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Azote (N)
L'azote est le plus important constituant de l'air, et le 5e élément le plus abondant dans l'univers.continuer Azote (N)
L’élément oxygène est de loin le plus abondant des éléments sur cette Terre, puisqu’il constitue la moitié de la croûte terrestre. Nous vivons donc dans un monde hyperoxygéné. Mais la plus grande partie de ces atomes d’oxygène est emprisonnée dans les roches sous forme de silice (ou oxyde de silicium SiO2), d’où on ne peut pas l’extraire.
Le nom oxygène signifie «qui génère les acides» en grec. C’est pareil en allemand où l’oxygène se dit Sauerstoff, ce qui peut se traduire par «matière d’acide». Cette étymologie provient d’une erreur due à Lavoisier, le père de la chimie moderne. Ce dernier a cru que cet élément se trouvait dans tous les acides. C’est vrai pour la grande majorité d’entre eux, mais pas pour l’exception que constitue l’acide chlorhydrique HCl.
L’oxygène a donc été découvert dans les acides avant d’avoir été découvert dans l’air. En 1771, Scheele et Priestley calcinèrent en même temps du nitrate de potassium ou de l’oxyde de mercure, ce qui produit de l’oxygène O2, Mais ils n’ont pas compris que ce gaz était un élément. Ils crurent à tort avoir simplement réussi à faire de l’air vivifié. C’est Lavoisier qui a reconnu la nature élémentaire de l’oxygène, et qui a prouvé que l’air est un mélange de gaz.
L’air atmosphérique contient 21% de gaz O2, qui est indispensable à la respiration des êtres vivants. Mais ce pourcentage n’a pas toujours été pareil autrefois. Lors de la création de notre planète, il y a 4 à 5 milliards d’années, l’atmosphère ne contenait pas de O2 du tout. En effet, les roches les plus anciennes trouvées sur Terre, en Finlande ou dans le grand Nord canadien, contiennent du fer (sous forme de silicate) qui s’oxyde et rouille quand on les extrait de leur milieu naturel pour les exposer à l’air actuel. C’est la preuve qu’il n’y avait pas de gaz O2 sur Terre au moment de la formation de ces roches.
Le gaz O2 présent dans l’air est donc probablement issu en totalité de la photosynthèse. On sait que les algues et les plantes sont capables de capter le gaz carbonique CO2 sous l’influence de la lumière, pour retenir les atomes C, et rejeter les atomes d’oxygène sous forme de gaz O2. Le mécanisme précis de cette opération est encore mal connu, mais on sait qu’il se produit dans une sorte de cage cubique contenant quatre atomes de manganèse Mn.
Malgré la croyance populaire, il est tout à fait possible de vivre en respirant de l’oxygène O2 pur. Les soldats engagés dans les fortins de l’armée suisse s’entraînent tous à respirer de l’oxygène O2 pur, issu de bouteilles qu’ils portent sur le dos: leurs performances physiques n’en sont ni augmentées ni diminuées.
Les plongeurs en eau profonde doivent respirer de l’air comprimé, puisque la pression augmente de 1 bar chaque fois que l’on s’enfonce de 10 mètres sous l’eau. Mais au-delà d’une certaine profondeur, l’air comprimé que l’on respire n’est plus le mélange habituel à 4/5 N2 + 1/5 O2. On utilise des mélanges spéciaux à base d’Hélium et à faible teneur en O2.
L’oxygène O2 réagit avec pratiquement tous les autres éléments quand les conditions sont réunies, en formant des oxydes. Les réactions chimiques de l’oxygène O2 sont appelées oxydations. Si elles dégagent de la chaleur, elles sont dites combustions. La combustion d’un gaz est une flamme.
Soumis à des décharges électriques, le gaz O2 voit ses atomes se réorganiser trois par trois en formant un gaz nouveau, l’ozone O3. L’ozone a une odeur résineuse. Il est toxique à haute concentration. Il se décompose spontanément au bout d’environ 20 minutes. Les rayons cosmiques qui frappent la haute atmosphère, forment une couche d’ozone, qui a l’avantage d’arrêter une partie des rayons ultra-violets en provenance du soleil.

Pour découvrir les propriétés et les utilisations d'autres éléments chimiques, regarde notre dossier «Eléments chimiques au quotidien».
Texte: Maurice Cosandey et Rédaction SimplyScience.ch