oxigene

OXYGENE

Oxygène, élément gazeux, de symbole O, incolore, inodore et légèrement magnétique. L'oxygène est l'élément le plus abondant sur Terre. Il fut découvert en 1774 par le chimiste britannique Joseph Priestley et, indépendamment, par le chimiste suédois Carl Scheele. Le chimiste français Antoine Lavoisier, dans ses expériences sur la combustion, a montré que le dioxygène (O2) est un gaz diatomique.
Le dioxygène gazeux peut être condensé en un liquide bleuâtre fortement magnétique, puis en un solide bleuâtre par compression du liquide. La masse atomique de l'oxygène est égale à 15,9994. Le gaz bout, à pression atmosphérique, à -!182,96!°C, fond à -!218,4 °C et a une densité de 1,105 à 20 °C.
L'oxygène constitue 21 p. 100 en volume, ou 23,15 p. 100 en masse, de l'atmosphère terrestre, 85,8 p. 100 en masse des océans (88,8 p. 100 de l'eau correspond à de l'oxygène) et, comme élément constitutif de la plupart des minéraux, il représente 46,7 p. 100 en masse de la croûte terrestre solide. L'oxygène constitue également 60 p. 100 du corps humain. C'est un constituant vital de tous les tissus vivants : végétaux et animaux ont besoin de dioxygène, à l'état libre ou combiné, pour vivre.
On connaît trois molécules constituées uniquement d'oxygène : le dioxygène ordinaire, contenant deux atomes par molécule, de formule O2, l'ozone, dont les molécules sont triatomiques, de formule O3, et une structure bleuâtre, non magnétique, de formule O4, qui se décompose facilement en dioxygène ordinaire. Trois isotopes stables de l'oxygène sont connus. L'oxygène 16 (de masse atomique 16), le plus abondant, représente 99,76 p. 100 de l'oxygène ordinaire. Cet isotope a été utilisé pour la détermination des masses atomiques jusque dans les années 1960 .
Le dioxygène est préparé en laboratoire à partir de sels comme le chlorate de potassium, le peroxyde de baryum et le peroxyde de sodium. Les procédés industriels les plus importants pour la préparation de l'oxygène sont l'électrolyse de l'eau et la distillation fractionnée de l'air liquide. Dans ce dernier procédé, l'air est liquéfié puis évaporé. Dans l'air liquide, l'azote, plus volatil que l'oxygène, se vaporise avant l'oxygène. Ce dernier est stocké et conditionné sous forme liquide ou gazeuse.
L'oxygène est un constituant de nombreux composés organiques et minéraux. Il forme des composés appelés oxydes avec presque tous les éléments, y compris certains gaz rares. Une réaction chimique qui produit un oxyde est appelée oxydation. Une combustion ordinaire est une forme très rapide d'oxydation. Dans une combustion spontanée, la chaleur dégagée par une réaction d'oxydation est suffisamment importante pour que la température atteigne le point d'inflammation d'une substance. Par exemple, le phosphore réagit si violemment avec le dioxygène que la chaleur de la réaction correspondante le fait fondre. Certaines poudres finement divisées ont une surface de contact avec l'air tellement importante qu'elles s'enflamment par combustion spontanée. Ce sont des substances pyrophores. Le soufre, l'hydrogène, le sodium et le magnésium réagissent moins violemment avec le dioxygène et ne brûlent que dans certaines conditions. Certains éléments, comme le cuivre et le mercure, forment lentement des oxydes, même lorsqu'ils sont chauffés. Des métaux inactifs, comme le platine, l'iridium et l'or, ne peuvent former des oxydes que par des voies indirectes. Se reporter aux articles spécifiques des éléments pour obtenir des informations complémentaires sur leurs oxydes.
De grandes quantités de dioxygène sont utilisées pour les chalumeaux de soudure (voir soudage) à haute température, dans lesquels un mélange de dioxygène et d'un autre gaz brûlent avec une flamme de température nettement supérieure à celle de la flamme obtenue en brûlant les gaz dans l'air. On fournit du dioxygène aux malades dont la respiration est altérée et aux personnes à haute altitude, où la faible concentration en dioxygène ne peut suffire pour une respiration normale. On utilise de l'air enrichi en dioxygène dans les foyers des fours employés dans la production de l'acier.
Le dioxygène de grande pureté est utilisé dans les industries de fabrication de métaux et il est d'une grande importance comme propergol liquide de missiles guidés et de fusées.