:

Zum Schweißen und Schneiden von Metallen; in Atemgeräten; zur Stahlerzeugung nach dem Sauerstoff-Aufblasverfahren; zum Raketenantrieb.

Farbkennzeichnung von Stahlflaschen (DIN EN 1089-3):


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
Dewar-Gefäß Flüssiger Stickstoff Kühlfalle, gefüllt mit gasförmigem Sauerstoff Kühlfalle Flüssiger Sauerstoff