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Sauerstoff und seine Eigenschaften

Sauerstoff ist das häufigste und am weitesten verbreitete Element auf der Erde.
Er kommt in elementarer Form sowohl in der Erdatmosphäre als auch gelöst im Wasser vor, und zudem gebunden als Bestandteil von Mineralien und Pflanzen. Sein Massenanteil beträgt total gut 50 %.
Die Menge an elementarem Sauerstoffs bleibt konstant, weil Sauerstoff produzierende Pflanzen soviel nachliefern, wie von aerob atmenden Lebewesen und anderen Verbrennungsprozessen wieder verbraucht wird.

Takeo

Sauerstoff

„Luft zum Atmen – Lust zu leben!“ - Sauerstoff ist ein Bestandteil unserer Atemluft. Er ist diejenige Komponente, die höheres Leben auf unserer Erde überhaupt erst möglich macht.

„Luft zum Atmen – Lust zu leben!“  -  Sauerstoff ist ein Bestandteil unserer Atemluft. Er ist diejenige Komponente, die höheres Leben auf unserer Erde überhaupt erst möglich macht.Etwa 21 % der Luft bestehen aus Sauerstoff. Der Rest setzt sich vor allem aus Stickstoff ( 78 %) und Edelgasen (ca 1 %) zusammen. Sauerstoff ist ein Element, ohne das sich höheres Leben auf der Erde nicht entwickelt hätte.

Biologische Bedeutung

Sauerstoff befindet sich in der Natur in einem steten Kreislauf.

Sauerstoff befindet sich in der Natur in einem steten Kreislauf. Er wird ständig von autotrophen Lebewesen wie Cyanobakterien (veraltet: Blaualgen), Algen und Pflanzen bei der oxygenen Photosynthese durch Photolyse aus Wasser freigesetzt. Er ist ein Endprodukt dieser biochemischen Reaktion und wird an die Umwelt abgegeben.

Cyanobakterien waren wahrscheinlich die ersten Organismen, die molekularen Sauerstoff als Abfallprodukt ihres Stoffwechsels in der Atmosphäre anreicherten. Zuvor existierte eine anaerobe Atmosphäre auf der Erde. Die meisten heterotrophen Organismen - darunter alle tierischen Eukaryoten einschliesslich des Menschen und vieler Bakterien - benötigen eben diesen Sauerstoff zur Energiegewinnung. Er wird dabei im Rahmen der Atmungskette wieder zu Wasser umgewandelt. Bei Eukaryoten findet diese Reaktion in den Mitochondrien statt. Viele chemolithotrophe Bakterien nutzen ebenfalls Sauerstoff zur Energiegewinnung.

Da Sauerstoff und einige seiner Verbindungen sehr reaktiv sind und Zellstrukturen zerstören können, besitzen Organismen Schutzenzyme wie Katalase und Peroxidase. Für Organismen, denen diese Enzyme fehlen, wirkt Sauerstoff toxisch. Beim Abbau des Sauerstoffs entstehen reaktive Sauerstoffspezies wie freie Radikale, die ebenfalls biologische Moleküle zerstören können. Werden sie nicht schnell genug abgefangen, entsteht ein sogenannter "oxidativer Stress", der für Alterungsprozesse verantwortlich gemacht wird.

In den Phagozyten (Fresszellen) des Immunsystems dienen die reaktiven Sauerstoffspezies (Wasserstoffperoxid und Hyperoxidionen) neben anderen Enzymen dazu, aufgenommene Krankheitserreger zu zerstören.

Eigenschaften

Molekularer Sauerstoff ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas.

Molekularer Sauerstoff ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas. Es kondensiert bei −182,97 °C zu einer farblosen Flüssigkeit. In dicken Schichten zeigen sowohl gasförmiger als auch flüssiger Sauerstoff eine blaue Farbe. Unterhalb −218,75 °C erstarrt Sauerstoff zu blauen Kristallen.

Sauerstoff als Medikament

Die Geschichte der Verwendung von Sauerstoff als Medikament reicht schon weit zurück.

Die Geschichte der Verwendung von Sauerstoff als Medikament reicht schon weit zurück.

Heute wird Sauerstoff medizinal bei Zuständen eines Sauerstoffmangels (Hypoxie, Hypoxämie) eingesetzt.

Bei der Sauerstoff-Überdrucktherapie wird durch Einatmen von Sauerstoff in einer Überdruckkammer die transportierte Menge an Sauerstoff im Blut erheblich gesteigert. In der Anästhesie wird medizinischer Sauerstoff auch im Gemisch mit Narkosengasen angewendet. Sauerstoff wird ebenfalls bei der Therapie von Cluster-Kopfschmerzen eingesetzt. Medizinischer Sauerstoff gilt in der Schweiz als Fertigarzneimittel in Sinne des Heilmittelgesetztes (HMG). Sauerstoff medizinal (Kategorie E) ist frei verkäuflich. Üblicherweise werden Privatkunden entsprechend ihrer ärztlichen Verordnung oder im Rahmen eines ärztlichen Versorgungsauftrag beliefert.