Quelle est la proportion de dioxygène dans l'air ?

Si vous vous rappelez un minimum de vos cours de physique-chimie, vous vous souvenez que parmi les gaz qui composent l’atmosphère et l’air que nous respirons, il y a le dioxygène (O2). On dit souvent que l’oxygène est nécessaire à la vie, or c’est le dioxygène. Alors quelle est donc cette molécule qui entre en jeu à chaque respiration ? Revenons à ce que nous avons tous appris à l’école il y a quelques années… et recollons les morceaux.

Le dioxygène, un gaz nécessaire à la vie et à la respiration

Rappels utiles sur le dioxygène

La plupart d’entre nous sommes au courant que pendant la respiration, les gaz qui sortent de notre corps sont différents de ceux qui y entrent. Le dioxyde de carbone que nous émettons est ainsi bien connu, on le met d’ailleurs en cause parmi les principaux gaz à effet de serre (même si ce n’est pas par la respiration que l’humain émet le plus de dioxyde de carbone).

Revenons aux bases de la chimie. Le dioxygène est un gaz à la fois incolore et inodore qui est composé qu’une molécule elle-même formée de deux atomes d'oxygène (O2).

On sait aussi qu’au travers de la photosynthèse, les végétaux (plantes, arbres, feuilles et autres espèces végétales essentiellement de couleur verte) produisent ces molécules de dioxygène.

Vous ne connaissez peut-être pas toutes ses caractéristiques, pourtant le dioxygène est partout tout autour de vous… et même à l’intérieur !

L’atome d’oxygène, jamais seul !

Quand parle d’oxygène dans l’atmosphère ou la respiration, c’est un abus de langage. On parle en réalité de dioxygène. C’est donc ce gaz que nous respirons car c’est sous cette forme que se trouve l’oxygène dans l’air.

En effet, pour mieux comprendre cette information (que nous avons toutes et tous vu en cours mais que nous sommes beaucoup à avoir oublié), il faut savoir que si l'atome d'oxygène est en effet très présent sur Terre, il n’est jamais seul. On retrouve toujours dans l’atmosphère l’atome d’oxygène associé à d'autres atomes formant des molécules.

Ainsi, dans l'air (nécessaire à la respiration), on trouve le dioxygène O2, le dioxyde de carbone CO2 ainsi que l'ozone 03. Mais dans l'eau, c’est différent puisque la molécule d'eau (H2O) est un alliage contenant 1 atome d'oxygène associé à 2 autres atomes d'hydrogène.

Notez que le dioxygène est également le comburant obligatoire pour toute combustion : en effet, le dioxygène est le seul gaz présent dans l’atmosphère capable de permettre les combustions.

Voilà pour les rappels de ce que nous avons appris il y a de longues années pour certaines et certaines d’entre nous !

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Pourquoi le dioxygène est-il nécessaire à la respiration (et à la vie) ?

Si le dioxygène est un gaz indispensable au bon fonctionnement de l'organisme humain (parmi d’autres), c’est parce que nos cellules en consomment en continu et encore plus au cours d'efforts physiques. Le corps va donc chercher de manière inconsciente et automatique le dioxygène dans l’atmosphère au travers de la respiration.

En effet, le dioxygène a été qualifié de « gaz vital » par Robert Boyle en 1658 car il est prélevé dans l’air à chaque respiration et qu’il alimente chacun de nos organes en permanence. Sans dioxygène pendant une période prolongée (en restant sous l’eau par exemple), c’est l’asphyxie qui nous guette, et donc, la mort.

Cela fait des millions d’années que les êtres vivants de la Terre utilisent les molécules de dioxygène pour vivre et se développer. Cela fait aussi des millions d’années que les végétaux s’assurent de la production et de l’émission de dioxygène dans l’atmosphère.

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Combien y’a-t-il de dioxygène dans l’air ?

Comment détecter la présence de dioxyde de carbone et de dioxygène ?

Voyons qui suivait à l’école il y a des années quand il fallait détecter la présence de dioxygène dans l’atmosphère ! Pour identifier la présence les gaz présents dans l’air que sont le dioxyde de carbone et le dioxygène, vous avez besoin d’eau de chaux… et d’un fusain incandescent.

Si vous vous rappelez l’expérience, l’eau de chaux de trouble en présence de dioxyde de carbone tandis que la présence de la molécule de dioxygène peut être identifiée par un morceau de fusain incandescent.

Mais intéressons-nous enfin au sujet principal de cet article : la quantité de dioxygène présente dans l’air.

La part du dioxygène parmi les différents gaz de l’atmosphère

Nous l’avons vu, l’air que nous respirons est un mélange de plusieurs gaz. En volume, on retrouve 21 % de dioxygène (20,95 % plus exactement), 78 % de diazote et 1 % d’autres gaz comme la vapeur d’eau, l’ozone, le méthane ou encore le dioxyde de carbone. En volume, la part de dioxygène dans l’air est donc minoritaire. Pourtant, c’est bien la présence de ce gaz dans l’atmosphère qui permet la respiration et donc, la vie.

Mais cela n’a pas toujours été le cas. Le dioxygène n’est en effet abondant dans l’atmosphère que depuis la Grande Oxydation qui s’est produite il y a environ 2,4 milliards d'années.

Ce que l’on appelle encore aujourd’hui “oxygène” et qu’on désigne comme le gaz nécessaire à la vie humain n’est donc pas l’oxygène, mais le dioxygène, alliage de 2 atomes d’oxygènes (O2). Bien que minoritaire en volume dans l’atmosphère, il est indispensable au principe de la respiration. Heureusement, les végétaux sont là pour en garantir la production !