Zuurstofgas (O
2) werd vóór 1604 geïsoleerd door Michael Sendivogius. Vaak wordt gedacht dat het gas in 1773 werd ontdekt door Carl Wilhelm Scheele, in Zweden, of in 1774 door Joseph Priestley, in Engeland. Priestley wordt meestal beschouwd als de belangrijkste ontdekker, omdat zijn werk als eerste werd gepubliceerd (hoewel hij het "gedeflogiseerde lucht" noemde, en niet dacht dat het een chemisch element was). Antoine Lavoisier gaf in 1777 de naam oxygène aan het gas. Hij was de eerste die zei dat het een chemisch element was. Hij had ook gelijk over hoe het helpt bij de verbranding.
Vroege experimenten
Een van de eerste bekende experimenten over hoe verbranding lucht nodig heeft, werd uitgevoerd door de Griek Philo van Byzantium in de 2e eeuw voor Christus. Hij schreef in zijn werk Pneumatica dat het omkeren van een vat boven een brandende kaars en het plaatsen van water rond dit vat betekende dat er wat water in het vat kwam. Philo dacht dat dit kwam doordat de lucht werd omgezet in het klassieke element vuur. Dit is onjuist. Lang daarna ontdekte Leonardo da Vinci dat er tijdens de verbranding wat lucht werd verbruikt, waardoor er water in het vat kwam.
Eind 17e eeuw ontdekte Robert Boyle dat lucht nodig is voor verbranding. De Engelse chemicus John Mayow vulde dit aan door aan te tonen dat vuur slechts een deel lucht nodig heeft. Wij noemen dit nu zuurstof (O2 ). Hij ontdekte dat een brandende kaars in een gesloten vat het water deed stijgen om een veertiende van het volume van de lucht te vervangen voordat het doofde. Hetzelfde gebeurde wanneer een levende muis in de doos werd gestopt. Hieruit leidde hij af dat zuurstof zowel voor de ademhaling als voor de verbranding wordt gebruikt.
Phlogiston theorie
Robert Hooke, Ole Borch, Michail Lomonosov en Pierre Bayen maakten allemaal zuurstof in experimenten in de 17e en 18e eeuw. Geen van hen dacht dat het een chemisch element was. Dit kwam waarschijnlijk door het idee van de phlogiston theorie. Dit was wat de meeste mensen geloofden dat verbranding en corrosie veroorzaakte.
J. J. Becher bedacht de theorie in 1667, en Georg Ernst Stahl vulde hem aan in 1731. De flogistontheorie stelde dat alle brandbare materialen uit twee delen bestonden. Het ene deel, phlogiston genaamd, werd afgegeven bij verbranding van de stof die het bevatte.
Van materialen die weinig resten achterlaten bij verbranding, zoals hout of steenkool, werd gedacht dat ze voornamelijk uit flogiston bestonden. Dingen die corroderen, zoals ijzer, zouden heel weinig bevatten. Lucht maakte geen deel uit van deze theorie.
Ontdekking
De Poolse alchemist, filosoof en arts Michael Sendivogius schreef over iets in de lucht dat hij het "voedsel van het leven" noemde, en daarmee bedoelde hij wat wij nu zuurstof noemen. Sendivogius ontdekte, tussen 1598 en 1604, dat de stof in lucht dezelfde is die hij kreeg door kaliumnitraat te verhitten. Sommige mensen geloven dat dit de ontdekking van zuurstof was, terwijl anderen het daar niet mee eens zijn. Sommigen zeggen dat zuurstof werd ontdekt door de Zweedse apotheker Carl Wilhelm Scheele. Hij kreeg zuurstof in 1771 door kwikoxide en enkele nitraten te verhitten. Scheele noemde het gas "vuurlucht", omdat het het enige bekende gas was dat verbranding mogelijk maakte (gassen werden in die tijd "lucht" genoemd). Hij publiceerde zijn ontdekking in 1777.
Op 1 augustus 1774 richtte de Britse geestelijke Joseph Priestley zonlicht op kwikoxide in een glazen buis. Uit dit experiment kreeg hij een gas dat hij "gedeflogiseerde lucht" noemde. Hij ontdekte dat kaarsen helderder brandden in het gas en dat een muis langer leefde terwijl hij het inademde. Na het inademen van het gas zei Priestley dat het aanvoelde als normale lucht, maar dat zijn longen daarna lichter en gemakkelijker aanvoelden. Zijn bevindingen werden gepubliceerd in 1775. Omdat zijn bevindingen als eerste werden gepubliceerd, wordt vaak gezegd dat hij zuurstof heeft ontdekt.
De Franse scheikundige Antoine Lavoisier zei later dat hij de stof ook had ontdekt. Priestley bezocht hem in 1774 en vertelde hem over zijn experiment. Scheele stuurde in dat jaar ook een brief aan Lavoisier waarin hij sprak over zijn ontdekking.
Het onderzoek van Lavoisier
Lavoisier deed de eerste belangrijke experimenten met betrekking tot oxidatie. Hij was de eerste die uitlegde hoe verbranding werkt. Hij gebruikte deze en andere experimenten om het ongelijk van de phlogiston-theorie aan te tonen. Hij probeerde ook te bewijzen dat de door Priestley en Scheele ontdekte stof een chemisch element was.
In een experiment stelde Lavoisier vast dat het gewicht niet toenam wanneer tin en lucht in een gesloten vat werden verwarmd. Hij stelde ook vast dat er lucht binnenstroomde wanneer de container werd geopend. Daarna stelde hij vast dat het gewicht van het tin evenveel was toegenomen als het gewicht van de binnenstromende lucht. Hij publiceerde zijn bevindingen in 1777. Hij schreef dat lucht bestond uit twee gassen. Het ene noemde hij "vitale lucht" (zuurstof), die nodig is voor verbranding en ademhaling. Het andere (stikstof) noemde hij "azote", wat in het Grieks "levenloos" betekent. (Dit is nog steeds de naam van stikstof in sommige talen, waaronder het Frans).
Lavoisier hernoemde "vitale lucht" tot "oxygène", van Griekse woorden die "zuur maken" of "producent van zuur" betekenen. Hij noemde het zo omdat hij dacht dat zuurstof in alle zuren zat, wat onjuist is. Later beseften chemici dat Lavoiser's naam voor het gas verkeerd was, maar de naam was toen al te algemeen om te veranderen.
"Zuurstof" werd de naam in de Engelse taal, ook al waren Engelse wetenschappers ertegen.
Latere geschiedenis
Volgens de atoomtheorie van John Dalton hadden alle elementen één atoom en waren atomen in verbindingen meestal alleen. Hij dacht bijvoorbeeld ten onrechte dat water (H2 O) alleen de formule HO had. In 1805 toonden Joseph Louis Gay-Lussac en Alexander von Humboldt aan dat water bestaat uit twee waterstofatomen en één zuurstofatoom. In 1811 stelde Amedeo Avogadro op basis van de wet van Avogadro correct vast waaruit water bestaat.
Tegen het einde van de 19e eeuw ontdekten wetenschappers dat lucht in een vloeistof kon worden omgezet en dat de verbindingen erin konden worden geïsoleerd door ze samen te persen en af te koelen. De Zwitserse scheikundige en natuurkundige Raoul Pictet ontdekte vloeibare zuurstof door zwaveldioxide te verdampen om kooldioxide vloeibaar te maken. Dit werd vervolgens ook verdampt om zuurstofgas af te koelen om het in een vloeistof te veranderen. Hij stuurde op 22 december 1877 een telegram naar de Franse Academie van Wetenschappen om hen van zijn ontdekking op de hoogte te brengen.
