Sauerstoff: Wesentliche Verwendungen und seine Rolle im Alltag

In den frühen 1770er Jahren führte die Arbeit zweier Wissenschaftler – einem aus England und einem aus Schweden – zur Entdeckung von Sauerstoff, einem Element im Periodensystem. Durch Erhitzen mehrerer Verbindungen fanden die Wissenschaftler ein freigesetztes Gas, das die Verbrennung unterstützte. Englands Joseph Priestley bemerkte auch die Wirkung des Elements auf die Tierbiologie, als das Leben einer Maus während der Exposition gegenüber Sauerstoff verlängert wurde. Sauerstoff hat viele Funktionen in unserer Welt, nicht zuletzt die Erhaltung des Lebens.

Atmung

Pflanzen und Tiere verlassen sich auf Sauerstoff für die Atmung. Menschen und Tiere atmen Sauerstoff in die Lunge ein oder, im Falle von Amphibien, durch Kiemen oder die Haut. Sauerstoff versorgt Blutzellen, bevor er als Kohlendioxid freigesetzt wird.

Sauerstofftherapie wird für Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) und damit verbundenen Leiden verschrieben. Obwohl es eine gängige Praxis ist, behauptet die American Cancer Society, dass Sauerstofftherapie nicht bewiesen hat, Krebs zu bekämpfen, und dem Körper schaden kann.

Metallurgie

Die Stahlherstellung ist von Sauerstoff abhängig. Er wird in einem Hochofen verwendet, um Kohlenstoff in Kohlendioxid umzuwandeln, wodurch Eisenoxide zu reinem Eisen reduziert werden. Sauerstoff wird auch in Schneid- und Schweißbrennern verwendet. Sauerstoff reagiert mit Wasserstoff oder Acetylen in Brennern, die auf über 5.000 Grad erhitzen können. Solche Brenner können die meisten Metalle durchschneiden oder zusammenschweißen.

Raketentechnik

In seiner flüssigen Form wird Sauerstoff als Oxidationsmittel in Raketen und Marschflugkörpern verwendet. Der externe Treibstofftank, der zum Heben eines Space Shuttles aus unserer Atmosphäre dient, fasst etwa 145.000 Gallonen flüssigen Sauerstoff und etwa 390.000 Gallonen flüssigen Wasserstoff. Die beiden Elemente reagieren in den Haupttriebwerken, um einen maximalen Schub von etwa 512.000 Pfund zu erzeugen.

Chemische Synthese

Kohlenwasserstoffe werden durch Erhitzen mit Sauerstoff „geknackt“ oder zerbrochen. Während diese Methode Verbrennung auslösen und Wasser und Kohlendioxid produzieren kann, kann sie, wenn die Mischung kontrolliert wird, die Kohlenwasserstoffe zerbrechen, um Acetylen, Propylen und Ethylen zu produzieren.

Sauerstoff wird auch in Kläranlagen oder Wasseraufbereitungsanlagen verwendet. Sauerstoff wird durch Wasser gepumpt, was die Produktion natürlicher Bakterien erhöht, die Abfallprodukte zersetzen.