| Symbool | O |
|---|---|
| Atoomnummer | 8 |
| Atoommassa | 15,999 u |
| Categorie | Niet-metaal |
| Groep | 16 |
| Periode | 2 |
| Blok | p-blok |
| Fase bij 20 °C | gas |
| Smeltpunt | −218,79 °C |
| Kookpunt | −182,96 °C |
| Dichtheid | 1,429 g/L |
| Elektronenconfiguratie | [He] 2s2 2p4 |
| Elektronen per schil | 2, 6 |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 3,44 |
| Oxidatiegetallen | −2 (−1 in peroxiden) |
| Ontdekt | 1774 door Carl Wilhelm Scheele en Joseph Priestley (onafhankelijk) |
| Engelse naam | Oxygen |
| Latijnse naam | Oxygenium |
Eigenschappen van zuurstof
Bij kamertemperatuur is zuurstof een kleurloos, geurloos gas van O2-moleculen. Vloeibare zuurstof is lichtblauw en wordt door een magneet aangetrokken, omdat het molecuul twee ongepaarde elektronen heeft. Na fluor is zuurstof het meest elektronegatieve element, en het is een krachtige oxidator. Reacties met zuurstof noemen we oxidaties; verbranding, roesten en celademhaling zijn allemaal voorbeelden van redoxreacties. Zuurstof brandt zelf niet, maar is wel nodig om iets te laten branden, en in zuivere zuurstof verbranden stoffen veel feller. Met metalen vormt het oxiden, met niet-metalen vaak zure oxiden zoals CO2 en SO2. Naast O2 bestaat ozon (O3), een scherp ruikend, giftig gas dat hoog in de atmosfeer ultraviolette straling tegenhoudt. Zuurstof heeft drie stabiele isotopen; de verhouding tussen zuurstof-16 en zuurstof-18 in ijs en fossielen verraadt temperaturen uit het verleden.
Naam. Lavoisier noemde het ‘oxygène’, Grieks voor ‘zuurvormer’, omdat hij dacht dat alle zuren zuurstof bevatten; ‘zuurstof’ is daar de Nederlandse vertaling van.
Atoombouw en plaats in het periodiek systeem
Zuurstof staat in periode 2 en groep 16 (zuurstofgroep of chalcogenen) van het periodiek systeem, in het p-blok.
Een neutraal atoom heeft 8 protonen in de kern en 8 elektronen, verdeeld over 2 schillen: 2, 6. Het periodenummer (2) is gelijk aan het aantal schillen.
Omdat het in groep 16 staat, heeft Zuurstof 6 valentie-elektronen in de buitenste schil; die bepalen hoe het reageert en bindingen vormt (zie chemische bindingen).
Buren in het systeem: links/ervoor: Stikstof (N, 7); rechts/erna: Fluor (F, 9); eronder in dezelfde groep: Zwavel (S).
Andere elementen in groep 16: Zwavel, Seleen, Telluur, Polonium, Livermorium.
Voorkomen
Zuurstof is na waterstof en helium het meest voorkomende element in het heelal; het ontstaat in zware sterren. In de aardkorst maakt het bijna de helft van de massa uit, gebonden in silicaten, oxiden en carbonaten. De oceanen bestaan voor het grootste deel uit zuurstof, gebonden in water. Het vrije zuurstofgas in de atmosfeer is vrijwel volledig afkomstig van fotosynthese door planten, algen en cyanobacteriën. Zo’n 2,4 miljard jaar geleden begon zuurstof zich in de lucht op te hopen. Ongeveer 65 procent van je lichaamsmassa is zuurstof. Industrieel wordt zuurstof gewonnen door gefractioneerde destillatie van vloeibare lucht.
Toepassingen
- Staalproductie gebruikt de meeste zuurstof: door zuivere zuurstof door ruwijzer te blazen verbrandt overtollige koolstof.
- In ziekenhuizen krijgen patiënten met ademhalingsproblemen extra zuurstof, en ook bij anesthesie wordt het toegediend.
- Lassen en snijden van metaal gebeurt met een vlam van acetyleen en zuivere zuurstof, die ruim 3000 °C heet wordt.
- Vloeibare zuurstof is de oxidator in veel raketmotoren, samen met waterstof of kerosine.
- In waterzuivering wordt zuurstof of ozon gebruikt om bacteriën te doden en afvalstoffen af te breken.
- Duikers, bergbeklimmers en piloten op grote hoogte gebruiken zuurstofflessen of zuurstofrijke ademgassen.
Veelgestelde vragen
Hoeveel zuurstof zit er in de lucht?
Droge lucht bevat ongeveer 20,9 procent zuurstof, verder vooral stikstof (78 procent) en argon (0,9 procent). Op grote hoogte is het percentage zuurstof hetzelfde, maar is de lucht ijler. Je krijgt per ademteug dan minder zuurstofmoleculen binnen, waardoor bergbeklimmers sneller buiten adem raken.
Is zuurstof brandbaar?
Nee, zuurstof brandt zelf niet. Het is wel nodig voor verbranding: het reageert met de brandstof. Hoe meer zuurstof er is, hoe heviger iets brandt. Daarom mag je niet roken bij zuurstofflessen en mogen kranen van zuurstofapparatuur niet met olie of vet in aanraking komen.
Waar komt de zuurstof in de lucht vandaan?
Vrijwel alle zuurstof in de atmosfeer komt van fotosynthese. Planten, algen en cyanobacteriën gebruiken zonlicht om water te splitsen en daarbij komt zuurstof vrij. Ongeveer de helft wordt gemaakt door plankton in de oceanen. Zonder fotosynthese zou de zuurstof in de lucht langzaam opraken.