L’oxygène est un élément chimique – une substance qui ne contient qu’un seul type d’atome. Son symbole chimique officiel est O et son numéro atomique est 8, ce qui signifie qu’un atome d’oxygène a huit protons dans son noyau. L’oxygène est un gaz à température ambiante et n’a ni couleur, ni odeur, ni goût. L’oxygène se trouve naturellement sous forme de molécule. Deux atomes d’oxygène se lient fortement avec une double liaison covalente pour former du dioxygène ou de l’O2.
Ozone
L’ozone est une autre forme d’oxygène pur. Il se forme dans la stratosphère terrestre. La lumière ultraviolette (UV) divise les molécules d’O2 en atomes d’oxygène simples. Les atomes d’oxygène uniques se fixent sur les molécules d’O2 pour former de l’O3 (la formule chimique de l’ozone). La stratosphère a des concentrations plus élevées d’O3 parce qu’il y a plus d’UV présents. La couche d’ozone filtre les UV, ce qui réduit la possibilité de diviser les molécules d’O2 dans la basse atmosphère (troposphère), où nous vivons. L’ozone peut encore se former dans la troposphère lorsque l’O2 est soumis à une chaleur et à une pression élevées. Les moteurs de voiture ont les bonnes conditions pour produire de l’ozone, qui est une toxine, de sorte que les voitures modernes utilisent des convertisseurs catalytiques pour convertir l’O3 en O2.
Oxygène liquide et oxygène solide
Lorsque l’oxygène est refroidi à -183 ℃, il devient liquide. L’oxygène liquide est utilisé comme propulseur pour les fusées, y compris la fusée Electron du Rocket Lab. L’oxygène devient solide à des températures inférieures à -218,79 ℃. Tant à l’état liquide qu’à l’état solide, les substances sont claires avec une couleur bleu ciel clair.
Occurrence
L’oxygène est partout!
- C’est le troisième élément le plus abondant de l’univers après l’hydrogène et l’hélium.
- C’est l’élément le plus abondant en masse dans la croûte terrestre. L’oxygène forme des composés avec du silicium et d’autres atomes pour former des minéraux comme le quartz et le sable.
- C’est le deuxième gaz le plus abondant dans l’atmosphère. Environ 21% de l’air est de l’oxygène. Cependant, l’oxygène est très réactif. Il se combine facilement avec d’autres éléments. Il est reconstitué par des plantes et d’autres organismes photosynthétiques.
- L’oxygène constitue également la majeure partie des océans terrestres en masse. Une molécule d’eau (H2O) est composée de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène. Bien qu’il y ait plus d’atomes d’hydrogène dans l’eau, l’hydrogène a moins de masse. En masse, l’eau se compose de près de 90% d’oxygène.
- C’est l’élément le plus abondant dans le corps humain (en masse) car notre corps est composé à 70% d’eau.
L’oxygène signifie la vie
L’oxygène est vital pour la vie. La plupart des êtres vivants utilisent l’oxygène pour la respiration cellulaire – le processus par lequel les cellules obtiennent de l’énergie. Les humains et les autres animaux terrestres respirent de l’oxygène (dans le cadre de l’air) dans les poumons. Ici, il est absorbé dans le sang et transporté vers les cellules du corps. Les poissons utilisent des branchies pour obtenir de l’oxygène dissous dans l’eau. Les insectes obtiennent leur oxygène par de petites ouvertures externes appelées spiracles, qui mènent à un réseau de tubes appelés trachée.
Les plantes utilisent également l’oxygène pour la respiration cellulaire. Dans un processus séparé – la photosynthèse – les plantes absorbent le dioxyde de carbone et donnent de l’oxygène. En basse lumière, le taux de photosynthèse est inférieur au taux de respiration. En pleine lumière, le taux de photosynthèse est supérieur au taux de respiration et plus d’oxygène est produit que celui utilisé. L’excès d’oxygène est libéré dans l’atmosphère.
Nature de la science
Les mots que nous utilisons tous les jours peuvent avoir différentes significations en science. « Respiration » est couramment utilisé pour signifier la respiration – l’inhalation et l’expiration de l’air. En biologie, la respiration cellulaire fait référence aux réactions chimiques dans les cellules qui libèrent de l’énergie des aliments. Il est important de discuter de mots comme la respiration pour éviter les idées fausses.
Combustion
L’oxygène, lui-même, ne brûle pas, mais il est nécessaire à la combustion. L’oxygène est l’une des trois composantes du triangle de feu. Le carburant et la chaleur sont les deux autres composants. La chaleur générée par le combustible alimente le feu. Tant qu’il y aura suffisamment de carburant et d’oxygène, un feu continuera de brûler. Les extincteurs à base d’eau fonctionnent en éliminant la chaleur du feu. Les extincteurs à dioxyde de carbone et à produits chimiques secs étouffent le feu – coupant l’approvisionnement en oxygène.
Idées d’activités
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Liens utiles
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