Winkler Prins Encyclopedie

E. de Bruyne, G.B.J. Hiltermann en H.R. Hoetink (1947)

Gepubliceerd op 18-10-2023

ZUURSTOF

betekenis & definitie

(oxygenium = zuurvormer), symbool O, atoomnr 8, atoomgew. 16,000, vormt als het meest verbreide element 50 pct van de aardkorst, terwijl de dampkring 23,23 pct en het water 88,82 pct zuurstof bevatten. Zuurstof werd in 1774 door Priestley ontdekt en voor het eerst bereid, terwijl in 1775 Scheele onafhankelijk van hem dezelfde ontdekking deed.

Leonardo da Vinci evenwel wist reeds dat lucht geen element kon zijn, omdat bij de verbranding en ademhaling slechts een deel werd verbruikt. Ook toonde Mayow in 1669 aan, dat salpeter een bestanddeel bevat dat de verbranding onderhoudt (spiritus nitro-aereus of spiritus igneus). Lavoisier stelde de eerste juiste theorie op van de verbranding (z phlogiston). Daar bij de verbranding vaak (bijv. van zwavel, phosphor en koolstof) zuur reagerende stoffen (z zuren) werden gevormd, vormde hij de naam oxygenium of zuurstof.Zuurstof is paramagnetisch (z magnetisme en magnetochemie) in tegenstelling tot vrijwel alle moleculen met een even aantal electronen.

De bereiding van zuurstof in het laboratorium kan plaats vinden door verhitting van kaliumchloraat gemengd met wat bruinsteen of ook door verhitting van andere stoffen, zoals kwikoxyde, kaliumpermanganaat of van kaliumbichromaat of bruinsteen met zwavelzuur. Vroeger werd in de techniek zuurstof verkregen door verhitting van bariumperoxyde, verkregen door bariumoxyde in een luchtstroom te verhitten (z barium). Tegenwoordig wordt vrijwel alle zuurstof verkregen door geffactionneerde destillatie van vloeibare lucht en soms door electrolyse van water. Het komt in de handel in stalen flessen als gas onder een druk van 150 at, maar in toenemende mate wordt ook de vloeibare zuurstof als zodanig in tankwagens vervoerd.

Zuurstof is een kleur-, reuk- en smakeloos gas, dat beneden het kritische punt —118,82 gr. C. en 49,71 at kan worden verdicht tot een duidelijk blauwe vloeistof met k.pt —-182,98 gr. C., sm.pt —218,4 gr. C. De oplosbaarheid van zuurstof in water is groter dan die van stikstof, zodat de lucht opgelost in water zuurstofrijker is dan normaal. Van het element zuurstof is behalve de normale zuurstof O2 nog een allotrope modificatie 03 ozon bekend.

Het atoomgewicht van zuurstof op de chemische schaal bedraagt bij definitie exact 16 (z atoomgewicht). Er zijn in zuurstof naast O18 ook nog kleine hoeveelheden aanwezig van de isotopen O17 (0,039 pct) en O18 (0,204 pct). Hoewel zuurstof bij gewone temperatuur betrekkelijk weinig reactief is, verbindt het zich vooral bij verhitting met vrijwel alle elementen (uitgezonderd met de edelgassen) (z oxydatie). Verloopt deze oxydatie onder vlamverschijnselen, dan spreekt men van verbranding. Vooral in samengeperste zuurstof verlopen de reacties uiterst heftig, zodat, wanneer door de verbranding van organisch materiaal, zoals vet of pakking, de verbranding is ingeleid, ook het metaal van het ventiel op een zuurstofdrukfles, verbranden kan bij het krachtig uitstromen van de zuurstof. Een mengsel van waterstof en zuurstof vormt het hoogst explosieve knalgas. Een mengsel van vloeibare zuurstof met organisch materiaal, zoals kool, watten of zaagsel, vormt ook een uiterst explosief geheel.

Bij de langzame oxydatie is er vaak sprake van een bijzonder mechanisme van zuurstofoverdracht (z autoxydatie). In zijn verbindingen is zuurstof tweewaardig (z oxyden); er zijn echter ook oxoniumverbindingen, z oniumverbindingen.

Zuurstof is noodzakelijk voor de ademhaling en bij verschillende ziektetoestanden, o.a. verdrinking, gasvergiftiging, narcose, coma e.d., wordt kunstmatig zuurstof toegediend door middel van een masker of ook door een tent over het bed. Daar de eigen ademhaling niet door de zuurstof, maar door koolzuur wordt geprikkeld, bevat medicinale zuurstof steeds 10 pct CO2.

Zuurstof wordt in de techniek in gecomprimeerde toestand gebruikt voor het autogeen lassen en snijden met de acetyleenbrander. In toenemende mate wordt zuurstof of zuurstofrijke lucht gebruikt, bijv. voor het aanblazen van hoogovens en dergelijke processen (tonnage oxygen).

PROF. DR J. A. A. KETELAAR

Lit.: Ullmann Enz. der techn. Chemie, 2de dr., 9, 76 (1932); Thorpe’s Dict. of Applied Chemistry, 4de dr., 9, 168 (1949); Kirk-Othmer, Ene. of Chem. Technology, 9, 718 (1952).