Par Doug Leenhouts
Mis à jour le 24 mars 2022
L'oxygène est un élément qui peut exister sous forme solide, liquide ou gazeuse en fonction de la température et de la pression. Dans l’atmosphère, on le trouve sous forme de gaz, plus précisément sous forme de molécule diatomique (O₂). Les atomes d'oxygène élémentaires et l'oxygène gazeux sont des substances réactives essentielles à la vie sur Terre.
L'oxygène gazeux, ou dioxygène, est le deuxième élément le plus abondant dans l'atmosphère terrestre, constituant 21 % de l'air que nous respirons, après l'azote (78 %). L'oxygène pur a une densité de 1,105, ce qui signifie qu'il coulerait par rapport au reste de l'atmosphère sans le vent ou la convection. ligas.com
L'oxygène gazeux réagit avec pratiquement tous les éléments, à l'exception des gaz rares, formant des oxydes. Pour les métaux tels que le magnésium, l'oxydation se produit à des températures et des pressions standard, tandis que les éléments plus lourds nécessitent des températures et des pressions élevées pour induire l'oxydation. L'oxygène est essentiel à la combustion, même si le gaz lui-même est ininflammable. De nombreux processus de traitement thermique industriels dépendent de l'oxygène en bouteille pour augmenter les températures de combustion.
L'eau contient environ 85 % d'oxygène en masse, malgré sa formule H₂O. Le corps humain contient environ 60 % d’oxygène, c’est pourquoi les astronomes considèrent l’oxygène atmosphérique comme une biosignature potentielle. Les oxydes représentent environ 46 % de la croûte terrestre. Dans l’atmosphère, l’oxygène existe sous forme d’O₂ diatomique et d’ozone allotrope (O₃). La couche d'ozone n'a qu'environ 3 mm d'épaisseur et son appauvrissement est aggravé par les émissions de chlorofluorocarbones.
L'oxygène gazeux est incolore, inodore et insipide; l'ozone et l'oxygène liquide affichent une teinte bleu pâle. Le point d’ébullition de l’ozone est de 161,3 K contre 90,2 K pour O₂ ; son point de fusion est de 80,7 K, contre 54,36 K pour O₂. L'ozone est plus dense (2,144 gL⁻¹) que l'O₂ (1,429 gL⁻¹). Alors que l'oxygène est vital pour la respiration et le métabolisme, l'ozone est un puissant oxydant et toxique à des concentrations élevées.