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Chalkogene Erzbildner. Zu 20 % in Luft aus Photosynthese. Licht: Spaltung von H2O durch Chlorophyll / Licht. 2 H2O → O2 + H wird an Red-Äquivalent gebunden, durch schwache chem. Verbindung gebunden. H-Gas schlecht handhabbar.
Dunkel: [H]-R-CO2 → Kohlehydrate, O2 wird abgegeben: O ist Gift für Pflanzen.
Früher 30% CO2 in Atmosphäre → jetzt 0,03 % weil als CaCO3 in Gebirgen.
O2: Diradikal; Oxidiert alles. Organische Substanzen altern, Metalle rosten. Mensch erzeugt durch Atmung 1 l H2O → gebundener H + O2 , C wird zu CO2 verarbeitet. H2O verdunstet.
Viel Sauerstoff in Erdkruste(oberste 16 km + Meere + Atmosphäre). Häufigstes Element → Gebunden! in Gesteinen: SiO2, -CO3, Granit, Gneis, Kalk, H2O. Lithosphäre schwimmt am flüssigen Fe-Kern → Isoliert.
O2-Gewinnung: 1) Aus der Luft (Abtrennung von CO2,N...)
2) aus H2O (Elektrolyse)
Ad 1) LINDE-Verfahren / Joule-Thomsoneffekt
Luft ist reales Gas → kühlt sich bei Expansion ab. Gas komprimieren → wird wärmer. Drossel Engstelle. Wärme in Kühlwasser abgegeben. Gas breitet sich hinter Drossel wieder aus und kühlt zusätzlich ab. Gekühlte Luft wird als Vorkühlung für komprimiertes Gas verwendet. In mehreren Zyklen kühlt es immer mehr ab. Irgendwann bilden sich Tropfen. Expansion → Moleküle bewegen sich auseinander → bewegen sich langsamer → Abkühlung.
Flüssige Luft wird destilliert O2,N2,Ar
Siedepunkt von O2 höherer Siedepunkt, N2 verdampft als erstes. Flüssiges O2: blau. Sauerstoffflaschen nie mit fetten Händen öffnen → Explosionsgefahr.
Nutzung:→ LD-Verfahren. (Stahlerzeugung)
→ zum Schweißen, Schneiden, + Acetylen / H
→ Medizin: Beatmungsgas. reines O2 ist nur kurz verträglich, 1-2 Tage → Lungenoberfläche wird gereizt und geschädigt.
Hämoglobin: transportiert O2, Fe ist immer 3-wertig., flaches Häm-Molekül + kugelförmiges Eiweiß. Stärke der Komplexbildung ist abhängig vom PH-Wert, im sauren schwächer. O2 soll bis in die Zellen (Mitochondrien) transportiert werden. Je weiter Blut in den Körper vordringt, desto leichter wird es abgegeben, wegen saurem Milieu des Blutes durch Stoffwechselprodukte.
Im Muskel: O2 wird vom Hämoglobin ans Myoglobin abgegeben, erst das dringt in Zelle ein. Niere und Hirn sind Hauptverbraucher des O2. In der Atemkette wird O2 mit H verbunden [in Mytochondrien durch Cytochrome (z.B.: Cytochrom C)]
Knallgasreaktion läuft in mehreren Schritten ab ( = Atemkette) bei jedem Schritt wird kleine Energiemenge frei. ADP → ATP(eigentlicher Treibstoff des Körpers).
Ändert Fe seine Wertigkeit auf 2: Methämoglobin kann keinen O2 transportieren. Kleiner Anteil ist immer vorhanden, ca. 1%, aber er kann durch Nitriteinnahme steigen. Methäm: 10-20% → Kinder bleiben zurück. Verhältnis Körpergewicht zu O2-Aufnahme.
CO2 tauscht mit O2 im Hämoglobin in Lunge. CO bindet sich stärker am Häm → Vergiftung. Langsames Rauswaschen mit Druck-O2. Raucher: 10% des Häm gebunden → mehr rote Blutkörperchen werden produziert: Fließfähigkeit leidet → kleine Gefäße verstopfen leichter.
20 l/h O2 braucht der Mensch in Ruhe.
π* π* Triplett O2
Triplett-O2 kann durch Energiezufuhr in Singulett-O2 überführt werden (UV, Photosensibilatoren: Eosin, Methylenblau).
π* π* π* π*
Nach mehr Energiezufuhr unterschiedlicher Spin. Angeregter O2 ist aggressiver + reaktionsfreudiger.
Im H2O gelöste Luft hat 3-4 mal so hohen Anteil an Singulett-O2:
pos.: für Fische: kommen mit weniger O2 aus
neg.: Metallteile rosten im H2O schneller.
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