Lexikon
Sauerstoff
[griechisch-lateinisch Oxygenium]
Raumgitter
Raumgitter
Raumgitter von Aragonit und Quarz
© wissenmedia
Symbol O, chemisches Element aus der sechsten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente mit der Ordnungszahl 8; ein farb-, geschmack- und geruchloses Gas, das aus O2-Molekülen besteht; Atommasse 15,9994, Siedepunkt –182,97 °C, Schmelzpunkt –218,93 °C, Dichte bei 0 °C und Normaldruck 1,429 g/l; verflüssigter Sauerstoff ist blau.
Sauerstoff ist das häufigste Element auf der Erde. Er kommt in freiem Zustand als Bestandteil der Luft vor, in der er zu 20,95 Volumen-% (23,1 Gewichts-%) enthalten ist, in gebundenem Zustand im Wasser und in zahlreichen Mineralien der Erdkruste, in denen etwa tausendmal mehr Sauerstoff gebunden ist als in allen Ozeanen. Insgesamt ist er schätzungsweise zu 48,9 Gewichts-% in der Erdkruste vertreten. Eine weitere natürlich vorkommende Form des Sauerstoffs ist das Ozon.
Molekularer Sauerstoff ist sehr reaktionsfähig und verbindet sich mit den meisten Elementen unter Wärmeabgabe zu Oxiden (Oxidation). Besonders wenn Oxidationen mit sehr hoher Reaktionsgeschwindigkeit, bei hoher Temperatur und unter Aussendung von Licht ablaufen, spricht man von Verbrennung. Oxidationen verlaufen in reinem Sauerstoff viel heftiger als in Luft, in der Sauerstoff nur etwa zu einem Viertel enthalten ist.
Herstellung und Verwendung
In technischem Maßstab gewinnt man Sauerstoff durch Luftverflüssigung und anschließende fraktionierte Destillation der flüssigen Luft. Er kommt verflüssigt in blauen Stahlflaschen, in denen er auf einen Druck von 1,4·107 Pa komprimiert ist, in den Handel. Kleinere Mengen von Sauerstoff kann man durch Elektrolyse von Wasser gewinnen.
Sauerstoff wird technisch vielseitig verwendet: in Gebläsebrennern zum autogenen Schweißen und Schneiden, bei der Herstellung von Eisen und Stahl, in der chemischen Industrie z. B. zur Kohlevergasung und in der Erdölverarbeitung beim thermischen Cracken sowie zu zahlreichen Oxidationen, bei der Abfallverbrennung und bei der biologischen Abwasserreinigung, zum Bleichen und in Brennstoffzellen. Flüssiger Sauerstoff wird u. a. als Raketentreibstoff verwendet. – Sauerstoff wurde 1771 von K. W. Scheele und unabhängig davon 1774 von J. Priestley entdeckt.
Wissenschaft
Das Netz für die Fabrik der Zukunft
Der neue Mobilfunkstandard 5G ist besonders in der Industrie gefragt. Mobile Roboter lassen sich damit einfacher einsetzen, sicherer durch Werkshallen bewegen und können neue Aufgaben erledigen. von MARKUS STREHLITZ Das könnte ein Game-Changer für die Industrie sein“, meinte Robert Schmitt in einem Podcast des Vereins deutscher...
Wissenschaft
Entspannt im Großstadtdschungel
Lärm, dichte Bebauung, schlechte Luft – der Alltag in der Großstadt erzeugt Stress. Dagegen helfen neue Konzepte von Stadtforschern und Umweltpsychologen. von EVA TENZER Seit 2008 leben weltweit mehr Menschen in Städten als auf dem Land. Und die Urbanisierung schreitet voran. Laut Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO...
