| Dizuurstof | |
|---|---|
| Structuurformule en molecuulmodel | |
 |
|
| Algemeen | |
| Molecuulformule | O2 |
| IUPAC |
dizuurstof
|
| Andere namen |
zuurstofgas; moleculaire zuurstof
|
| Molmassa | 31,9988 g/mol |
| SMILES |
O=O
|
| InChI |
InChI=1/O2/c1-2
|
| CAS-nummer | 7782-44-7 |
| EG-nummer | 231-956-9 |
| PubChem | 977 |
| Beschrijving | kleurloos gas |
| Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen | |
 [1]O oxiderend |
|
| Risico (R) en veiligheid (S) | R-zinnen: R8[1] S-zinnen: S2-S17[1] |
| EG-Index-nummer | 008-001-00-8 |
| VN-nummer | 1072 (gas onder druk), 1073 (vloeibaar) |
| Fysische eigenschappen | |
| Dichtheid | 1,429 g/cm³ |
| Smeltpunt | -218,79 °C |
| Kookpunt | -182,95 °C |
| Oplosbaarheid in water | 7,6.10-3 g/L |
| Slecht oplosbaar in | water |
| Geometrie en kristalstructuur | |
| Kristalstructuur | kubisch |
| Dipoolmoment | 0 D |
| Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar) | |
Dizuurstof of zuurstofgas (O2) is de belangrijkste enkelvoudige stof van het element zuurstof. Het is bij kamertemperatuur een kleurloos, reukloos en smaakloos gas, dat een belangrijk bestanddeel van lucht vormt.
Inhoud |
Dizuurstof maakt 20,95% van het volume en 23,2 % van de massa van de atmosfeer van de aarde uit. Het komt voor in twee toestanden: de grondtoestand tripletzuurstof en twee aangeslagen toestanden singletzuurstof.
Dizuurstof kan vrij eenvoudig vloeibaar gemaakt worden. De vloeistof en de vaste stof die bij nog iets lagere temperaturen stabiel is, hebben een licht blauwe kleur. De meeste vormen van dizuurstof zijn paramagnetisch. Dit wordt veroorzaakt door de moleculaire elektronische structuur. Het molecuul heeft een dubbele binding. Als we de as van het molecuul als de z-as kiezen, kunnen de pz een sigma binding aangaan. De px en py banen moeten echter zijdelings overlappen in een combinatie met pi-symmetrie. Iedere interactie leidt tot een bindende en een antibindende moleculaire baan. Omdat bij het vullen van de banen de antibindende banen die in totaal vier elektronen kunnen bevatten er maar met twee gevuld worden, zullen de twee elektronen met evenwijdige spin deze toestanden opvullen. Dit leidt tot een totale spin van S = 1/2+1/2 = 1 met drie waarden (-1,0,1) voor het spinkwantumgetal. Deze triplettoestand heeft een lagere energie dan de singlettoestand waar de spins gepaard worden. De ongepaarde elektronen van de triplettoestand maken het molecuul een paramagnetisch biradicaal. Singletzuurstof kan onder bepaalde omstandigheden ook in kleine hoeveelheden gevormd worden; het is vooral voor levende wezens een gevaarlijke stof, die tot allerlei ontsporingen in de stofwisseling, mogelijk ook tot kanker, kan leiden. Daar staat tegenover dat witte bloedcellen zelf singletzuurstof maken om ongewenste cellen te vernietigen. Ook voor energiecycli is omzetting van triplet naar singlet nodig.
Op industriële schaal wordt dizuurstof gewonnen uit gefractioneerde destillatie van vloeibare lucht.
Synthese kan gebeuren via elektrolyse van water, maar deze methode is tijdrovend en duur. Oplossen van natriumperoxide in water kan gebruikt worden om grotere hoeveelheden dizuurstof vrij te stellen. Ook de ontbinding van waterstofperoxide met behulp van mangaandioxide als katalysator wordt toegepast. In de natuur is dizuurstof een belangrijk product van de fotosynthese.
Dizuurstof is essentieel voor de celademhaling in alle aërobe organismen. Het wordt opgenomen in het lichaam via de longen, waar het bindt aan de heemgroep van hemoglobine.
Dizuurstof is essentieel voor alle verbrandingsreacties en is een belangrijke speler in corrosie.
Zuurstofgas in zuivere vorm wordt veel toegepast in lasapparatuur en in de medische wereld voor de behandeling van mensen met ademhalingsproblemen. Ook in de luchtvaart en bij het (diep)duiken is het niet meer weg te denken (zie nitrox en trimix).
Vloeibaar O2 vindt toepassing in de ruimtevaart en bij grootverbuikers. Als chemische grondstof is het ook bijzonder belangrijk, bijvoorbeeld voor de gecontroleerde oxidatie van ethyleen naar ethyleenoxide (over een zilverkatalysator). Dit industriële proces levert een belangrijke grondstof voor de polymeerindustrie.
| Referenties: |
