Zuurstof, een kleurloos en reukloos diatomair gas, speelt de hoofdrol in ademhaling en verbranding. Kenmerk van die processen is oxidatie, waarbij stoffen een verbinding aangaan met zuurstof. In breder chemisch perspectief is voor oxidatie trouwens niet persé zuurstof nodig – alles wat elektronen kan wegnemen heet een oxidator. Zuurstof is na waterstof en helium het meest voorkomende element in het heelal. Op aarde voert het de lijst van elementen aan. Ongeveer een vijfde van onze atmosfeer, bijna de helft van de aardkorst en ongeveer twee derde van ons lichaam bestaat uit zuurstof. Vloeibaar en vast zuurstof heeft een lichtblauwe kleur.

Symbool

O

Protonen/elektronen

8

Groep

16

Isotopen

16O, 17O, 18O

Periode

2

Elektronenconfiguratie

[He] 2s2 2p4

Blok

p

Elektronencofiguratie Bohr

2,6

Bij kamertemperatuur

gas

Elektronegativiteit

3,5 (Pauling)

Dichtheid

1.33 kg m-3 (O2)

Atoomstraal

66 . 10-12 m

Smeltpunt

-219 oC (54 K)

Relatieve atoommassa

15.9994

Kookpunt

-183 oC (90 K)

Soortelijke warmte

920 J kg-1 K-1

Warmtegeleidingscoëfficiënt

0.025 W m-1 K-1

Selecteer

Toepassingen
Naam & ontdekking
Voorkomen
Bereiding
Beeld en audio
Toepassingen

Toepassingen

Naam & ontdekking

Voorkomen

Bereiding

Beeld en audio

Toepassingen

Verbrandingsproces

Voor het verbranden van alle soorten fossiele brandstoffen is zuurstof nodig. Neem bijvoorbeeld de verbranding van aardgas:

CH4 + 2 O2  CO2 + 2 H2O

De benodigde zuurstof is in de atmosfeer aanwezig. Ook de verbranding van benzine, diesel of kerosine in motoren verloopt dankzij atmosferische zuurstof. Aangezien de atmosfeer ook stikstof bevat, in een gunstige verhouding met zuurstof (80/20), zijn verbrandingsprocessen op aarde goed beheersbaar en treedt zelden spontane verbranding op.

Als er onvoldoende zuurstof aanwezig is om de gewenste verbrandingsreactie op gang te houden, moet het op andere wijze beschikbaar zijn. Daarom wordt in raketmotoren vloeibare zuurstof benut. Snijbranders (foto) en lastoortsen verbranden ethyn (C2H2 , acetyleen) met zuivere zuurstof. Dat leidt tot hoge temperaturen, tot wel 3200 °C, genoeg voor het smelten van staal en andere metalen.

Ademhaling en beademing

Bij iedere ademteug nemen (volwassen) mensen zo’n halve liter lucht in, met daarin ruim een deciliter zuurstof. In rust gebeurt dat per minuut twaalf tot vijftien keer. Van de ingeademde zuurstof wordt slechts een deel door de longen opgenomen, in totaal drie tot vier deciliter per minuut. Per dag verbruikt een mens zodoende vier- tot zeshonderd liter zuivere zuurstof. Het lichaam benut de zuurstof om energie vrij te maken uit moleculen zoals glucose en andere suikers. Daarbij ontstaat koolstofdioxide en water, dat wordt uitgeademd.

Zuurstof wordt toegediend bij mensen die vanwege medische omstandigheden problemen hebben met ademhalen. Ook mensen die zich in lucht- of zuurstofarme omstandigheden begeven, zoals duikers en bergbeklimmers, gebruiken zuurstof.

Staalbereiding

Meer dan de helft van alle geproduceerde zuurstof dient voor de bereiding van staal. Nadat in een hoogoven ijzererts tot vloeibaar ijzer is verwerkt, injecteert men onder hoge druk zuurstof in het gesmolten ijzer. Dit vindt plaats in zogenaamde ‘convertoren’. Hierbij worden ongewenste elementen uit het ijzer (met name zwavel en koolstof) omgezet in vluchtige oxides (SO2 and CO2).

Chemische processen

De chemische industrie is ook een grootverbruiker van zuurstof. Het dient onder andere voor de reactie van etheen tot etheenoxide. Dit is de grondstof voor een heel scala aan producten, van kunststoffen tot antivriesmiddel.

Meer toepassingen

Als element

  • Bereiding van ozon
  • Productie van salpeterzuur, zwavelzuur
  • Bereiding van waterstofperoxide
  • Synthese van organische producten

 

In verbindingen

Antisepticum (mondspoeling)H2O2
Bleekmiddel voor papier, houtNa2O2
Bleekmiddel in tandpastaMgO2<
Bleken van textiel, papier, hout, olie, vet en haarH2O2
DesinfectiemiddelO3, H2O2
Drogen van gassenP2O5
KristalglasPbO
Neutraliseren van maagzuurAl2O3
Polijsten van staalSnO
PorseleinPbO
Radiodiagnostiek, als tracer voor onderzoek naar doorbloeding 15O
SchuurpoederAl2O3
Stijven van textiel boraxNa2B4O5(OH)4.8H2O
Verwijderen van zwaveldioxide uit rookH2O2
Vuurvaste steen, aardewerk, porseleinAl2O3
Vuurvaste tegelsZrO2
Zuivering van waterH2O2

Naam

De Latijnse naam oxygenium is afkomstig van de Griekse woorden oxys en geinomai, dat zuurvormer betekent. De Franse chemicus Antoine Lavoisier stelde die naam in 1777 voor omdat het in alle (toen bekende) zuren voorkwam. De veronderstelling was dat zuurstof de zure eigenschappen van de zuren veroorzaakte. De Nederlandse term zuurstof is een vrijwel letterlijke vertaling.

De naam ozon is afkomstig van het Griekse ozein, wat geuren of rieken betekent.

Ontdekking

De ontdekking van zuurstof wordt toegeschreven aan de Duits-Zweedse chemicus Carl Wilhelm Scheele (foto) en de Engelsman Joseph Priestley. Zij publiceerden (onafhankelijk van elkaar) concrete beschrijvingen van zuurstof als onderdeel van lucht en slaagden er bovendien in het element vrij te maken uit een zuurstofhoudende verbinding.

Voorkomen

Zuurstof is het meest voorkomende element op aarde. Het water in de oceanen bevat 85,8% zuurstof en het menselijk lichaam bestaat voor ruim 60% uit zuurstof (berekend op basis van gewicht). De elementaire vorm van zuurstof (O2) komt vooral in de atmosfeer voor, met een aandeel van 21%. Daar is ook de bijzondere zuurstofvorm ozon (O3) aan te treffen.

Bijna de helft (46,1%) van de aardkost bestaat uit zuurstof. Het zit in gesteenten en mineralen in verbinding met een breed scala aan andere elementen. Bijvoorbeeld:

  • Agaat                                SiO2
  • Amethist (foto)              SiO2
  • Anataas                           TiO2
  • Cassiteriet                       SnO2
  • Chromiet                        FeCr2O4
  • Corundum                     Al2O3
  • Cupriet                           Cu2O
  • Hematiet                        Fe2O3
  • Kwarts                            SiO2
  • Magnetiet                      Fe + 2Fe + 32O4
  • Opaal                              SiO2
  • Spinel                             MgAl2O4

 

Ook in silicaten, carbonaten en sulfaten is zuurstof aanwezig. De meest voorkomende verbinding is siliciumdioxide (SiO2, silica, het hoofdbestanddeel van zand).

Winning

De productie van zuivere zuurstof vindt plaats in ‘luchtfabrieken’, waar men de in lucht aanwezige gassen isoleert.

Bereiding

Vroeger

Zuurstof werd vroeger bereid door verhitting van zuurstofhoudende verbindingen, zoals kaliumnitraat, kwik(II)oxide of kaliumchloraat, met bruinsteen als katalysator:

Bijv.:

2 KClO3 (150°C, MnO2)  2 KCl + 3 O2

Tegenwoordig

Industriële productie van zuurstof vindt tegenwoordig vooral plaats in ‘luchtfabrieken’ die lucht via gefractioneerde destillatie scheiden in de samenstellende gassen. Zuurstof is het belangrijkste product, met stikstof als ‘bijvangst’ (hoewel dat in veel grotere hoeveelheden wordt geproduceerd). Verder produceren deze fabrieken edelgassen zoals argon, neon en krypton.

In de natuur produceren planten op grote schaal zuurstof via fotosynthese. Met koolstofdioxide (afkomstig uit de lucht) en water als grondfstoffen maken ze – met behulp van chlorofyl en zonlicht – koolhydraten en zuurstof.

Bij dit proces wordt in feite zuurstof vrijgemaakt uit water:

n CO2 + n H2O (licht, chlorofyl)2n O + [CH2O]n

en vervolgens

2 O  O2

Bekijk foto’s en filmpjes
filmpje icoon Zuurstof - Royal Society of Chemistry
Filmpje
Zuurstof - Royal Society of Chemistry
Bekijk het filmpje
afbeelding icoon Elektronenschillen zuurstof
Afbeelding
Elektronenschillen zuurstof
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Vloeibaar zuurstof
Afbeelding
Vloeibaar zuurstof
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Zuurstofleiding
Afbeelding
Zuurstofleiding
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Zuurstofgas
Afbeelding
Zuurstofgas
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Gasontladingsbuis
Afbeelding
Gasontladingsbuis
Bekijk de afbeelding
Beluister podcasts (Engels)
podcast icoon Zuurstof - Royal Society of Chemistry
Podcast
Zuurstof - Royal Society of Chemistry
Luister de podcast

Scheikunde studeren

Wat vinden zij van de studies en het werk?

studieorientatie icoon Ik leer ook van dingen naast mijn studie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Ik leer ook van dingen naast mijn studie
Nick studeert Chemie en heeft een top tijd.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Goed persoonlijk contact met docenten Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Goed persoonlijk contact met docenten
Matthew koos na het mbo voor de opleiding Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Hbo | Chemie
Studie
Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Volgens Hylke doorgrond je met de juiste formules elk proces.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Je bent wel met serieus werk bezig Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Je bent wel met serieus werk bezig
Docenten en studenten vertellen over de hbo-studie Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
Hbo | Chemie
Studie
Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
De wereld van chemie is groter dan je denkt.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Als chemisch technoloog is elke dag anders Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch technoloog is elke dag anders
Ontdek wat Catrien zo leuk vindt aan haar baan als technoloog.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Orgaanschade omkeren Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Orgaanschade omkeren
Patricia doet onderzoek naar synthetische materialen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Een duurzame coating Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een duurzame coating
Hung Chien zoekt een duurzame manier om coatings te maken.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Spioneren met je immuunsysteem Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Spioneren met je immuunsysteem
Frans onderzoekt het immuun-systeem voor betere vaccins.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Je bent bij deze studie geen nummer!
Hbo | Chemie
Studie
Je bent bij deze studie geen nummer!
Lees hoe Marjolein Chemische Technologie vindt.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Bo koos voor Chemische Technologie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Bo koos voor Chemische Technologie
Bo is enthousiast over haar hbo-opleiding. Bekijk de filmpjes.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Het mooie aan deze studie zijn de grote labs Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Het mooie aan deze studie zijn de grote labs
Studenten laten je alle ins and outs zien van hbo Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Levend materiaal op basis van de natuur Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Levend materiaal op basis van de natuur
Peter onderzoekt slim materiaal gebaseerd op de natuur.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik ben echt een spin in het web Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Ik ben echt een spin in het web
Isabelle deed Chemische Technologie en is nu continuverbetercoördinator.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Voorsprong met een chemische achtergrond Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Voorsprong met een chemische achtergrond
Bekijk Ruben als management trainee bij Remondis.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Als chemisch analist moet je kritisch zijn Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch analist moet je kritisch zijn
Lara vertelt over werk als chemisch analist
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Vicky vond de bèta vakken leuk Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Vicky vond de bèta vakken leuk
Bij Chemische Technologie zit ze nu op haar plek.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Verliefd op moleculen Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Verliefd op moleculen
Bert Meijer doet onderzoek naar de dynamica van moleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemie is altijd mijn passie geweest Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Chemie is altijd mijn passie geweest
Nick Das studeerde hbo-Chemie en is nu laboratoriummanager.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Een stromend, staalhard materiaal Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een stromend, staalhard materiaal
Lauri ontwerpt chemische bouw-stenen voor nieuwe materialen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Op kleine schaal grote problemen oplossen Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Op kleine schaal grote problemen oplossen
Krzysztof doet onderzoek naar macromoleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Foute keuzes bestaan niet
Hbo | Chemie
Studie
Foute keuzes bestaan niet
Judesha vertelt over haar studiekeuze proces.
Bekijk het artikel
studieorientatie icoon Positief bijdragen aan het leven van mensen
Hbo | Chemie
Bedrijf | Beroep
Positief bijdragen aan het leven van mensen
Anna, David en Joeri kijken terug op hun studietijd.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Kunnen we een implantaat 3D printen? Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Kunnen we een implantaat 3D printen?
Tosca is op zoek naar bruikbare materialen voor 3D printen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Een chemische gereedschapskist voor de toekomst Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een chemische gereedschapskist voor de toekomst
Danny werkt aan alternatieven voor aardolie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Opzoek naar de Ronaldo onder de nanodeeltjes Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Opzoek naar de Ronaldo onder de nanodeeltjes
Lotte doet onderzoek naar nanodeeltjes.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Hbo | Chemie
Studie
Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Lees waarom Femke koos voor het hbo na het vwo.
Bekijk het artikel
studieorientatie icoon Katalysatoren tegen klimaatverandering Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Katalysatoren tegen klimaatverandering
Charlotte probeert CO2 om te zetten in waardevolle stoffen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Van het laboratorium naar Pinkpop Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Van het laboratorium naar Pinkpop
Bekijk Koen als research and development technologist.
Bekijk de story
studieorientatie icoon Een huid voor robots Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een huid voor robots
Professor Zhenan werkt aan kunstmatige elektronische huid.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Oersoep en afvalwater Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Oersoep en afvalwater
Saskia probeert waardevolle moleculen uit afvalwater te halen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemische Technologie studeren in Groningen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemische Technologie studeren in Groningen
Wenke en Jeroen laten je zien wat de opleiding inhoudt.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Aanval door ons eigen immuunsysteem Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Aanval door ons eigen immuunsysteem
Kim onderzoekt enzymen van auto-immuunziekten.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemie is meer dan alleen maar deeltjes Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemie is meer dan alleen maar deeltjes
Ontdek de studie Chemische Technologie samen met Miriam!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Praktijklessen vind ik leuk om te doen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Praktijklessen vind ik leuk om te doen
Nighel studeert Chemie, bekijk zijn filmpje!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Werken aan nieuwe technieken voor windenergie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Werken aan nieuwe technieken voor windenergie
Vierdejaars student Mart vindt zijn hbo-opleiding top!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Als chemisch technoloog blijf je je ontwikkelen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch technoloog blijf je je ontwikkelen
Ontdek wat Fabrice zo leuk vindt aan chemisch technoog zijn.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Jij en chemie? Dat geloof ik niet Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Jij en chemie? Dat geloof ik niet
Elisa is nu vierdejaarsstudent Chemie in Amsterdam.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Timo is chemisch technoloog en projectmanager Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Techniek & Ontwerp
Bedrijf | Beroep
Timo is chemisch technoloog en projectmanager
Hij deelt zijn werkervaringen graag met jou.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Waarom ik moleculen opsluit in een kooi? Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Waarom ik moleculen opsluit in een kooi?
Anne onderzoekt reactie- omstandigheden van moleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Medicijnen maken van rotte appels Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Medicijnen maken van rotte appels
Uniek project van studenten Chemische Technologie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Tom loopt stage bij Teijin Aramid Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Bedrijf | Stage
Tom loopt stage bij Teijin Aramid
Tom is student Chemische Technologie en laat zijn stagewerkplek zien.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon CO2-recycling Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
CO2-recycling
Francesco werkt aan CO2 omzetten naar chemicaliën.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon We hebben hier een geweldig lab Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
We hebben hier een geweldig lab
Sanne, Justus en Boyd vertellen waarom zij kozen voor Utrecht.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Slim membranen maken; in water Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Slim membranen maken; in water
Wiebe doet onderzoek naar membranen in water.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde
Student Sanne vertelt over de studie Chemie aan de HAN.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Op de mavo wilde ik al scheikunde studeren Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Op de mavo wilde ik al scheikunde studeren
Lara is chemisch analist bij het bedrijf Astellas.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon De wereld voeden met licht Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
De wereld voeden met licht
Daniel heeft een kunstmatig fotosynthese proces ontwikkeld.
Bekijk het filmpje