Il diossigeno, un gas necessario per la vita e la respirazione
Richiami utili sul diossigeno
La maggior parte di noi è consapevole che quando respiriamo, i gas che lasciano il nostro corpo sono diversi da quelli che entrano. Il diossido di carbonio che emettiamo è ben noto, ed è uno dei principali gas a effetto serra (anche se non è attraverso la respirazione che gli esseri umani emettono la maggior parte di anidride carbonica).
Torniamo alle basi della chimica. Il diossigeno è un gas incolore e inodore composto da una molecola formata da due atomi di ossigeno (O2).
Sappiamo anche che attraverso la fotosintesi, le piante (piante, alberi, foglie e altre specie vegetali di colore prevalentemente verde) producono queste molecole di ossigeno.
Forse non conosci tutte le sue caratteristiche, ma l'ossigeno si trova ovunque intorno a te… e anche dentro di te!
L'atomo di ossigeno, mai da solo!
Quando si parla di ossigeno nell'atmosfera o di respirazione, usiamo questo termine in modo inappropriato. In realtà stiamo parlando di diossigeno, è questo il gas che respiriamo perché è sotto forma di due atomi di ossigeno che esso si trova nell'aria.
Per capire meglio di cosa stiamo parlando (l’abbiamo studiato tutti a scuola, ma sicuramente in molti abbiamo dimenticato), bisogna sapere che anche se l'atomo di ossigeno è effettivamente molto presente sulla Terra, non è mai solo. L'atomo di ossigeno si trova sempre nell'atmosfera insieme ad altri atomi che formano molecole.
Così, nell'aria (necessaria alla respirazione), troviamo diossigeno O2, anidride carbonica CO2 e ozono O3. Nell'acqua invece è diverso perché la molecola d'acqua (H2O) è una lega che contiene 1 atomo di ossigeno associato ad altri 2 atomi di idrogeno.
Si noti che l'ossigeno è anche l'ossidante necessario a tutte le combustioni: in effetti, l'ossigeno è l'unico gas presente nell'atmosfera capace di permettere le combustioni.
Finita qui la lezione di richiamo delle lezioni di chimica del liceo.
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Perché l'ossigeno è necessario per la respirazione (e per la vita)?
L'ossigeno è un gas essenziale per il buon funzionamento del corpo umano (tra gli altri) perché le nostre cellule lo consumano continuamente e ancora di più durante lo sforzo fisico. Il corpo cerca quindi inconsciamente e automaticamente l'ossigeno dall'atmosfera attraverso la respirazione.
In effetti, l'ossigeno è stato descritto come un "gas vitale" da Robert Boyle nel 1658 perché viene assunto dall'aria ad ogni respiro e alimenta tutti gli organi del corpo costantemente. Senza ossigeno per un periodo di tempo prolungato (per esempio sott'acqua), si può incorrere in asfissia e dunque, nella morte.
Per milioni di anni, gli esseri viventi sulla Terra hanno utilizzato le molecole di ossigeno per vivere e crescere. Per milioni di anni, le piante sono state anche responsabili della produzione e del rilascio di diossigeno nell'atmosfera.
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Quanto diossigeno c'è nell'aria?
Come rilevare la presenza di diossido di carbonio e di diossigeno?
Ora sapremo chi seguiva le lezioni di chimica a scuola e sa quando bisognava rilevare la presenza di diossigeno nell'atmosfera! Per identificare la presenza dei gas anidride carbonica e diossigeno nell'aria, serve acqua calcarea e un carboncino incandescente.
Se ricordi l'esperimento, l'acqua calcarea diventa torbida in presenza di anidride carbonica mentre la presenza della molecola di diossigeno può essere identificata da un pezzo di carbone incandescente.
Ma passiamo all'argomento principale di questo articolo: la quantità di diossigeno nell'aria.
La parte di diossigeno tra i vari gas dell'atmosfera
Come abbiamo visto, l'aria che respiriamo è una miscela di diversi gas. In termini di volume, il 21% è diossigeno (20,95% per essere esatti), il 78% è azoto e l'1% è composto da altri gas come il vapore acqueo, l'ozono, il metano e l'anidride carbonica. In termini di volume, la proporzione di diossigeno nell'aria è quindi minoritaria. Tuttavia, è la presenza di questo gas nell'atmosfera che permette la respirazione e quindi la vita.
Ma non è sempre stato così. L'ossigeno è stato abbondante nell'atmosfera solo dopo la Grande Ossidazione, avvenuta circa 2,4 miliardi di anni fa.
Quello che ancora oggi chiamiamo "ossigeno" e che viene indicato come il gas necessario alla vita umana non è quindi ossigeno, ma diossigeno, ovvero la combinazione di due atomi di ossigeno (O2). Sebbene sia una minoranza in termini di volume nell'atmosfera, è essenziale per il principio della respirazione. Per fortuna, le piante sono qui con noi sulla Terra e ne garantiscono la produzione!
