Lexikon

Sauerstoff

[griechisch-lateinisch Oxygenium]

Raumgitter

Raumgitter von Aragonit und Quarz

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.

Montage von Solarzellen-Panels auf einem Ziegeldach

Technik

Solarzelle: Erfolgsprinzip mit langer Vorgeschichte

Die verglasten, bläulichen Photovoltaikmodule auf den Dächern vieler Wohnhäuser oder die großen Anlagen auf Freiflächen sind längst ein vertrauter Anblick. Im Jahr 2021 deckten die zwei Millionen in Deutschland verbauten Solaranlagen laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) rund 9,1 Prozent des gesamten Stromverbrauchs in Deutschland. An sonnigen Tagen können sie...

Silhouette_of_lonely_elderly_man_walking_with_a_walker_near_the_window_at_home

Wissenschaft

Neue Therapien in Sicht

Forschende verfolgen vielversprechende Ansätze, um die Ursachen der Parkinsonerkrankung zu bekämpfen. von CHRISTIAN JUNG Der Ernst der Lage ist offenkundig. Gemessen an der Zahl der Erkrankten, ist Morbus Parkinson nicht nur die zweithäufigste, sondern nach Fallzahlen betrachtet die am schnellsten wachsende neurodegenerative...

Wissenschaft

Organe hin, Organe her

Warum bekam Charles Darwin aufgrund seiner Evolutionstheorie so viel Ärger mit kirchlichen Kreisen? Weil seine Erkenntnisse in fundamentalem Widerspruch zu dem Glauben standen, dass alle Arten seit Gottes Schöpfungsakt unverändert existieren. Die Quintessenz der Theorie Darwins war ja gerade, dass sämtliche Organismen-Arten keine...

Reisen

Urlaub im Spreewald: Längst nicht nur für Rentner

Schon seit der Mitte des 19. Jahrhunderts gilt der Spreewald im Südosten Brandenburgs als beliebtes Ausflugsziel für Touristen. Von damals stammt wahrscheinlich auch die Idee, Reisegruppen per Kahn durch die zahlreichen charakteristischen Wasserwege des Spreewalds schippern zu lassen, um ihnen Höfe und Lokale zu zeigen. Auch heute noch zieht es jedes Jahr etwa zwei Millionen Touristen in das...