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Sauerstoff (Expertenwissen) 13:47 min

Textversion des Videos

Transkript Sauerstoff (Expertenwissen)

Guten Tag und herzlich willkommen. In diesem Video geht es um das chemische Element Sauerstoff. Der Film gehört zur Reihe "Elemente". Als Vorkenntnisse solltet ihr gut über Basen, Säuren und Salze Bescheid wissen. Im Video möchte ich dir einen Überblick über das chemische Element Sauerstoff und seine Bedeutung vermitteln. 

Der Film besteht aus 10 Abschnitten:

  1. Entdeckung

  2. Vorkommen

  3. Stellung im Periodensystem der Elemente

  4. Herstellung

  5. Eigenschaften

  6. Zwei Modifikationen

  7. Reaktionen

  8. Biologische Bedeutung

  9. Verwendung

  10. Zusammenfassung

  11. Entdeckung

Entdeckt wurde Sauerstoff erstmals 1771 durch Karl Wilhelm Scheele. 1774 wurde Sauerstoff wiederum entdeckt durch Priestley. 1779 erhielt das Element seinen eigentümlichen Namen "Sauerstoff". Denn Lavoisier, der ihm ihn gab, glaubte, dass alle Säuren ihn enthalten. 

  1. Vorkommen

Etwa die Hälfte der Erdhülle enthält das chemische Element Sauerstoff. Sauerstoff ist in gebundener Form enthalten: in Steinen, im Lehm, im Kies und im Sand. Gebirge bestehen zum großen Teil aus Sauerstoff. Die riesigen Wassermassen in der Erdhülle bestehen zum größten Teil aus Sauerstoff. Die Ozeane, die Seen, wie der riesige Obere See, die Gletscher und die Flüsse, wie der gewaltige Amazonas, sie alle bestehen aus Wasser und enthalten Sauerstoff. Und zwar zu fast 90%. Gefrorenes Wasser als Eis finden wir an den Polkappen, der Arktis und Antarktis. In ihnen sind große Mengen gebundenen Sauerstoffs enthalten. Die Atmosphäre enthält auch viel Sauerstoff, mehr als 20% bestehen daraus. 

  1. Stellung im Periodensystem der Elemente

Im Periodensystem der Elemente befindet sich der Sauerstoff hier. Er gehört zur 6. Hauptgruppe. Das sind die Chalkogene. Sauerstoff ist ein Nichtmetall. Seine Elementesymbol ist O. Elementar kommt der Sauerstoff nicht atomar als O, sondern als Molekül O2 vor. O ist abgeleitet von Oxygenium. Das kommt aus dem Griechischen und bedeutet, wie wir gehört haben, "sauer". Die wichtigste Oxidationszahl in Verbindungen ist -2. Es gibt auch noch die Oxidationszahlen -1, 0, +1 und +2. 

  1. Herstellung

Hierbei hat man zu unterscheiden zwischen industrieller Herstellung und Herstellung im Labor.

Industriell wird der Sauerstoff nach dem Linde-Verfahren gewonnen. Dabei wird die Luft verflüssigt. Anschließend wird die Flüssigkeit destilliert. Es wird fraktioniert, das heißt die Stoffe mit unterschiedlichem Siedepunkt werden aufgefangen. Man erhält Stickstoff, Sauerstoff und Argon. 

Im Labor kann Sauerstoff durch Erhitzen eines Salzes KClO3 hergestellt werden. Es entstehen Kaliumchlorid und Sauerstoff wird frei. Das Salz ist Kaliumchlorat. Eine andere Sauerstoffquelle ist Calciumchloridhypochlorit (Chlorkalk). Chlorkalk reagiert mit Wasserstoffperoxid zu Calciumchlorid, Wasser und Sauerstoff. Beim Erhitzen gibt Quecksilberoxid Sauerstoff ab, das Gleiche geschieht mit BaO2 (Bariumperoxid). Und schließlich liefert das Erhitzen von KMnO4 (Kaliumpermanganat) das gewünschte Ergebnis. 

  1. Eigenschaften

Sauerstoff ist ein Gas. Es ist farblos und geruchlos. Die Dichte des Sauerstoffs ist etwas größer als die Dichte der Luft. Daher muss man ihn in einem Reagenzglas mit der Öffnung nach oben halten, weil der Sauerstoff sonst nach unten entweicht. Sauerstoff schmilzt bei -218°C. Er siedet bei -183°C. Das chemische Element ist in Wasser schlecht löslich. Nur etwa 10-20mg lösen sich in 1l nicht zu warmen Wassers. 

  1. Zwei Modifikationen

Modifikationen bedeutet Erscheinungsformen. Wenn man zu molekularem Sauerstoff O2 Energie hinzufügt, so ergibt sich ein neuer Sauerstoff, O3, der aus 3 Atomen pro Molekül besteht. Das ist die 2. Modifikation. Man nennt sie Ozon. Beide Modifikationen sind Oxidationsmittel, wobei Ozon das stärkere ist. Im Gegensatz zum farblosen Sauerstoff wird Ozon bei höheren Konzentrationen himmelblau. Sauerstoff ist für das Feuer und die vielen Brände verantwortlich. Die Ozonschicht schützt uns vor ultravioletter Strahlung. Interessant sind die Strukturen beider Moleküle. Das Sauerstoffmolekül ist so aufgebaut, dass 2 Elektronen ungepaart sind. Man spricht von einem Triplett. Das Ozonmolekül ist kein Ring, sondern eine Kette. Die Struktur ist am besten durch 2 Ladungen, in der Mitte positiv und außen negativ, darzustellen. Die negative Ladung kann man entweder links oder rechts anordnen. Man spricht von Mesomerie. Diese stabilisiert das Molekül. 

  1. Reaktionen

Sauerstoff reagiert mit vielen chemischen Elementen. Man bezeichnet diese Reaktionen als Oxidation. Oxidationen sind möglich mit Wasserstoff, Lithium, Beryllium, Bor, Kohlenstoff, Stickstoff, mit Fluor unter bestimmten Bedingungen, Natrium, Magnesium, Aluminium, Silizium, Phosphor, Schwefel usw. Die Halogene Chlor, Brom und Iod reagieren mit Sauerstoff nicht, Silber und Gold nur schwer. Auch Xenon reagiert direkt nicht. Die Verbindungen von Sauerstoff mit einem Element bezeichnet man als Oxid. Bei Raumtemperatur reagiert Sauerstoff mit den meisten Elementen nicht, nur mit den Alkalimetallen Nitrium, Natrium, Kalium, Rubidium und Caesium. Die letzten drei verbrennen im wahrsten Sinne des Wortes an der Luft. Möchte man, dass andere Elemente reagieren, muss man entweder Erwärmen oder mit Licht bestrahlen. Auch organische Verbindungen reagieren. Sie verbrennen wie die Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ketone usw. 

  1. Biologische Bedeutung

Das chemische Element Sauerstoff ist gleichzusetzen mit dem Leben. Ohne Sauerstoff gibt es kein Leben. Die Verbraucher des Sauerstoffs sind die Menschen, die Tiere und, ich möchte betonen, auch die Fische. Produzenten des Sauerstoffs sind Pflanzen, die grüne Anteile enthalten, und vor allem Wasserpflanzen wie die Algen. Sauerstoff ist Bestandteil zweier wichtiger Naturstoffe. Zum einen der Proteine, der Eiweiße. Sauerstoff finden wir im Fisch und im Fleisch. Auch Kohlenhydrate enthalten gebunden den Sauerstoff als Zucker, Mehl und Stärke. 

  1. Verwendung

In der Medizin verwendet man Sauerstoff für die Frühchenbeatmung. Er hilft bei Cluster-Kopfschmerzen. Unabkömmlich ist er in der Notfallmedizin. Man braucht Sauerstoff in der Raumfahrt. In der Technik verwendet man Sauerstoff für die Kupferraffination und die Herstellung von Eisen und Stahl. Die dritte Anwendung ist beim Schweißen und Hartlöten. In der Lebensmittelindustrie ist Sauerstoff als Zusatzstoff zugelassen. Benutzt wird er als Treibgas, Packgas und zur Sahneherstellung. Es gab und gibt die Mode, dass Sauerstoff im Wellness- und Lebensmittelbereich Getränken zugeführt wird. Der Effekt ist null, denn wir atmen den Sauerstoff. Wir konsumieren ihn nicht mit dem Magen. 

  1. Zusammenfassung

Das chemische Element Sauerstoff ist das Element des Lebens schlechthin. Ohne Sauerstoff ist das irdische Leben unmöglich. Ich hoffe, es hat euch ein bisschen Spaß bereitet. Ich wünsch euch alles Gute. Auf Wiedersehen.  

15 Kommentare
  1. Default

    tolles Video ☺

    Von Ginaweinz, vor 6 Monaten
  2. Karsten

    Ein frohes neues Jahr zusammen,

    derzeit sind unsere Inhalte nach inhaltlichen Kriterien eingeordnet. So finden sich beim Thema "Luft und Sauerstoff" alle damit artverwandten Themen. Weiterhin sind die Themen nach aufsteigender Schwierigkeit geordnet. So bilden die Videos:
    "Bestandteile der Luft", "Die Hauptbestandteile der Luft", "Die Nebenbestandteile der Luft" die in der 7. Klasse erwarteten Inhalte ab.
    Aber auch Inhalte aus der 10. Klasse finden sich dort wie "Ozon" und "Luftverschmutzung". Und auch dieses Video, welches noch darüber hinausgeht.
    Die grundlegenden Inhalte zum Sauerstoff werden in der Schule zumeist im Kontext "Feuer und Verbrennung" als notwendige Grundlage für eine Verbrennung behandelt. Daher sind sie auch Bestandteil der grundlegenden Videos in diesem Thema.
    Zur Lernreihenfolge: Leider ist es so, dass ein Naturwissenschaftlicher Inhalt, sehr viele Grundlagen besitzt, diese können sogar mathematischer oder physikalischer Natur sein. Daher lassen sie sich nur sehr schwer linear abbilden. Um diesen Umstand Rechnung zu tragen, arbeiten wir intensiv an dem Thema Lernstruktur. Daher habe ich gute Hoffnung, dass sich diese Probleme in 2018 lösen lassen.

    Von Karsten Schedemann, vor 6 Monaten
  3. 001

    Liebe(r) Semrasoylu,
    für Reihenfolgen kann ich nichts. Das liegt allein in der Kompetenz von sofatutor.
    In die 7. Klasse gehört das Video sicher nicht.
    Ich bin immer aufgeschlossen für Kritik. Allerdings wüsste ich da schon einmal gern, was unklar ist und wo nachgeschlagen werden musste.
    Ich habe mich sehr bemüht, die große Verbreitung und Verwendung des Elements zu veranschaulichen. Die verwendeten Begriffe wie Sand, Steine, Lehm, Wasser, Gletscher, Ozeane, Seen und Flüsse scheinen mir unproblematisch zu sein.
    Der Einwand mit den kleinen Lerneineinheiten klingt mir vernünftig und berechtigt. Allerdings ist dafür sofatutor alleiniger Ansprechpartner.
    Ein gesundes neues Jahr und viel Erfolg

    Von André Otto, vor 6 Monaten
  4. Default

    Ich möchte noch etwas Hinzufügen. Was mir hier auffällt ist, dass es auch keine Lernreihenfolge gibt. Hier wird kein aufbauendes Wissen vermittelt, was ja gerade bei Naturwissenschaftlichen Fächern sehr wichtig ist. Was hat z.B. ein Expertenvideo In der 7. Klasse zu suchen? Also wie kann ich Jetzt vorgehen, damit ich langsam Wissen aufbauen kann, ohne dass mich das frustriert? Schön wäre es, wenn man kürzere Videos reinstellen, dafür aber ein Thema verständlich erklärt. Wie es bei den Hauptfächern der Fall ist.

    Von Semrasoylu, vor 6 Monaten
  5. Default

    Sehr geehrter Herr Otto , danke für Ihre ausführliche Antwort. Wie gesagt finde ich ihre Videos trotzdem zu kompliziert. Es macht einfach kein Spaß Ihre Videos anzuschauen, weil ich vieles nochmal nachschlagen muss. Es ist einfach nur Informationsvermittlung. Das kann ich überall nachlesen. Ob ich jetzt als Schüler etwas lerne? Nein, tue ich nicht! Ziemlich demotivierend. Die einzigen Videos, die ich hier nicht verstehe sind leider ihre. Sorry!

    Von Semrasoylu, vor 6 Monaten
  1. Fuf profil

    Ich weiß, mein Kommentar wird wieder gelöscht. Aber: Als "Expertenwissen" ist dieses Video erst seit einigen Wochen gekennzeichnet. Und der Ton, mit dem hier auf jede Kritik reagiert wird von Seiten des Tutors wie auch von Sofatutor ist unschön. "Die beiden ersten Abschnitte sind informativ und gut verständlich. " Das entscheiden die Schüler. Und: Gerade in Chemie fehlt es hier auf der gesamten Seite an verständlichen Einsteigervideos, an Struktur und Aufbau der Videos. Wer seinen Unterricht nur auf "Experten" zuschneidet, der ist sich vielleicht nicht im klaren darüber, dass hier Menschen lernen wollen und dafür bezahlen. Wer es schon kann, hat "Sofatutor" nicht nötig. Und jetzt löschen Sie die Kritik gerne wieder, anstatt sich zu fragen, warum hier einige große und kleine Schüler in Chemie Probleme mit den Videos haben. Und falls Sie eine Antwort suchen: Herr Wabnik schafft in Mathe das, was hier in Chemie fehlt: Auch schwierige Themen verständlich aufzubereiten, die Videos themengerecht zu halten (wie auch die Übungsaufgaben auf das Video zu beziehen). Und damit selbst einer Mathe-Lusche wie mir Mathe spielerisch verständlich zu machen. Hätte ich hier zuerst Chemie gelernt, ich hätte nie ein Abo gekauft.

    Von Susannahwinter, vor 6 Monaten
  2. 001

    Jedes Video erfordert Vorwissen. Dieses Video vermittelt ausgewiesenermaßen Expertenwissen. Entsprechend ist das Niveau angesetzt.
    Nichtdestotrotz:
    Die beiden ersten Abschnitte sind informativ und gut verständlich.
    Das PSE (3.) kennt man gewöhnlich seit der Mittelstufe. Auch Oxidationszahlen werden bis spätestens in der 10. Klasse besprochen.
    Die industrielle Herstellungsmethode nach Linde (4.) wird nur kurz erwähnt. Die Begriffe Destillation und Fraktionierung lernt man gewöhnlich bei der Erdölverarbeitung kennen.
    Es wurden mehrere Labormethoden genannt. In der Schule bespricht man gewöhnlich nur die Zersetzung von Kaliumpermanganat. Ich wollte verschiedene Beispiele nennen, falls ein tieferes Interesse besteht.
    Bei den Eigenschaften (5.) lernt man die genannten in der Mittelstufe kennen. Dass die Dichten von Sauerstoff und Luft im Verhältnis 32/29 stehen, habe ich nicht begründet und muss so zur Kenntnis genommen werden.
    Bei den Modifikationen (6.) sollte man schon O2 und O3 kennen.
    Wirklich kompliziert sind hier nur die Valenzstrichformeln für beide Moleküle. Für O2 die beiden ungepaarten Elektronen und für O3 die mesomeren Grenzstrukturen. Der Experte sollte das nacharbeiten können. Man kann es aber auch überlesen, ohne große Verständnisverluste zu riskieren.
    Bei den Reaktionen (7.) wird eine Fülle von faktischem Material geliefert. Tatsachen. Ohne Erklärung. Kompliziert ist das nicht. Aber interessant.
    Die biologische Bedeutung (8.) ist wohl eher populärwissenschaftlich gehalten. Ebenso die Verwendung (9.) als auch die Zusammenfassung (10.).
    Obwohl dieses Video als Expertenvideo eingestuft wird, ist der erhöhte Schwierigkeitsgrad wohl eher durch Faktenfülle und einen lakonischen Vortrag (Zeitfaktor) als durch komplizierte Zusammenhänge gekennzeichnet.
    Also: Anhalten, anschauen, wiederholen, nachlesen, nachfragen.
    Oder: Ich wähle eine Informationsquelle (Video o. a.), die genauer auf meine Bedürfnisse und Interessen zugeschnitten ist.
    Alles Gute und viel Erfolg

    Von André Otto, vor 6 Monaten
  3. Default

    Leider erfordern die Chemie Videos meistens immer Vorwissen. Viel zu kompliziert!!! Das ist in anderen Fächern leichter.. Sonst würde ich mich wieder abmelden!

    Von Semrasoylu, vor 6 Monaten
  4. 001

    Man kann auch ohne die Formeln wichtige Dinge herauslesen. Es sollen auch Fortgeschrittene wichtige Informationen erhalten. Letztlich muss man Symbole wie Buchstaben und Formeln wie Wörter erlernen. Ansonsten kann man sich nicht verständigen.
    Viele Grüße und alles Gute

    Von André Otto, vor etwa einem Jahr
  5. Default

    ich fande es nicht so gut ,wenn man zum beispiel diese ganzen formeln noch gar nicht hatte ,versteht man nicht sehr viel,

    Von Verena Rose, vor etwa einem Jahr
  6. Default

    GUTES VIDEO

    Von Vivi Lange, vor fast 2 Jahren
  7. 001

    Für öffentliche didaktische Diskussionen stehe ich nicht zur Verfügung.

    Von André Otto, vor mehr als 2 Jahren
  8. Default

    Schade, dass nicht zwischen Sauerstoff und Sauerstoffverbindungen unterschieden wird. Man kann nicht allen ernstes behaupten, dass Flüsse und Berge zu 90 % aus Sauerstoff bestehen !

    Von Melitta Luta, vor mehr als 2 Jahren
  9. 001

    Für öffentliche didaktische Diskussionen stehe ich nicht zur Verfügung.

    Von André Otto, vor etwa 3 Jahren
  10. Default

    Wie kommen die Sauerstoffteilchen in der Natur vor?

    Molekular: O2
    Molekular: O3

    In der Natur, in der Ozonschicht, existieren auch O3-Moldeküle.

    Bitte auch INDEXSCHREIBSWEISE beachten.

    Von 123chemie, vor etwa 3 Jahren
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