OXYGÈNE
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Chimie de l'oxygène
L'oxygène est, sans aucun doute, l'un des éléments qui possèdent, tant dans le domaine de la chimie minérale que dans celui de la chimie organique, le plus grand nombre de composés dont plusieurs, en raison de leur spécificité ou de leur importance, sont décrits dans des rubriques particulières (eau, composés oxygénés de la chimie organique, etc.). L'action de l'oxygène a d'ailleurs donné naissance à des concepts fondamentaux en chimie tels que ceux d'oxydoréduction et de corrosion. On ne décrira ici que les propriétés générales des composés oxygénés en mentionnant certains d'entre eux qui font l'objet d'un intérêt scientifique ou industriel récent.
Réactions spécifiques du dioxygène gazeux
Dans le tableau périodique, l'oxygène occupe la tête de la colonne VI des éléments dits chalcogènes (générateurs de métaux). À ce titre, il présente, dans la majorité de ses combinaisons, le degré d'oxydation — 2, notion qui caractérise un gain de deux électrons et qui a été étendue à de nombreuses réactions. Lorsque les réactions ont lieu avec un fort dégagement de chaleur, on les qualifie de combustions, qui peuvent être vives (apparition d'une flamme) ou lentes. Rappelons quelques réactions parmi les plus spectaculaires :
– Les métaux alcalins et alcalino-terreux peuvent s'enflammer spontanément (surtout les alcalins) et fournissent des oxydes très stables et même réfractaires (MgO, CaO...).
– La plupart des métaux brûlent avec vivacité, et cela d'autant plus qu'ils sont finement divisés (Al, Cr, Mn, Fe, Co, Ni). Les métaux nobles ne sont, en revanche, pas attaqués directement, mais l'on parvient indirectement à leurs oxydes.
À l'exception des halogènes, les non-métaux brûlent dans le dioxygène ; le bore donne B2O5, le soufre SO2, le phosphore P2O5 (inflammation spontanée), le carbone CO qui s'oxyde en CO2, le sil [...]
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Écrit par :
- Robert CREUSE : chef du service information et gestion, direction des centres de recherche et de développement de la société Air liquide
- René NOTO : médecin-colonel, anesthésiste-réanimateur, chargé de l'enseignement de la médecine d'urgence et de la médecine de catastrophe au service de santé des armées
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« OXYGÈNE » est également traité dans :
AÉROBIOSE & ANAÉROBIOSE
L' aérobiose est la vie en présence d'air, l'anaérobiose est la vie en absence d'air. En fait, c'est la présence ou l'absence d'oxygène qui importe : certains organismes, dits aérobies stricts, ne peuvent vivre qu'en présence d'oxygène ; d'autres, dits anaérobies stricts, sont tués en présence d'oxygène ; enfin les organismes aérobies ou anaérobies facultatifs vivent, selon des modalités différent […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/aerobiose-et-anaerobiose/#i_470
AÉRONOMIE
Dans le chapitre « Formation de nouveaux constituants » : […] Comme le rayonnement solaire est capable de photodissocier et d'ioniser certains constituants atmosphériques, il est évident que les produits de ces processus peuvent réagir chimiquement avec d'autres composés et donner naissance à toute une chimie aéronomique qui est parfois difficile à réaliser au laboratoire, car les conditions de température et de pression rencontrées dans les diverses régio […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/aeronomie/#i_470
AIR
Dans le chapitre « L'air liquide » : […] L' air n'a pu être liquéfié avant que ne soient connues les pressions et températures critiques qui marquent les bornes théoriques au-delà desquelles un composé ne peut exister qu'à l'état gazeux. L'air étant un mélange, ces valeurs n'ont pas de sens strict ; mais, en fait, à une température supérieure à − 140 0 C, l'air n'est plus liquéfiable. Les premières gouttes d'air liquide ont été obtenues […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/air/#i_470
ANÉMIES
Dans le chapitre « Rappel physiologique » : […] Chaque globule rouge est un sac rempli quasi exclusivement d'hémoglobine. Les constituants des globules rouges autres que l'hémoglobine semblent n'avoir pour fonction que de protéger l'hémoglobine de l'oxydation. La fonction essentielle de l'hémoglobine est le transport de l'oxygène. Il est donc logique que la baisse de la pression partielle en oxygène au niveau des tissus – mesurée physiologiqu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/anemies/#i_470
ANTIANGOREUX
Les médicaments qui appartiennent à plusieurs classes chimiques concourant, par des mécanismes parfois multiples, à s'opposer à la crise d'angor, ou angine de poitrine ou coronarite, sont appelés antiangoreux. La coronarite résulte d'une anoxie brutale et transitoire qui traduit un déséquilibre entre les besoins en oxygène du muscle cardiaque (myocarde) et les apports de sang oxygéné réalisés par […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/antiangoreux/#i_470
ANTIOXYGÈNES
Le terme « antioxygène » désigne des substances qui, ajoutées à faible dose à des matières spontanément oxydables à l'air, sont capables d'empêcher l'action de l' oxygène libre, communément appelée autoxydation. Du point de vue de la terminologie, on a successivement utilisé les termes « inhibiteurs », « antioxydants », puis « antioxygènes ». Le premier de ces mots a le défaut d'être vague ; le s […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/antioxygenes/#i_470
ATMOSPHÈRE - Chimie
Dans le chapitre « Atmosphère pure et sèche » : […] On sait depuis plus d'un siècle que l'air pur et sec soumis à une décharge électrique produit de l'ozone par dissociation de l'oxygène. Dans l'atmosphère, le même phénomène apparaît sous l'effet du rayonnement ultraviolet solaire . On a successivement la photodissociation de O 2 (coefficient J 2 ), la reformation possible de O 2 (coefficient k 1 ) à haute altitude, au-delà de 70 km, la format […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/atmosphere-chimie/#i_470
AZOTE
Dans le chapitre « Action de l'azote sur les éléments non métalliques » : […] La réaction la plus importante avec les corps simples est la formation d'ammoniac par action de l' hydrogène sous pression en présence d'un catalyseur, généralement à base de fer, qui s'effectue dès 250 0 C : Bien que le rendement soit relativement faible, sauf pour des pressions atteignant quelques milliers d'atmosphères, c'est la méthode qui est utilisée industriellement pour la préparation d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/azote/#i_470
BATHYSONDE
La bathysonde (ou sonde C.T.D.), outil de base de l'océanographie, mesure la température (T), la conductivité (C), qui informe sur la salinité ambiante, et parfois le taux d'oxygène dissous en fonction de la pression, que l'on interprète comme une profondeur (D pour depth ). Sa technologie a considérablement évolué avec les progrès de l'électronique. Ces derniers, en particulier l'augmentation imp […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/bathysonde/#i_470
CAILLETET LOUIS PAUL (1832-1913)
Physicien, industriel et inventeur français, Louis Paul Cailletet est né à Châtillon-sur-Seine le 21 septembre 1832 et mort à Paris le 5 janvier 1913. Fils d'un métallurgiste de la Côte-d'Or, Cailletet dirige d'abord les forges familiales tout en étudiant les propriétés physiques et chimiques du fer. Ses travaux les plus remarquables concernent la liquéfaction des gaz. Les nombreux essais de liqué […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/louis-paul-cailletet/#i_470
CERVEAU HUMAIN
Dans le chapitre « Événements mesurables de l'activité cérébrale » : […] L'exécution d'une fonction cérébrale repose sur une séquence temporelle d'activités de cellules nerveuses, les neurones, agencées en réseau, dans lequel elles sont reliées par des jonctions appelées synapses. Schématiquement, des trains potentiels d'action parcourant des groupes de neurones entraînent la libération de médiateurs chimiques agissant au niveau des synapses comme neurotransmetteurs. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cerveau-humain/#i_470
CHIMIE - Histoire
Dans le chapitre « La détermination des masses atomiques » : […] Laborieuse tâche fondamentale qu'accomplirent les chimistes du xix e siècle, la détermination des masses atomiques fut d'abord l'œuvre de Berzelius dont la méticuleuse précision et l'opiniâtreté analytique ont été un modèle éclatant. Il fut l'initiateur du symbolisme des formules de constitution dont l'écriture ainsi abrégée est d'un si grand secours pour l'intellect des chimistes modernes. Il […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chimie-histoire/#i_470
CHIMIE THÉORIQUE
Dans le chapitre « Le paramagnétisme de la molécule d'oxygène » : […] En très grande majorité, les molécules sont neutres au point de vue magnétique. Placées dans un champ magnétique externe, elles développent seulement un petit moment magnétique induit qui s'oppose à la direction du champ. Cependant, certaines molécules se comportent comme de véritables petits aimants : elles possèdent un moment magnétique permanent. C'est le cas de la molécule d'oxygène O 2 : un […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chimie-theorique/#i_470
COORDINATION (chimie) - Chimie de coordination
Dans le chapitre « États d'oxydation, coordinences et ligands non usuels » : […] La chimie de coordination a puisé une part importante de sa dynamique dans la recherche des moyens propres à stabiliser des états d'oxydation particuliers et des états de coordinences non usuelles. Une partie de ce qui précède illustre les très nombreuses possibilités de stabilisation d'états d'oxydation faibles. En ce qui concerne les états d'oxydation élevés des métaux, on sait qu'ils sont souv […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/coordination-chimie-chimie-de-coordination/#i_470
CORROSION
Dans le chapitre « Lois cinétiques d'oxydation des métaux » : […] Le paramètre important pour étudier quantitativement les phénomènes d' oxydation est la variation de l'épaisseur Δ e de la couche d' oxyde ou la variation Δ m du poids de l'échantillon en fonction du temps t pour une température et une pression données. Plusieurs théories (Wagner, Mott et Cabrera, Hauffe et Ilschner) ont été proposées pour traduire quantitativement l'oxydation des métaux. Dive […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/corrosion/#i_470
CYCLES BIOGÉOCHIMIQUES
Dans le chapitre « L'hydrogène, l'oxygène et l'eau » : […] Si l'hydrogène (H) est l'élément le plus abondant de la biosphère, il n'apparaît qu'exceptionnellement à l'état libre, au sein de quelques fermentations bactériennes, bien qu'il soit le vecteur essentiel de la bioénergétique : photosynthèse, respiration, fermentation. En fait, l'hydrogène s'identifie écologiquement à sa forme oxydée, l'eau (H 2 O), ce qui implique un autre élément gazeux, l'oxygèn […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cycles-biogeochimiques/#i_470
DALTON JOHN (1766-1844)
Dans le chapitre « Les origines de la théorie de Dalton » : […] Dans la tradition de Gassendi, Boyle et Newton, les chimistes du xviii e siècle tenaient pour acquise l'atomisticité de la matière. Ils pensaient que les atomes étaient tous identiques en nature, mais qu'ils pouvaient différer dans leur forme. Les substances composées résultaient d'arrangements différents des atomes. Ils attendaient d'un second Newton la découverte des lois régissant les forces i […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/john-dalton/#i_470
ÉCHANGES GAZEUX CHEZ LES PLANTES - (repères chronologiques)
1652 J. B. van Helmont, observant que la masse d'une plante augmente sans que celle du sol qui la porte diminue, met en question la théorie selon laquelle la matière végétale provient de l'incorporation de « l'humus » du sol (l'eau d'arrosage pourrait participer à 1'augmentation du poids des plantes). 1727 S. Hales établit que les plantes, comme les animaux, sont le siège d'échanges gazeux ; « l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/echanges-gazeux-chez-les-plantes-reperes-chronologiques/#i_470
ENDOMÉTRIOSE
Dans le chapitre « Un tissu utérin devenu ectopique » : […] Si on ne s’est pas toujours intéressé à l’endométriose, c’est probablement parce que cette maladie est associée aux règles, sujet encore parfois tabou dans nos sociétés. Même si elle peut altérer considérablement la vie de certaines patientes, il s’agit aussi d’une maladie bénigne. Par ailleurs, la maladie reste difficile à reconnaître, car ses formes d’expression sont très hétérogènes et on ne di […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/endometriose/#i_470
EXOBIOLOGIE
Dans le chapitre « La recherche de la vie hors du système solaire » : […] Les sites potentiels pour une vie ailleurs, y compris une vie évoluée, semblent de plus en plus nombreux. La puissance croissante des moyens disponibles permet de repérer des planètes hors du système solaire. Depuis la première découverte d'une planète hors du système solaire, par Michel Mayor et Didier Queloz, à la fin de 1995, la liste des exoplanètes (ou planètes extrasolaires) a suivi une aug […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/exobiologie/#i_470
EXTINCTIONS BIOLOGIQUES
Dans le chapitre « La fin de l'Ordovicien » : […] À la fin de la période ordovicienne, il y a 445 millions d'années, eut lieu une crise biologique de grande ampleur puisqu'on estime qu'elle provoqua la disparition de près de 85 p. 100 des espèces existantes. Elle affecta aussi bien des organismes vivant sur le fond – comme les brachiopodes, les échinodermes ou les trilobites – que des formes pélagiques – comme les graptolites ou les nautiloïdes. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/extinctions-biologiques/#i_470
FER - Rôle biologique du fer
Le fer est nécessaire à toute forme de vie sur Terre (seules quelques rares bactéries peuvent utiliser le manganèse à la place du fer) du fait de ses propriétés de fixation d'oxygène et d'oxydo-réduction. Cette capacité à réagir avec l'oxygène, qui le place aussi au centre des situations de stress oxydatif, le rend particulièrement dangereux pour les constituants cellulaires lorsqu'il n'est pas […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/fer-role-biologique-du-fer/#i_470
FLEUVES
Dans le chapitre « Substances dissoutes » : […] On a mis en évidence le fait que dans les ruisseaux « riches » au point de vue de la concentration totale des cations, la faune est plus abondante que dans les ruisseaux « pauvres », et cela indépendamment de la nature géologique du substrat. Particularité générale des eaux vives, l'écoulement permet un renouvellement continu des substances dissoutes. La quantité de calcium est probablement plus […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/fleuves/#i_470
GAZ ANALYSE DES
Dans le chapitre « Méthodes physiques » : […] Les méthodes physiques sont fondées sur le fait suivant : étant donné un mélange de deux gaz A et B, on peut généralement trouver une ou plusieurs caractéristiques de ce mélange qui soient des fonctions univoques de sa composition ; connaissant l'une d'elles, on peut déduire la composition d'un mélange quelconque de la mesure de la grandeur considérée. Lorsqu'il s'agit d'une propriété additive (de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/analyse-des-gaz/#i_470
GAZ DE L'AIR - (repères chronologiques)
1697 En s'appuyant sur les travaux de Johann Joachim Becher, Georg Ernst Stahl nomme phlogistique le principe combustible de « corps souterrains », c'est-à-dire des matériaux. 1754 J. Black désigne du nom d'« air fixé » le gaz (CO 2 ) qui s'échappe de la craie attaquée par un acide. 1766 Henry Cavendish, faisant agir l'acide sulfurique sur le fer, découvre l'« air inflammable » (H 2 ). 1773 J. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/gaz-de-l-air-reperes-chronologiques/#i_470
GÉOCHIMIE
Dans le chapitre « Isotopes stables » : […] Un isotope est stable s'il ne présente pas de radioactivité décelable. La géochimie des isotopes stables s'intéresse aux déviations du rapport entre deux isotopes d'un élément donné vis-à-vis d'un ratio standard et à l'interprétation de ces variations dans des échantillons naturels (roches, sols, eaux...). Ces écarts sont dus à une concentration des isotopes lourds dans les liaisons les plus stabl […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/geochimie/#i_470
GIAUQUE WILLIAM FRANCIS (1895-1982)
Physico-chimiste américain né à Niagara Falls (Canada), mort à Berkeley (Californie). William Francis Giauque soutient en 1922 sa thèse de doctorat à l'université de Berkeley, où il effectuera toute sa carrière scientifique : il y est nommé assistant en 1922, professeur la même année, et y prend sa retraite en 1962. Théoricien de talent et excellent expérimentateur, Giauque va appliquer avec succè […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/william-francis-giauque/#i_470
HÉMOGLOBINE
Dans le chapitre « Structure et fonction de la molécule » : […] Félix Haurowitz a découvert en 1938 que la désoxyhémoglobine et l' oxyhémoglobine cristallisaient différemment, comme si elles étaient chimiquement différentes, ce qui implique que l'hémoglobine n'est pas un bidon d' oxygène mais un poumon moléculaire dont la structure change selon qu'il capte l'oxygène ou qu'il s'en décharge. En 1965, Jacques Monod et J.-P. Changeux, ainsi que Jeffries Wyman ont […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hemoglobine/#i_470
HÉMOGLOBINOPATHIES
Dans le chapitre « Hémoglobines avec affinité modifiée pour l'oxygène » : […] L' affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène n'obéit pas à une loi simple. Elle est la résultante d'interactions entre les quatre chaînes (sous-unités) de la protéine. Dans les conditions normales, aux pressions d'oxygène présentes au niveau des poumons, l'hémoglobine se charge en oxygène ; au niveau des capillaires, elle se décharge et livre l'oxygène aux tissus (cf. hémoglobine ). Cette proprié […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hemoglobinopathies/#i_470
HYPOXIE & ANOXIE
Diminution de la quantité d'oxygène utilisable par les cellules de l'organisme, l'hypoxie se manifeste le plus souvent par de la cyanose et par des signes de douleur affectant les organes les plus sensibles, cerveau et myocarde notamment. La mesure de la pression partielle de l'oxygène du sang artériel permet d'évaluer l'importance du déficit en oxygène, sauf lorsque l'hypoxie est liée à une anémi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hypoxie-et-anoxie/#i_470
LAVOISIER ANTOINE LAURENT (1743-1794)
Dans le chapitre « Les grands travaux scientifiques » : […] En 1768, il entreprit d'approfondir la nature des quatre éléments considérés depuis l'Antiquité comme porteurs d'une réalité inaccessible à l'analyse scientifique : la terre, l'eau, l'air et le feu. Certes, les chimistes contemporains utilisaient déjà la balance, car depuis la diffusion de la mécanique newtonienne tous connaissaient le principe de la conservation de la matière, que personne n'avai […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/antoine-laurent-lavoisier/#i_470
LAVOISIER : LES COMBUSTIONS ET LA VIE
Au moment où, en 1772, Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) débute ses expériences sur la combustion, l'opinion des chimistes était dominée par la théorie du phlogistique, un agent assimilable au feu et nécessaire autant à la combustion, à la calcination qu'à la respiration. Lavoisier devait montrer qu'une substance prise dans l'air s'incorporait au métal calciné et en augmentait le poids, expér […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lavoisier-les-combustions-et-la-vie/#i_470
MAGNÉTOCHIMIE
Dans le chapitre « Analyseurs d'oxygène » : […] L 'oxygène est un des rares gaz paramagnétiques avec l'oxyde nitrique, le bioxyde d'azote et le bioxyde de chlore. En l'absence de ces trois derniers gaz, la mesure de la susceptibilité d'un mélange permet de calculer aisément la concentration en oxygène, car sa susceptibilité est de 100 à 1 000 fois supérieure à celle des autres gaz. Un certain nombre d'appareils simples, de dimensions réduites e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetochimie/#i_470
MAL DES MONTAGNES ou MALADIE DE L'ALTITUDE
Le mal des montagnes est une réaction brutale au changement d'altitude lorsqu'on part d'une basse altitude pour atteindre une altitude de l'ordre de 2 400 mètres. Dans cette situation, l'organisme est sevré d'oxygène, du fait de la raréfaction de l'air en fonction de l'altitude. Les alpinistes, les pilotes d'engins volants, les habitants de régions d'altitude en sont ordinairement affectés. Les sy […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mal-des-montagnes-maladie-de-l-altitude/#i_470
MÉTABOLISME
Dans le chapitre « Le métabolisme de base » : […] Quand on a éliminé toutes ces sources de production de chaleur supplémentaire, il reste une dépense minimale, dite métabolisme de base ou dépense de fond, liée à la respiration même des cellules qui constituent l'organisme vivant. Chez l'homme adulte, cette dépense est de l'ordre de 1 600 kcal/24 h. C'est la valeur que l'on obtient chez l'homme couché, au repos complet, dix-huit heures après un d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/metabolisme/#i_470
MÉTÉORITES
Dans le chapitre « L'oxygène » : […] L'oxygène est l'élément condensé le plus abondant du système solaire, et les anomalies isotopiques qu'il présente font intervenir le plus grand nombre d'atomes en valeur absolue. C'est pourquoi on a parlé d'anomalies à grande échelle, qui révèlent donc les phénomènes majeurs qui ont dû affecter le système solaire avant ou pendant sa formation. La découverte fondamentale a été faite en 1973 par R. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/meteorites/#i_470
MILIEU, écologie
Dans le chapitre « L'oxygène et le gaz carbonique » : […] L' oxygène joue rarement un rôle écologique limitant en milieu aérien, où il est toujours très abondant, sauf en haute montagne ou à proximité d'émanations de gaz carbonique, comme dans les grottes et les vallées « de la mort ». Il constitue, en effet, plus du cinquième du total des gaz atmosphériques. Dans l'eau, il n'existe qu'en faible quantité (quelques millilitres d'oxygène dissous par litr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/milieu-ecologie/#i_470
MITOCHONDRIES
Dans le chapitre « L'organisation de la chaîne respiratoire » : […] Le fractionnement de la membrane interne des mitochondries permet d'isoler 4 complexes multienzymatiques (I, II, III et IV) comportant des phospholipides, des protéines et des couples redox . Ces complexes fortement intégrés à la membrane interne sont tous insolubles et ne peuvent être dissociés qu'en utilisant des détergents. Seul le cytochrome c est très soluble et se dissout facilement dans […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mitochondries/#i_470
MOLÉCULAIRES JETS & FAISCEAUX
Dans le chapitre « Applications » : […] Malgré leurs intensités, densités et énergies relativement faibles, les faisceaux moléculaires thermiques restent toujours très utiles dans la recherche. Ils servent notamment comme sources de référence, car ils sont les seuls à être bien définis théoriquement. Ils sont aussi utilisés dans les sources de gaz spéciaux comme les vapeurs de métaux réfractaires, les gaz corrosifs et, d'une façon génér […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jets-et-faisceaux-moleculaires/#i_470
MYOCARDE ou MUSCLE CARDIAQUE
Dans le chapitre « Ischémie et anoxie » : […] La privation d'oxygène, telle qu'on l'obtient dans l'asphyxie, l'insuffisance respiratoire, va perturber gravement les métabolismes, essentiellement aérobies, du myocarde . L'absence d'oxygène bloque l'oxydation phosphorylante intramitochondriale, ce qui entraîne l'accumulation des formes réduites de ce cycle (dont le NADH), une certaine acidose, une diminution de l'ATP, et donc de la contractil […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/myocarde/#i_470
NERVEUX (SYSTÈME) - Neurobiologie
Dans le chapitre « Métabolisme énergétique cérébral » : […] On envisagera seulement ici quelques exemples de ce vaste domaine. La consommation d'oxygène au niveau du cerveau est très élevée. Sur le plan topographique, elle varie beaucoup d'une région à l'autre. L'oxygène contribue à de nombreux processus d'oxydation et participe à la régulation de l'activité de certaines enzymes, telles que la tyrosine hydroxylase impliquée dans la biosynthèse des catéch […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nerveux-systeme-neurobiologie/#i_470
NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Isotopes
Dans le chapitre « Système 18O/16O » : […] Les phénomènes à l'équilibre sont généralement interprétés par des processus physiques ou chimiques (fig. 1b). Les processus physiques ont surtout été étudiés dans le cas de l'eau. Ils aboutissent aux différences relativement considérables de composition isotopique des eaux naturelles. L'évaporation conduit à un enrichissement de la phase vapeur en 16 O et, corrélativement, de la phase liquide en […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nucleaire-physique-isotopes/#i_470
NUCLÉOSYNTHÈSE
Dans le chapitre « La nucléosynthèse dans les étoiles » : […] La nucléosynthèse dans les étoiles fait intervenir tous les processus nucléosynthétiques à l'exception des réactions de spallation qui n'interviennent que de façon très secondaire à leur surface. La nucléosynthèse dépend fortement des conditions physiques qui règnent dans les milieux où celle-ci se produit et, donc, du type d'étoile considéré. Il existe, de fait, une correspondance entre la place […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nucleosynthese/#i_470
OCÉAN ET MERS (Eaux marines) - Propriétés
Dans le chapitre « Gaz dissous » : […] Les gaz contenus dans l'atmosphère se retrouvent tous dans l'eau de mer ; d'une façon générale, leur solubilité décroît quand croissent la température et la salinité. La teneur en oxygène dissous est conditionnée, d'une part par des mécanismes purement physiques (échanges entre la couche superficielle et l'atmosphère, diffusion entre couches d'eau différentes), d'autre part par des processus biol […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ocean-et-mers-eaux-marines-proprietes/#i_470
OCÉANOGRAPHIE
Dans le chapitre « Des océans froids et salés » : […] Les océans sont froids : 3,8 0 C en moyenne. En surface, les températures dépendent de la position géographique de l’océan et de la saison. Elles varient de – 1,9 0 C à + 30 0 C. Leur répartition tend à être latitudinale mais elle est modifiée par le régime des courants. Aux faibles latitudes (zones équatoriales), l’eau de mer emmagasine de la chaleur, tandis qu’aux latitudes élevées, elle en c […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/oceanographie/#i_470
OXYDORÉDUCTIONS, biologie
Dans le chapitre « Les cytochromes » : […] Les cytochromes (cf. tableau, formule 3) sont des chromoprotéines, dont le groupement prosthétique est un hème (comme dans l' hémoglobine, c'est-à-dire une porphyrine ayant du fer en son centre). Colorés, de l'orange au brun, ils sont décelables en microscopie optique ; ce furent les premiers pigments respiratoires connus (Warburg, 1920 ; Keilin, 1925). Le fer peut osciller de l'état divalent à […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/oxydoreductions-biologie/#i_470
OZONE ATMOSPHÉRIQUE
Dans le chapitre « La formation de l'ozone » : […] Le mécanisme de la production de l'ozone stratosphérique a été élucidé dès 1930 par le géophysicien britannique Sydney Chapman. Pour fabriquer cette molécule constituée de trois atomes d'oxygène, il faut des atomes d'oxygène libres. Aux longueurs d'onde inférieures à 240 nm (énergie E du photon supérieure à 5 électronvolts [eV]), le rayonnement U.V. peut dissocier les molécules d'oxygène O 2 de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ozone-atmospherique/#i_470
PAPIER
Dans le chapitre « Vers des procédés propres » : […] Le blanchiment des pâtes à papier reste la phase la plus polluante du procédé papetier. Les agents de blanchiment utilisés à l'origine par les papetiers sont le chlorure de chaux et l'hypochlorite de soude (ou eau de Javel). L'utilisation des pâtes kraft blanchies à partir des années 1930 généralise l'usage d'un blanchiment poussé comportant plusieurs stades. Un premier stade utilise du chlore ga […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/papier/#i_470
PASTEUR LOUIS (1822-1895)
Dans le chapitre « Passage à la biologie appliquée : l'étude des fermentations » : […] Pasteur est nommé en 1848 professeur de physique au lycée de Dijon. Comme il désire poursuivre ses recherches, l'enseignement lui complique la vie ; son maître Balard lui obtient alors un poste de professeur suppléant à l'École de pharmacie de Strasbourg, pour qu'il puisse reprendre ses travaux. Il sera nommé en 1852 professeur titulaire à la faculté des sciences de Strasbourg. En 1849, Pasteur ép […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/louis-pasteur/#i_470
PÉTROLE - Le pétrole brut
Dans le chapitre « Composition » : […] On peut caractériser la composition des pétroles bruts de deux façons : – par des méthodes globales fondées sur une distillation, suivie de mesures de densité, de viscosité, etc. sur les diverses fractions. Ces méthodes fournissent des indications utiles pour le raffinage et la valorisation des pétroles ; – par des méthodes fondées sur des fractionnements par solubilité, chromatographie liquide, e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/petrole-le-petrole-brut/#i_470
PHOTOSYNTHÈSE
Dans le chapitre « Photosynthèse nette et photosynthèse brute ; la photorespiration » : […] À la lumière, les végétaux chlorophylliens continuent à respirer, c'est-à-dire à absorber de l'oxygène et à émettre du CO 2 . Cette respiration possède plusieurs composantes. Les unes, tout à fait semblables à celles que l'on constate à l'obscurité, sont généralement déprimées à la lumière, l'énergétique lumineuse se substituant à l'énergétique chimique fournie par les oxydations mitochondriales. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/photosynthese/#i_470
PHOTOSYNTHÈSE ET ÉNERGIE LUMINEUSE - (repères chronologiques)
1845 J. R. Mayer, ayant formulé la loi de conservation de l'énergie, suggère que les plantes transforment 1'énergie solaire en énergie chimique. 1905 F. F. Blackman, en étudiant l'étude des facteurs limitants de la photosynthèse, notamment la température, est le premier à suggérer que celle-ci comporterait deux phases : l'une (chimique), sensible à la température ; l'autre (photochimique), insen […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/photosynthese-et-energie-lumineuse-reperes-chronologiques/#i_470
PICTET RAOUL PIERRE (1846-1929)
Physicien et industriel suisse, Raoul Pierre Pictet est né à Genève le 4 avril 1846. Après avoir suivi les cours de l'École polytechnique et du Collège de France, il dirigea une fabrique de dioxyde de soufre (appelé alors acide sulfureux anhydre) et s'intéressa rapidement, pour des problèmes industriels, à la liquéfaction des gaz. Les études de thermochimie entreprises par Pictet l'amenèrent à pub […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/raoul-pierre-pictet/#i_470
PNEUMATIQUE CHIMIE
L'expression chimie pneumatique, loin de désigner une doctrine établie, se rapporte à une période de l'histoire de la chimie, qui prend place dans la seconde moitié du xviii e siècle. L'étude de divers gaz obligea de renoncer à l'ancienne doctrine, héritée de la scolastique, des quatre éléments, terre, air, eau et feu. La chimie pneumatique – celle des transformations chimiques au sein de mélang […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chimie-pneumatique/#i_470
POINTS CHAUDS, géophysique
Dans le chapitre « Volcanisme des panaches et conséquences sur l'environnement » : […] Bien que les volcans d'Hawaii soient les plus actifs de la Terre, les éruptions effusives de laves basaltiques n'ont pas un effet significatif sur l'environnement. En revanche, en Islande, là où la dorsale océanique croise un point chaud, l'activité volcanique peut être explosive : en 1783, l'éruption du volcan Laki a émis dans la haute atmosphère de grandes quantités de poussières, de gaz sulfur […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/points-chauds-geophysique/#i_470
POISSONS
Dans le chapitre « Le sang et la respiration » : […] Comme chez tous les Vertébrés, le sang des Poissons contient un pigment rouge, l' hémoglobine, fixé sur des cellules spéciales, les hématies ou érythrocytes. Les propriétés de l'hémoglobine vis-à-vis de l' oxygène se traduisent par une « courbe de dissociation » dont les caractéristiques principales sont le « pouvoir oxyphorique », c'est-à-dire la quantité maximale d'oxygène qui peut être fixée, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/poissons/#i_470
POLLUTION
Dans le chapitre « Pollution « biologique » » : […] La pollution « biologique » des eaux, qui vient au tout premier rang des causes de dégradation des écosystèmes dulçaquicoles, résulte du rejet dans ces derniers d'effluents chargés de matières organiques fermentescibles et de nombreux agents pathogènes qui leur sont généralement associés. Les eaux d'égout chargées d'effluents domestiques, celles qui sont produites par de nombreuses industries ali […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pollution/#i_470
PRIX LASKER 2016
Dans le chapitre « Le prix Albert-Lasker pour la recherche médicale fondamentale » : […] Le prix Albert-Lasker va à William G. Kaelin Jr, Peter J. Ratcliffe et Gregg L. Semenza, pour la « découverte et l’élucidation des voies par lesquelles l’homme et les autres organismes multicellulaires détectent et réagissent aux variations de disponibilité de l’oxygène ». William G. Kaelin Jr, né en 1957, est un médecin américain diplômé de l’université Duke en 1982. Cancérologue, il est profes […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prix-lasker-2016/#i_470
PRIX NOBEL DE PHYSIOLOGIE OU MÉDECINE 2019
Le 7 octobre 2019, le comité Nobel a attribué conjointement le prix Nobel de physiologie ou médecine aux Américains William Kaelin et Gregg Semenza ainsi qu’au Britannique Peter Ratcliffe « pour leurs découvertes sur la manière dont les cellules perçoivent et s’adaptent à la quantité d’oxygène disponible » . Gregg Leonard Semenza est né le 1 er juillet 1956 à New York . Il étudie d’abord à Harvar […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prix-nobel-de-physiologie-ou-medecine-2019/#i_470
PROTÉROZOÏQUE
Dans le chapitre « La vie au Protérozoïque » : […] L'existence d'une biosphère remontant à — 3,8 Ga est avérée par les preuves isotopiques. Les restes biologiques (microfossiles) datés de — 3,4 Ga sont douteux. À cette époque, les océans archéens étaient très pauvres en oxygène et très riches en fer, contrairement aux océans actuels. Dans une période de transition qui a duré de — 1,8 Ga à — 600 Ma, on peut penser que les parties superficielles de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/proterozoique/#i_470
RADICAUX LIBRES
Dans le chapitre « Les radicaux libres dérivés de l'oxygène moléculaire » : […] La molécule d'oxygène est à l'état fondamental un biradical puisqu'elle comporte deux électrons célibataires et de spins parallèles sur son orbitale externe. Cette configuration lui confère une très grande stabilité et prévient l'addition directe d'une paire d'électrons (de spins nécessairement opposés), car celle-ci impliquerait une inversion de spin d'un des électrons avant sa liaison. En revan […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/radicaux-libres/#i_470
RESPIRATION
La physiologie comparée de la respiration a pour objet l'étude des mécanismes assurant les échanges de l'oxygène et du dioxyde de carbone (gaz carbonique) entre les organismes vivants et le milieu, aqueux et aérien, dans lequel ils vivent. L'oxygène est utilisé et le dioxyde de carbone libéré dans les cellules, plus précisément dans les mitochondries, siège des oxydoréductions qui fournissent l'é […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/respiration/#i_470
RESPIRATION CELLULAIRE - (repères chronologiques)
1783 A. Lavoisier (1743-1794) compare la respiration d'un cobaye à la combustion d'une bougie. Il conclut que la chaleur animale résulte de la combustion combinant l'oxygène de l'air avec les aliments carbonés transportés par le sang. Comme la matière charbonneuse de la bougie, les aliments, en brûlant dans les poumons, donnent le gaz carbonique exhalé par la respiration. 1842 R. Mayer (1814-187 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/respiration-cellulaire-reperes-chronologiques/#i_470
RESPIRATOIRE (APPAREIL) - Physiologie
Dans le chapitre « Effets de l'augmentation de la pression d'oxygène » : […] La pression partielle d'oxygène de l'air au niveau de la mer est de 0,2 bar ; à une profondeur de 50 mètres, elle est de : 0,2 × 6 = 1,2 bar. Contrairement à ce que l'on croit, l'oxygène inhalé à haute pression est toxique. L'inhalation, pendant vingt-quatre heures, d'oxygène sous une pression partielle supérieure à 0,6 bar entraîne des lésions de congestion et d'œdème pulmonaires. Pour des press […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/respiratoire-appareil-physiologie/#i_470
SCHEELE CARL WILHELM (1742-1786)
Chimiste suédois, né le 9 décembre 1742 à Stralsund (Poméranie, auj. Allemagne), mort le 21 mai 1786 à Köping (Suède). Carl Wilhelm Scheele développe son intérêt pour la chimie durant ses huit années d'apprentissage chez un apothicaire de Göteborg. En 1765, il part travailler chez un apothicaire de Malmö, où l'anatomiste Anders Jahan Retzius (1742-1821), de l'université de Lund, lui fait rencontre […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/carl-wilhelm-scheele/#i_470
SIDÉRURGIE
Dans le chapitre « Procédé Thomas » : […] Le procédé Thomas s'est développé à partir de la mise au point du garnissage basique par deux cousins, Sidney Gilchrist Thomas et Percy Gilchrist. Il a permis le traitement à bon compte des fontes à haute teneur en phosphore (de 1,6 à 2,2 p. 100) issues par exemple des minerais lorrains ou suédois. La figure montre, en fonction du temps de soufflage, l'évolution de la combustion et celle de la t […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/siderurgie/#i_470
SOMMEIL
Dans le chapitre « Régulation ultradienne du sommeil paradoxal » : […] Le rythme ultradien du sommeil paradoxal (c'est-à-dire l'intervalle qui sépare le début d'une période de sommeil paradoxal jusqu'au début de la suivante) est relativement fixe chez l'homme (90 min). Ce rythme est fonction de la taille de l'animal (10 min chez la souris, 24 min chez le chat, 60 min chez le chimpanzé, 120 min chez l'éléphant). Il est donc également fonction du métabolisme, et c'est […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sommeil/#i_470
SOUS-MARINE PLONGÉE
Dans le chapitre « Appareils autonomes » : […] Le plus connu en France des appareils autonomes à circuit ouvert est le modèle « Cousteau-Gagnan ». C'est un appareil parfaitement au point, d'une sûreté et d'une facilité d'emploi telles que pour les plongées de courte durée et de faible profondeur (jusqu'à 40 à 50 m environ) il reste inégalable ; sa faible autonomie, toutefois, ne permet pas de l'utiliser à grande profondeur, sinon pour de trè […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/plongee-sous-marine/#i_470
THERMORÉGULATION, biologie
Dans le chapitre « Température et métabolisme » : […] Les changements de température affectent l'ensemble des processus physiologiques. Dans certaines limites, toute augmentation de température accélère la plupart des réactions enzymatiques. Il est classique de mesurer ces effets sur la consommation d' oxygène ( R ) de l'animal, qui représente une bonne expression de son activité métabolique. Dans la zone des températures supportées par les animaux, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/thermoregulation-biologie/#i_470
VÉNUS, planète
Dans le chapitre « L'atmosphère » : […] L'atmosphère de Vénus , très massive puisque la pression au sol (de 92 à 95 × 10 3 hPa) est près de cent fois supérieure à la pression terrestre, est essentiellement constituée de dioxyde de carbone CO 2 (96,5 p. 100). C'est en 1932 que le CO 2 fut identifié pour la première fois par observation de bandes d'absorption dans le proche infrarouge. D'autres éléments furent ensuite détectés par spec […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/venus-planete/#i_470
VIE ANIMALE DANS L'AIR ET DANS L'EAU
Dans le chapitre « Équilibre acide-base du milieu intérieur » : […] La différence notable des tensions de dioxyde de carbone chez les animaux aquatiques et les animaux aériens a d'importantes répercussions sur l'équilibre acide-base dans le sang de ces deux catégories d'animaux. À un certain équilibre acide-base correspond une certaine concentration de l'ion hydrogène (proton H + ) ; cette concentration est exprimée par la notation pH, définie comme le logarithm […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/animal-vie-dans-l-eau-et-dans-l-air/#i_470
VITREUX ÉTAT
Dans le chapitre « Structure des verres » : […] Nous présenterons, pour commencer, un ensemble de données définissant les structures des verres d'oxydes. Puis nous étendrons ces conclusions à des verres non traditionnels dans lesquels l'oxygène est remplacé par un autre non-métal tel que S, Se, Te ou F. Les verres d'oxydes sont constitués d'un réseau tridimensionnel formé par les atomes d'oxygène et les atomes d'un semi-métal A, tels que Si, G […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/etat-vitreux/#i_470
Voir aussi
Pour citer l’article
Robert CREUSE, René NOTO, « OXYGÈNE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 06 décembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/oxygene/