Zuurstof

Producten

Zuurstof is in de handel verkrijgbaar in de vorm van gecomprimeerde gascilinders (zuurstofcilinders) met een witte kleur als gecomprimeerd gas. In veel landen is het bijvoorbeeld verkrijgbaar bij PanGas.

Structuur en eigenschappen

Zuurstof (symbool: O, elementair: O2, atoomnummer: 8, atoom massa: 15,999) aanwezig als dizuurstof (O2, O = O) als een kleurloos, smaakloos en geurloos gas dat matig oplosbaar is in water. Deze water oplosbaarheid is belangrijk voor waterdieren zoals vissen. Vloeibare zuurstof heeft een lichtblauwe kleur. De kookpunt, de overgangstemperatuur van vloeibare naar gasvormige zuurstof is -183 ° C. Zuurstof is het bekendste oxidatiemiddel. Het accepteert meestal twee elektronen en wordt tijdens het proces verminderd. Het vormt oxides of dioxides met vele andere elementen. Metalen geven bijvoorbeeld elektronen af ​​die worden opgenomen door zuurstof. Bij de vorming van magnesiumoxide worden twee elektronen overgedragen van elementair magnesium naar zuurstof:

  • 2 Mg: (elementair magnesium) + O2 (zuurstof) 2 MgO (magnesiumoxide)

Zie ook onder redoxreacties. Metaaloxiden (voorbeelden):

  • IJzer: ijzeroxiden (roest)
  • Magnesium: magnesiumoxide
  • Calcium: calciumoxide
  • Aluminium: aluminiumoxide

Metaaloxiden zijn vaste stoffen die reageren met water op een eenvoudige manier. Met niet-metalen kunnen vaste, vloeibare of gasvormige oxiden worden gevormd. Oxidatie van niet-metalen:

De verbranding van organische verbindingen is belangrijk voor de energieproductie, bijvoorbeeld met methaangas, de component van aardgas:

  • CH4 (methaan) + 2 O2 (zuurstof) CO2 (kooldioxide) + 2 H2O (water)

Bekend is ook de explosieve reactie met waterstof, de knalgasreactie:

  • 2 H2 (waterstof) + O2 (zuurstof) 2 H2O (water = diwaterstofmonoxide)

De meeste oxidaties met zuurstof zijn exotherm, wat betekent dat energie, licht en warmte vrijkomen. Omgekeerd kan met behulp van elektrolyse ook zuurstof uit water worden gewonnen. Zoals eerder vermeld, is zuurstof beschikbaar in gecomprimeerde gasflessen. In het laboratorium kan het ook worden verkregen uit oxidatiemiddelen zoals kaliumchloraat or natriumchloraat door verwarming, omdat deze bij verhitting zuurstof afgeven. Planten produceren zuurstof als “afvalproduct” tijdens fotosynthese onder invloed van licht:

  • 6 CO2 (kooldioxide) + 6 H2O (water) C6H12O6 (glucose) + O2 (zuurstof)

Bij mensen verloopt deze reactie in de tegenovergestelde richting, waarbij energie vrijkomt.

Effecten

Zuurstof (ATC V03AN01) is essentieel voor het leven. Niet alleen omdat het essentieel is in mitochondria als oxidant voor de synthese van de energiedrager adenosine trifosfaat. Maar ook omdat zuurstof een van de 6 is chemische elementen die meer dan 99% van het lichaam uitmaken massa. Het zuurstofgehalte is ongeveer 60%. Het is aanwezig in bijna alle belangrijke biomoleculen, bijvoorbeeld in aminozuren, eiwitten, koolhydraten, nucleïnezuren, lipiden en vitaminen. Dit komt ook door het feit dat het in veel functionele groepen voorkomt, bijvoorbeeld in alkools, aldehyden, carbonzuren, ethers, esters en ketonen. Het is ook aanwezig in veel anorganische stoffen zouten - en natuurlijk in water. Lucht is een gasmengsel dat voor slechts ongeveer 21% uit zuurstof bestaat. En zuurstof is ook aanwezig in de meeste mineralen en gesteenten, bijvoorbeeld als silicium dioxide in kwarts of zo calciumcarbonaat in kalksteen. Silicium heeft een hoge affiniteit voor zuurstof. In het lichaam diffundeert zuurstof vanuit de longen naar de bloedbaan, waar het wordt opgenomen hemoglobine in het rood bloed cellen en getransporteerd naar perifere weefsels.

Indicaties

  • Zuurstof wordt in de geneeskunde voornamelijk toegediend voor de preventie en behandeling van hypoxische en hypoxemische aandoeningen, bijvoorbeeld ademhalingsstoornissen, hart- en vaatziekten of schokken. Het speelt ook een belangrijke rol bij anesthesie.
  • In de farmacie zit zuurstof in tal van actieve ingrediënten en hulpstoffen.
  • Als ontsmettingsmiddel, bijvoorbeeld in de vorm van waterstof peroxide (afgifte van zuurstof).

Ontbinding van waterstofperoxide:

  • 2 H2O2 (waterstofperoxide) 2 H2O (water) + O2 (zuurstof)

De ontleding kan worden gestopt door de toevoeging van een katalysator zoals mangaan dioxide (MnO2) kan worden versneld.

Dosering

Volgens de SmPC. Zuurstof wordt toegediend door inademing. Tijdens de behandeling moet de arteriële zuurstofdruk (PaO2) of de arteriële zuurstofverzadiging (pulsoximetrie) worden gecontroleerd.

Misbruik

Oxidatiemiddelen zoals kaliumnitraat, ammonium nitraat en kaliumchloraat kan worden misbruikt voor de illegale vervaardiging van explosieven. Ze leveren de zuurstof die nodig is voor de explosieve reactie om gassen te vormen.

Contra-indicaties

Zie het medicijnetiket voor volledige voorzorgsmaatregelen.

Bijwerkingen

Overmatige zuurstofconcentraties zijn giftig voor mensen, giftig voor cellen en levensbedreigend. Zuurstof heeft als oxidatiemiddel brandbevorderende eigenschappen. Het kan branden beginnen of intensiveren omdat oxidaties efficiënter plaatsvinden op een hogere temperatuur concentratie. Dit kan worden geïllustreerd met een gloeiende houtsnipper die begint te branden bij blootstelling aan hoge niveaus van zuurstof. Zuurstofcilinders die het gecomprimeerde gas bevatten, kunnen bij verhitting exploderen.