Home - Wetenschap - Chemie - Elementen - Zuurstof
Afkorting: O
Zuurstof is een niet-metaal dat tot de zuurstofgroep (groep VIa of groep 16) in het Periodiek Systeem behoort. Zuurstof komt als enkelvoudige stof vooral als dizuurstof (O2) in de atmosfeer voor. In samengestelde vorm is het eveneens een wijdverspreid element omdat alle water van de oceanen en alle silicaten waar de aardkorst uit bestaat zuurstof bevatten.
Atoomnummer: 8
| Schil | Aantal electronen |
|---|---|
| 1 | 2 |
| 2 | 2, 4 |
| Atoom- gewicht |
Vervaltijd | Verval- vorm |
Vervalproduct |
|---|---|---|---|
| 15 | 122,24 s | Electronen vangst | 15N |
| 16 | Stabiel | ||
| 17 | Stabiel | ||
| 18 | Stabiel | ||
Naast het meest voorkomende zuurstofisotoop 16O komen er nog twee andere stabiele isotopen voor: 17O en 18O. Er is tevens een tiental radioactieve isotopen bekend met halveringstijden van minder dan drie minuten.
Kookpunt: 90,2 K
Smeltpunt: 54,8 K
Dichtheid bij 293 K en 1000 hPA: 1,429 kg/m3.
Zuurstof komt in vrije monatomaire vorm (het zuurstof-radicaal O) op aarde alleen in de ijlere hoge lagen van de atmosfeer voor. Losse atomen van dit element zijn zeer reactief en verbinden zich snel met andere stoffen; bijvoorbeeld bij het ontleden van waterstofperoxide H2O2 zal het 'losse' O-atoom direct recombineren met andere O-atomen tot O2. Zulke losse zuurstofatomen die korte tijd gedurende een reactie een rol spelen worden ook wel "in statu nascendi" genoemd.
Zuurstof als element komt op aarde voornamelijk voor als dizuurstof (O2). Diatomair zuurstof kent twee vormen, een stabiele die tripletzuurstof genoemd wordt en een aangeslagen toestand die singletzuurstof genoemd wordt. Voor de laatste vorm geldt iets vergelijkbaars als voor de monatomaire vorm: deze vorm ontstaat bij bepaalde reacties, maar in de regel leeft een singletzuurstofmolecuul niet lang vanwege de hoge reactiviteit. Fotosynthese is een bron van singletzuurstof. Planten hebben daarom carotenoïde kleurstoffen om dit reactieve molecuul onschadelijk te maken.
Trizuurstof of ozon (O3) komt voor in de atmosfeer (in de ozonlaag) waar het gevormd wordt onder invloed van kosmische straling, maar kan ook door luchtvervuiling op zeeniveau gevormd worden.
In de vaste fase kan zuurstof in meerdere fasen voorkomen. In de ε-fase, die enkel bij drukken hoger dan 10 GPa voorkomt en ook rode zuurstof wordt genoemd, zouden moleculen O4 en/of O8 voorkomen.
Brandgevaar wordt bij het gebruik van zuivere gasvormige en vooral van vloeibare zuurstof een nog veel ernstiger probleem dan het in het normale leven al is. Een prop watten gedrenkt in vloeibare zuurstof is een bom die afgaat met een metershoge steekvlam. De zuurstof is in zulke hoge concentratie op het oppervlak van de brandstof aanwezig dat de reactie ongemeen heftig wordt.
Ook Ozon en peroxiden zijn gevaarlijke materialen die met kennis van zake behandeld dienen te worden. Inademen van te grote hoeveelheden Ozon (stof) kan tot ernstige longproblemen leiden, bovendien kan ozon met veel vluchtige organische verbindingen reageren tot schadelijke verbindingen. Een verzamelnaam voor dit soort verontreiniging is smog.
Onder druk is zuurstof giftig voor de mens. De maximale diepte voor het duiken met zuivere zuurstof is 6 meter (zie zuurstofvergiftiging).
Zuurstof is naar voorkomen het eerste element in de aardkorst, het maakt daar ongeveer 46,7% van uit, het meest in de vorm van metaaloxiden, silicaten, carbonaten en andere zouten. Ook van de oceanen is het het hoofdbestanddeel (87%), omdat het een van de twee elementen is waaruit water (H2O) bestaat. Hetzelfde geldt voor het ijs waaruit de poolkappen hier op aarde bestaan.
Op andere hemellichamen, bijvoorbeeld Mars, bestaat het ijs mogelijk uit koolstofdioxide, dat overigens ook zuurstof bevat. Jupiters maan Europa is geheel bedekt met waterijs en kometen bestaan grotendeels uit waterijs.
Het feit dat zuurstof in vrije vorm in de atmosfeer voorkomt, is geheel het gevolg van het leven op aarde en met name de fotosynthese van groene planten. Zonder de voortdurende productie zou het element weer geleidelijk uit de atmosfeer verdwijnen, omdat het vrij reactief is en zich met oxideerbare materialen zou verbinden. Bosbranden zijn daar een goed voorbeeld van.