Oxygen

SfC Home > fysische wetenschap > Chemie >

door Ron Kurtus (herzien 4 April 2018)

zuurstof is een chemisch element met het atoomnummer van 8. Het is een kleurloos gas dat essentieel is voor het leven zoals wij het kennen. Omdat het slecht oplosbaar is in water, ondersteunt het ook watergedragen leven. Zuurstof combineert met vele andere elementen door het proces van oxidatie. Het is het meest voorkomende element op aarde en maakt 21% van de atmosfeer uit.

als verbinding is zuurstof aanwezig in water, in planten en dieren en in veel van het vaste materiaal waaruit de aarde bestaat. Duizenden verbindingen bevatten zuurstof, samen met koolstof, waterstof en andere elementen. Zuurstof kan worden bereid door het verwarmen van bepaalde zuurstofverbindingen, door elektrolyse of door het vloeibaar maken van lucht.

vragen die u kunt hebben zijn:

• Wat zijn de eigenschappen van zuurstof?
• Waar wordt zuurstof in de natuur aangetroffen?
• Hoe wordt zuurstof bereid of gescheiden?

Deze les zal die vragen beantwoorden.

eigenschappen van zuurstof

het atoomnummer van zuurstof is 8, wat betekent dat het 8 protonen in zijn kern heeft. Zijn atoomgewicht of atoommassa is ongeveer 16 voor de meest voorkomende zuurstofisotoop (16O) die 99,76% van de zuurstof in de natuur uitmaakt. Andere stabiele zuurstofisotopen zijn 17O en 18O.

(zie isotopen voor meer informatie over dit onderwerp.)

zuurstof is een kleurloos, reukloos en smaakloos gas dat iets zwaarder is dan lucht. Het is essentieel om het leven van alle levende dingen in stand te houden.

zuurstofgas wordt altijd gezien als een O2-molecuul. Het zuurstofatoom wordt bijna nooit zelf gezien. In sommige gevallen zullen drie zuurstofatomen samengaan in de vorm van ozon
(O3). Ozon is belangrijk in de bovenste atmosfeer om te voorkomen dat harde ultraviolette stralen schadelijk zijn voor levende wezens. Dicht bij de aarde, ozon wordt beschouwd als een irriterend voor de ademhaling en een deel van de luchtvervuiling.

Het is slechts slecht oplosbaar in water. Hoewel slechts een kleine hoeveelheid zuurstof oplost in water-ongeveer 4 delen zuurstof tot 100 delen water. Die hoeveelheid zuurstof in het water is voldoende voor de vitale behoeften van het grote aantal levende dingen die onze oceanen, meren en rivieren bevolken.

hoewel zuurstof een gas is bij normale temperaturen, kan het vloeibaar worden gemaakt door extreme koude. Bij een temperatuur van -183° C verandert zuurstof in een lichtblauwe vloeistof. Bij -219° C wordt vloeibare zuurstof een blauw-witte vaste stof.

bij voldoende verhitting in de lucht zullen veel materialen zich combineren met de zuurstof in de lucht en verbranden. Indien geplaatst in zuivere zuurstof, kan de verbranding en oxidatie vrij intens zijn. Voorbeelden van veelgebruikte materialen die gecombineerd worden met zuurstof zijn:

C + O2 → CO2 (kooldioxide)

S + O2 → SO2 (zwaveldioxide)

3Fe + 2O2 → Fe3O4 (ijzeroxide of roest)

(zie oxidatie voor meer informatie over dat onderwerp.)

voorkomen van zuurstof in de natuur

zuurstof is de meest voorkomende van alle elementen in de natuur. Het komt zowel als gas voor als onderdeel van een groot aantal verbindingen.

zuurstofgas wordt voornamelijk aangetroffen in de atmosfeer, die ongeveer 21 volumeprocent zuurstof bevat, samen met 78 volumeprocent stikstof en kleine hoeveelheden andere gassen. Sommige zuurstof wordt ook gevonden opgelost in water.

als verbinding is zuurstof aanwezig in water, in plantaardige en dierlijke stoffen en in het vaste materiaal waaruit de aarde bestaat. Duizenden verbindingen, zoals zetmeel, cellulose, suiker, vet en eiwitten bevatten zuurstof verenigd met koolstof, waterstof en andere elementen.

enorme hoeveelheden zuurstof worden gecombineerd met elementen waaruit zand, kalksteen en andere stenen en materialen in de aarde worden gevonden.de ontdekking van zuurstof werd gedaan in 1774 door Joseph Priestley toen hij het Rode kwikoxide (kwikoxide of HGO) verwarmde om een kleine hoeveelheid van het gas te creëren.

2HgO → 2Hg + O2

opmerking: O2 betekent dat het een gas is

laboratoriummethoden

een veel voorkomende methode voor het maken of bereiden van zuurstof in het laboratorium omvat de afbraak van kaliumchloraat (KClO3). Wanneer kaliumchloraat wordt verwarmd, smelt het eerst en kookt dan, waardoor het zijn zuurstof opgeeft. De vergelijking voor deze reactie is:

2KClO3 → 2KCL + 3O2

een andere laboratoriummethode betreft de werking van water op natriumperoxide (Na2O2) dat zuurstof en natriumhydroxide (NaOH) oplevert. Aangezien deze reactie gewelddadig kan zijn, wordt het water langzaam uit een trechter op vaste natriumperoxide in een kolf laten druppelen. De methode van het verzamelen van zuurstof is het passeren van het door een buis en borrelen het omhoog in een opvangfles gevuld met water.

2Na2O2 + H2O → 4NaOH + O2

commerciële methoden

een commerciële methode voor het bereiden van zuurstof omvat de elektrolyse van water, die bestaat uit het breken van de waterverbinding met behulp van een elektrische stroom. Een verdund zuur, zoals zwavelzuur, wordt toegevoegd aan het water om het een geleider van elektriciteit te maken. De gelijkstroom wordt dan door de oplossing geleid en het water wordt ontleed in zuurstof en waterstofgassen.

de zuurstof verzamelt zich in een waterbuis met de positieve (+) elektrode (anode) bij de waterstof verzamelt zich in een waterbuis met de negatieve (-) elektrode (kathode).

2H2O → H2 + O2

een andere commerciële methode omvat de destillatie van vloeibare lucht. Wanneer lucht wordt toegepast met hoge druk en lage temperatuur, kan het vloeibaar worden gemaakt. Stikstof—dat een lager kookpunt dan zuurstof heeft-ontsnapt als gas, waardoor bijna zuivere zuurstof als vloeistof overblijft. Het kan dan worden opgeslagen als een vloeistof of als een samengeperst gas in metalen containers.

samenvatting

zuurstof is een kleurloos gas dat essentieel is voor het leven. Het is slecht oplosbaar in water en ondersteunt ook watergedragen leven. Zuurstof combineert met vele andere elementen door het proces van oxidatie. Het is het meest voorkomende element op aarde en maakt 21% van de atmosfeer uit. Als verbinding is zuurstof aanwezig in water, levende dingen, en veel van het vaste materiaal waaruit de aarde bestaat. Zuurstof kan worden bereid door het verwarmen van bepaalde zuurstofverbindingen, door elektrolyse of door het vloeibaar maken van lucht.

Enjoy Chemistry

Resources and references

Ron Kurtus’ referenties

Websites

alles over zuurstof – medische Leerbibliotheek

Chemistry Resources

Books

(Notice): The School for Champions may earn commissions from book purchasing)

top-rated books on Chemistry

vragen en opmerkingen

heeft u vragen, opmerkingen of meningen over dit onderwerp? Als dat zo is, stuur dan een e-mail met uw feedback. Ik zal proberen zo snel mogelijk contact met je op te nemen.

deel deze pagina

klik op een knop om een bladwijzer te maken of deze pagina te delen via Twitter, Facebook, e-mail of andere diensten: