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Définition de dioxygène

Que signifie dioxygène ?

Définition dioxygène:

Le dioxygène est un gaz, vulgairement appelé "oxygène", l'oxydant le plus utilisé par les organismes vivants. La molécule de dioxygène est produite par les végétaux chlorophylliens quand ils sont éclairés mais il est consommé au cours des phénomènes respiratoires de l'air et de fermentation des matières énergétiques.

Une molécule de dioxygène:
molécule de dioxygène
La molécule de dioxygène a pour formule chimique moléculaire O2.


Généralités sur le dioxygène O2:

Le dioxygène, oxygène moléculaire ou oxygène gazeux (généralement appelé seulement oxygène) est une molécule diatomique composée de deux atomes d'oxygène. C'est un gaz (dans des conditions normales de pression et de température), incolore, inodore et insipide.

Il existe une autre variété allotropique d'oxygène formée par trois atomes: O3, appelé ozone, dont la présence dans l'atmosphère protège la Terre de l'incidence des rayons ultraviolets du Soleil.

Le dioxygène liquide et solide a une légère coloration bleutée et dans les deux cas, il est très paramagnétique. Le dioxygène liquide est habituellement obtenu par distillation fractionnée d'air liquide avec de l'azote. À l'échelle industrielle, il est obtenu par distillation fractionnée de l'air liquide.

Le dioxygène réagit pratiquement avec tous les métaux (sauf les métaux nobles) provoquant la corrosion par oxydation.

Le dioxygène de l'atmosphère en milieu terrestre provient du mécanisme de photosynthèse. Le dioxygène constitue 21% de l'air atmosphérique (l'ensemble des gaz qui forment l'atmosphère que nous respirons), 78% du reste de l'air est constitué de diazote (vulgairement appelé azote), le 1% qui reste est une infime proportion de gaz rares.

Voir photosynthèse et dioxyde de carbone, mais aussi l'oxygénase et la dioxygénase, et le cycle de l'oxygène, les besoins en oxygène, la consommation d'oxygène, le déficit en oxygène, le dégagement d'oxygène, la demande chimique d'oxygène, la demande d'oxygène pour la nitrification, l'oxygène dissous et la sursaturation en oxygène. Dans toutes ces expressions, le terme "oxygène" est à comprendre comme "dioxygène".


Applications:

La principale utilisation de l'oxygène, l'oxygène liquide est utilisé dans les moteurs de propulsion de fusée, tandis que dans les processus industriels et dans le transport de l'oxygène pour la combustion est prise directement de l'air. D'autres applications industrielles sont le soudage et la fabrication d'acier et de méthanol.

Le médicament utilise également le dioxygène en le fournissant en complément des patients souffrant de difficultés respiratoires; et les bouteilles d'oxygène sont utilisées dans diverses activités sportives telles que la plongée ou le travail, dans le cas d'accès à des espaces fermés ou mal ventilés avec des atmosphères contaminées (nettoyage interne des dépôts, travaux dans les salles de peinture, etc.)

Le dioxygène provoque une réponse d'euphorie chez ceux qui l'inhalent, donc historiquement il a été utilisé comme un divertimento, une pratique qui persiste aujourd'hui. Au 19e siècle, il a également été utilisé, mélangé à l'oxyde nitreux, comme analgésique.


Histoire:

Le dioxygène est un nom donné par Lavoisier en 1774, qui s'est finalement révélé inexact dans la mesure où il y a de nombreux acides qui ne contiennent pas d'oxygène qui a été découvert par le pharmacien suédois Carl Wilhelm Scheele en 1771, mais son travail n'a pas été immédiatement reconnu et est parfois attribué à Joseph Priestley qui l'a découvert de façon indépendante le 1er août 1774.


Photosynthèse et respiration:

Le dioxygène est libéré par les bactéries photosynthétiques, les algues et les plantes par photosynthèse. Dans le processus inverse, les organismes aérobies par la respiration utilisent le dioxygène pour convertir les nutriments en énergie (ATP). La diminution de dioxygène provoque une hypoxémie et son absence totale l'anoxie, ce qui peut entraîner la mort de l'organisme.

Dans la nature, le dioxygène non combiné est produit par la photodécomposition de l'eau pendant la photosynthèse. Selon certaines estimations, les algues vertes et les cyanobactéries provenant des milieux marins fournissent environ 70% de celles produites sur Terre, et les plantes terrestres, le reste. D'autres chercheurs estiment que la contribution de l'océan à l'oxygène atmosphérique est encore plus grande, tandis que d'autres la placent en dessous, à environ 45% de l'oxygène atmosphérique total de la planète chaque année.

L'évolution photolytique du dioxygène se produit dans les membranes thylacoïdes des organismes photosynthétiques et nécessite l'énergie de quatre photons. De nombreux processus sont impliqués, mais le résultat est la formation d'un gradient d'un proton à travers la membrane thylacoïde, qui est utilisée pour synthétiser l'adénosine triphosphate (ATP) par photophosphorylation. L'O2 restant après l'oxydation de la molécule d'eau est relâché dans l'atmosphère.

Le dioxygène moléculaire est essentiel pour la respiration cellulaire dans tous les organismes aérobies, puisque les mitochondries l'utilisent pour aider à générer l'adénosine triphosphate pendant la phosphorylation oxydative.

Chez les vertébrés, O2 diffuse à travers les membranes pulmonaires aux globules rouges. L'hémoglobine enveloppe O2 en changeant sa couleur du rouge bleuté au rouge vif (le CO2 est libéré d'une autre partie de l'hémoglobine par l'effet Bohr). D'autres animaux utilisent l'hémocyanine (mollusques et certains arthropodes) ou l'héméritrine (araignées et criquets). Un litre de sang peut dissoudre 200 cm3 d'O2.

Les espèces réactives du dioxygène, telles que l'ion superoxyde (O2-) et le peroxyde d'Hydrogène, sont des sous-produits dangereux de l'utilisation de l'oxygène dans les organismes. Certaines parties du système immunitaire des organismes plus avancés, cependant, créent du peroxyde, du superoxyde et de l'oxygène singulet pour tuer les microbes envahisseurs. Les espèces réactives du dioxygène jouent également un rôle important dans la réponse hypersensible des plantes contre les attaques pathogènes.

Un adulte humain au repos respire 1,8 à 2,4 grammes de dioxygène par minute. La quantité inhalée par toutes les personnes sur la planète, ce qui fait un total de 6 000 millions de tonnes de dioxygène par an.


Dioxygène dans le corps:

La teneur en dioxygène dans le corps d'un être vivant est normalement plus élevée dans le système respiratoire et diminue dans tout système artériel, les tissus périphériques et le système veineux, respectivement. La teneur en dioxygène dans ce sens est habituellement donnée comme pression partielle, qui est la pression que le dioxygène aurait si il occupait le volume des veines par lui-même.


accumulation dans l'atmosphère:

L'oxygène gazeux non combiné était presque inexistant dans l'atmosphère terrestre avant l'évolution des bactéries photosynthétiques et des archéobactéries. Il est apparu pour la première fois en quantités significatives au Paléoprotérozoïque (il y a environ 2500 et 1600 millions d'années). Initialement, le dioxygène a été combiné avec du fer dissous dans les océans pour créer des formations de fer rubanées. Les océans ont commencé à expirer du dioxygène il n'y a pas 2 700 millions d'années, atteignant 10% de son niveau actuel il y a environ 1700 millions d'années.

La présence de grandes quantités d'oxygène non combiné dissous dans les océans et l'atmosphère a pu conduire à l'extinction de la plupart des organismes anaérobies qui vivaient alors, lors de la Grande Oxydation (catastrophe de l'oxygène) il y a environ 2400 millions d'années. Cependant, l'utilisation d'O2 dans la respiration cellulaire permet aux organismes aérobies de produire beaucoup plus d'ATP que les anaérobies, aidant les premiers à dominer la biosphère de la Terre. La photosynthèse et la respiration cellulaire de l'O2 ont permis l'évolution des cellules eucaryotes et, enfin, l'apparition d'organismes multicellulaires complexes tels que les plantes et les animaux.

Depuis le début de la période cambrienne il y a 540 millions d'années, les niveaux d'O2 ont fluctué entre 15% et 30% en volume. Vers la fin du carbonifère (il y a environ 300 millions d'années) le niveau d'O2 dans l'atmosphère a atteint un volume maximum de 35%, ce qui peut avoir contribué à la grande taille des insectes et des amphibiens.

L'activité humaine, y compris la combustion de 7 000 millions de tonnes de combustibles fossiles chaque année, a eu un très faible impact sur la quantité d'oxygène combinée dans l'atmosphère. Avec les niveaux actuels de photosynthèse, il faudrait environ 2000 ans pour régénérer la quantité totale de O2 dans l'atmosphère actuelle.


Précautions:

Les atmosphères riches en oxygène gazeux en présence de matériaux combustibles sont susceptibles de provoquer des incendies qui se propagent très rapidement ainsi que des explosions. La même chose se produit si les sources de dioxygène sont les chlorates, les perchlorates, les dichromates, etc.; Ces composés à fort pouvoir oxydant peuvent également provoquer des brûlures chimiques.

Voir les synonymes de dioxygène.
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