Mit KI aus unserem englischen Quiz auf Deutsch erstellt; die Quellen verweisen auf die deutsche Wikipedia.
Sauerstoff ist das häufigste Element der Erdkruste und macht rund ein Fünftel der Luft aus. Ohne ihn gäbe es weder Feuer noch Atmung. Dieses Quiz führt von der Entdeckung im 18. Jahrhundert über Eigenschaften, Isotope und Verbindungen bis zur Verwendung in Medizin, Stahlwerk und Raumfahrt. Die Fragen reichen vom Schulwissen bis zu Details, die sonst nur Chemikerinnen und Chemiker kennen.
Alle 30 Fragen mit Antworten und Erklärungen. Quiz spielen
Q 01Welche Ordnungszahl hat das chemische Element Sauerstoff?
8
Das Element trägt das Symbol O; sein Name Oxygenium geht auf das altgriechische Wort für „scharf, spitz, sauer“ zurück.
Q 02Bei welchem Vorgang geben Pflanzen in der Regel mehr Sauerstoff ab, als sie verbrauchen?
Photosynthese
Fast alle Lebewesen brauchen das Gas zum Leben und nehmen es meist durch Atmung aus der Luft oder gelöst aus dem Wasser auf.
Q 03Zu wie viel Prozent ist Sauerstoff in der Luft enthalten?
20,942 %
Das farb- und geruchlose Gas ist an vielen Verbrennungs- und Korrosionsvorgängen beteiligt; in hohen Konzentrationen ist es für die meisten Lebewesen giftig.
Q 04Was absorbiert das Ozon in der Ozonschicht der Erdatmosphäre?
UV-Strahlung
In Bodennähe ist das sehr reaktive Gas der menschlichen Gesundheit dagegen eher abträglich.
Q 05In welchen Zellorganellen nutzen Eukaryoten Sauerstoff zur Energiegewinnung?
Mitochondrien
Dort wird der Sauerstoff in der Atmungskette wieder zu Wasser reduziert. Die meisten aeroben Organismen, auch der Mensch, sind darauf angewiesen.
Q 06Welches Metall reagiert als edelstes aller Metalle nicht direkt mit Sauerstoff?
Gold
Auch die Halogene Chlor, Brom und Iod sowie die Edelgase reagieren nicht direkt mit dem Gas; Platin und Silber tun es nur schlecht.
Q 07Welche Säure bildet sich beim Lösen von Schwefeltrioxid in Wasser?
Schwefelsäure
Solche Sauerstoffsäuren entstehen, wenn Nichtmetalloxide mit Wasser reagieren – ihnen verdankt der Sauerstoff seinen Namen.
Q 08Welcher einfache Versuch weist das Vorhandensein von Sauerstoff nach?
Glimmspanprobe
Gelösten Sauerstoff bestimmt man klassisch nach der Methode von Winkler: Er oxidiert zweiwertiges Mangan, das anschließend durch Iodid wieder reduziert wird.
Q 09Welcher Sensor misst den Sauerstoffgehalt im Abgas von Otto-Motoren?
Lambdasonde
Das Abgas strömt durch ein Röhrchen aus Yttrium-dotiertem Zirconiumdioxid mit Platinelektroden; gemessen wird die Potentialdifferenz zur Umgebungsluft.
Q 10Wie lautet der medizinische Fachbegriff für einen Sauerstoffmangel im Gewebe?
Hypoxie
In der Notfall- und Intensivmedizin erhalten Patienten deshalb sehr häufig zusätzlichen Sauerstoff über Sonden, Masken oder das Beatmungsgerät.
Q 11Welche Farbe haben die Kristalle, zu denen Sauerstoff unterhalb von −218,75 °C erstarrt?
Blau
Fester Sauerstoff tritt in mehreren Modifikationen auf: kubisch, rhomboedrisch und bei den tiefsten Temperaturen monoklin.
Q 12Welches Element ist im Weltall nach Wasserstoff das zweithäufigste, noch vor Sauerstoff?
Helium
Im Sonnensystem beträgt der Massenanteil von Sauerstoff etwa 0,8 %. Entstanden ist er nicht in der primordialen Nukleosynthese, sondern erst in Riesensternen.
Q 13Welches Element ist nach Masse das häufigste der gesamten Erde, noch vor Sauerstoff?
Eisen
In der Erdkruste liegt dagegen Sauerstoff vorn: Mit 48,9 % der Masse ist er dort das häufigste Element.
Q 21Welche Kopfschmerzform lässt sich nach WHO-Empfehlung durch Einatmen von Sauerstoff behandeln?
Cluster-Kopfschmerz
Hochkonzentrierter Sauerstoff aus speziellen Maskensystemen lindert die Beschwerden in der Regel innerhalb von Minuten.
Q 22In welcher Farbe sind in Deutschland Flaschen mit medizinischem Sauerstoff gekennzeichnet?
Weiß
Der Inhalt gilt als Fertigarzneimittel im Sinne des Arzneimittelgesetzes und unterliegt deshalb einer strengen Kontrolle.
Q 23In welchem bildgebenden Verfahren wird das Sauerstoffisotop 15O häufig verwendet?
Positronen-Emissions-Tomographie
Q 14Welche Organismen reicherten wahrscheinlich als erste Sauerstoff in der Erdatmosphäre an?
Cyanobakterien
Für sie war das Gas ein Abfallprodukt. Zuvor war die Atmosphäre der Erde praktisch sauerstofffrei.
Q 15Welcher Franzose erkannte, dass bei der Verbrennung Sauerstoff gebunden wird?
Antoine de Lavoisier
Durch Wägung wies er nach, dass ein Stoff nach der Verbrennung nicht leichter, sondern schwerer ist.
Q 16Mit welcher Abkürzung wird flüssiger Sauerstoff in der Raketentechnik bezeichnet?
LOX
In Raketen dient er als Oxidationsmittel. Außerdem braucht man Sauerstoff in Brennstoffzellen und in der Halbleitertechnik.
Q 17Was bedeutet die 1779 für Sauerstoff vorgeschlagene Bezeichnung Oxygenium?
Säurebildner
Der Name beruht auf einem Irrtum: Für den Säurecharakter ist Wasserstoff verantwortlich, wie Humphry Davy ab 1808 erkannte.
Q 18Welches ist das mit 99,76 % häufigste stabile Isotop des Sauerstoffs?
16O
Daneben kommen in der Natur nur zwei weitere stabile Isotope vor, das seltenste mit einem Anteil von 0,037 %.
Q 19Wie heißt die Elementgruppe, die Sauerstoff mit Schwefel, Selen und Tellur bildet?
Chalkogene
Zur Gruppe gehören außerdem Polonium und Livermorium; sie bildet die sechste Hauptgruppe des Periodensystems.
Q 20Welche Verbindung wird im Labor an platinierter Nickelfolie zu Sauerstoff zersetzt?
Wasserstoffperoxid
Reinen Sauerstoff liefert auch die Elektrolyse von 30%iger Kalilauge an Nickelelektroden, bei der Wasserstoff und Sauerstoff getrennt entstehen.
Mit zwei Minuten hat 15O die längste Halbwertszeit aller radioaktiven Sauerstoffisotope; die übrigen zerfallen meist in Millisekunden bis Sekunden.
Q 24Wer entwickelte 1902 das nach ihm benannte Verfahren zur Gewinnung von Sauerstoff aus Luft?
Carl von Linde
Georges Claude machte die Luftzerlegung wirtschaftlich rentabel: Bei seinem Verfahren wird ein Teil der Kompressionsenergie in Turbinen zurückgewonnen.
Q 25Durch welches Trennverfahren wird Sauerstoff technisch fast ausschließlich aus Luft gewonnen?
Rektifikation
Kleinere Mengen liefert die Druckwechsel-Adsorption, bei der Molekularsiebe andere Gase zurückhalten – das Prinzip des medizinischen Sauerstoffkonzentrators.
Q 26In welcher Verbindungsklasse hat Sauerstoff die Oxidationsstufe −I statt −II?
Peroxide
Diese Verbindungen sind meist instabil und gehen leicht in Oxide über. Weil Sauerstoff sehr elektronegativ ist, bleibt −II der Normalfall.
Q 27In Verbindungen mit welchem Element besitzt Sauerstoff positive Oxidationszahlen?
Fluor
Weil dieses Element noch elektronegativer ist, gelten die Verbindungen O2F2 und OF2 nicht als Oxide.
Q 28Welche magnetische Eigenschaft hat Sauerstoff im Gegensatz zu anderen Nichtmetallen?
paramagnetisch
Ursache sind zwei ungepaarte Elektronen im Molekül, deren Spins im Grundzustand parallel stehen.
Q 29Wer erkannte 1783 Luft als Gemisch von Sauerstoff und Stickstoff im Verhältnis von etwa 1:4?
Henry Cavendish
Carl Wilhelm Scheele hatte zuvor gefunden, dass Luft aus einem die Verbrennung fördernden Gas und „verdorbener Luft“ besteht.
Q 30Wie nannte Carl Wilhelm Scheele das von ihm entdeckte, die Verbrennung fördernde Gas?
Feuerluft
Nach der Herkunft sprach er auch von „Vitriolluft“: Er gewann das farblose Gas unter anderem durch Erhitzen von Braunstein mit Vitriol.