Ossìgeno.

Chim. - Elemento chimico di numero atomico 8, simbolo O e peso atomico 15,9994. Nella tavola periodica degli elementi costituisce il primo elemento del VI gruppo, sottogruppo A, e ha come omologhi superiori lo zolfo, il selenio, il tellurio e il polonio. È un elemento assai diffuso in natura e uno dei costituenti principali non solo della litosfera, ma anche dell'atmosfera e della biosfera, cioè dell'insieme degli organismi viventi sul nostro pianeta. La sua scoperta si fa risalire al 1774, quando A. Priestley lo produsse per riscaldamento dell'ossido di mercurio ed osservò che esso favorisce la respirazione e la combustione. Questa esperienza venne ripetuta nel 1777 da H.W. Scheele, che riconobbe in questo elemento uno dei costituenti dell'aria. Solo A. Lavoisier, fra il 1781 e il 1784, identificò chiaramente questo elemento, che chiamò o., cioè generatore di acidi. Indicò che esso costituiva circa 1/5 in volume dell'aria atmosferica; inoltre mostrò come esso venisse a combinarsi con i metalli riscaldati al rosso per formare calci (cioè ossidi), che potevano poi essere di nuovo decomposti in o. e metallo per riscaldamento fuori dal contatto con l'aria. Questo elemento è di importanza fondamentale nella chimica, sia per la diffusione sia per la grande reattività. ║ Stato naturale: l'o. è l'elemento più abbondante sul nostro pianeta. È presente nell'aria (21% del volume), nell'acqua (89% della massa) e nella crosta terrestre (27%). Il corpo umano è costituito per il 65% in peso circa da o. Nell'universo l'o. è uno degli elementi più abbondanti (ne esistono 2,15·10⁷ atomi per ogni atomo di silicio); è preceduto soltanto dall'idrogeno e dall'elio. L'o. presenta tre isotopi stabili: ¹⁶O, ¹⁷O e ¹⁸O, le cui abbondanze relative sono rispettivamente 99,759%, 0,037% e 0,204%. Questa composizione isotopica è la media dell'o. esistente sulla Terra; essa può però subire delle variazioni: ad esempio, le acque marine sono più ricche di isotopi pesanti perché questi hanno meno tendenza a evaporare. Il peso atomico dell'o. è inferiore a 16 perché si adotta una scala in cui l'isotopo 12 del carbonio ha peso 12,0000, nella quale l'isotopo 16 dell'o. pesa 15,994915. L'o. libero, come esiste nell'aria, si presenta in due forme allotropiche: l'una, detta sempre o., con molecola biatomica O₂ e l'altra, detta ozono, con molecola triatomica O₃. Si può anche preparare, in opportune condizioni, l'o. atomico O, dotato di elevatissima reattività. Esso, però, è stabile solo alle altissime temperature, mentre in altre condizioni si combina velocemente dando molecole biatomiche e, in certi casi, anche una piccola percentuale di ozono. L'o. esistente nell'atmosfera viene continuamente distrutto nella respirazione di piante e animali, nella ossidazione di minerali e composti organici, nella combustione, tutte operazioni che trasformano l'o. libero in combinato. L'operazione inversa viene condotta dalle piante fotosintetiche e da alcune reazioni di decomposizione dell'acqua esistente nell'atmosfera da parte delle radiazioni solari. ║ Preparazione: in laboratorio l'o. può essere preparato con vari procedimenti. 1) Decomposizione termica di sostanze ossidanti come il clorato potassico, il permanganato sodico, l'ossido di bario, l'ossido di mercurio. Ad esempio, con il clorato potassico si ha la reazione:

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

In certi casi si possono sfruttare anche reazioni reversibili come la seguente:

2BaO + O₂ BaO₂

L'ossido di bario BaO si trasforma nel biossido BaO₂ per moderato riscaldamento in aria; per forte riscaldamento, invece, si ha la reazione opposta. Se questa viene condotta in assenza di aria (cioè in recipiente chiuso) si può recuperare o. Questo processo ciclico è stato anche usato industrialmente. 2) Elettrolisi dell'acqua, resa conduttrice con l'aggiunta di una certa quantità di un acido o di un sale; di comune impiego sono l'acido solforico o l'idrossido di potassio. L'operazione viene condotta in celle elettrolitiche; la tensione teorica da applicare è 1,23 Volt che, praticamente, sale a 1,8 ÷ 2 Volt. L'o. si separa all'anodo, mentre al catodo si separa idrogeno. 3) Distillazione frazionata dell'aria liquida, a bassissima temperatura. Dato che l'azoto è molto più volatile dell'o., questo contiene circa il 50% di o., invece del 20% circa come nell'aria gassosa. Il metodo più economico è il frazionamento dell'aria liquida, che viene condotto in appositi impianti anche di grandi dimensioni. Si ottiene un gas puro (98% circa), quanto basta per la maggior parte delle applicazioni industriali; ovviamente, se necessario, se ne può fare un'ulteriore purificazione. Il metodo elettrolitico ha avuto una notevole diffusione prima dell'avvento del frazionamento dell'aria e anche dopo per la produzione di idrogeno, essendo l'o. un sottoprodotto obbligato. ║ Proprietà fisiche: l'o. è un gas incolore, inodore e insapore, più pesante dell'aria. Posto uguale all'unità il peso specifico di questa, esso pesa 1,10535. Un litro di o. in condizioni normali (0 °C e 760 mmHg di pressione) pesa 1,42895 g. Può venire liquefatto purché si scenda a una temperatura inferiore a quella critica (-119 °C) e si operi a una pressione superiore a quella critica (49,7 atmosfere). Liquido, si presenta di colore azzurro chiaro, paramagnetico. Anche il solido ha lo stesso colore. Bolle a –183 °C; fonde a –218,8 °C. Liquido, alla temperatura di ebollizione, ha peso specifico 1,14 (rispetto all'acqua a 4 °C). Cristallizza nel sistema cubico; il solido a -252,5°C ha peso specifico 1,426. La sua solubilità in acqua è limitata a freddo (48,9 cm³ di o. saturano un litro di acqua a 0°C) e diminuisce all'aumentare della temperatura (26 cm³ a 30 °C e 17 cm³ a 100 °C, sempre per un litro di acqua). Si scioglie bene nell'argento fuso; nell'alcool etilico la solubilità è molto limitata. Ricordiamo alcune fra le altre sue caratteristiche principali:

Raggio covalente (Å)	0,73
Raggio ionico (Å): valenza –2	1,40
valenza +6	0,09
Volume atomico	14,0
Energia di prima ionizzazione (kcal/g-atomo)	314
Calore specifico (cal/g.°C)	0,218
Conducibilità termica (cal/cm·s.°C)	0,00006
Calore di fusione (kcal/g-atomo)	0,053
Calore di vaporizzazione (kcal/g-atomo)	0,815
Tensione superficiale (liquido, a –183 °C, dine/cm)	13,2
Elettronegatività di Pauling	3,5
Struttura elettronica	1 s²2s²2p4

L'o. ha sei elettroni nello strato più esterno (strato di valenza) e tende, quindi, a portarsi ad otto elettroni stabilendo dei legami chimici. ║ Proprietà chimiche: l'o. si combina con tutti gli elementi della tavola periodica, con la sola eccezione di alcuni gas nobili. Con quasi tutti gli elementi, la combinazione avviene con estrema facilità; in alcuni casi (idrogeno, carbonio, metalli come magnesio, alluminio, zinco, ecc., in polvere) essa ha un decorso esplosivo. Si tratta di solito di reazioni molto favorite, che portano alla formazione di ossidi degli elementi; spesso esse devono essere innescate con la temperatura o con opportuni catalizzatori. Il carbonio e quasi tutti i suoi composti bruciano con o. con formazione di anidride carbonica (o ossido di carbonio), acqua e altri eventuali prodotti. Queste reazioni vengono dette di combustione o di ossidazione e sono sempre fortemente esotermiche. La combustione di legna, carbon fossile, idrocarburi liquidi e gassosi, ecc. viene abitualmente sfruttata come mezzo più semplice per la generazione di calore; a sua volta questo può essere impiegato per generare altre forme di energia (chimica, meccanica, elettrica, ecc.) come pure per il riscaldamento domestico e industriale, la cottura dei cibi, per favorire reazioni chimiche e così via. In tali reazioni l'o. viene detto comburente, mentre l'altro composto che reagisce viene detto combustibile. Solo le reazioni nucleari si prevede potranno sostituire in parte la combustione come fonte primaria di energia. Le sostanze che bruciano in aria bruciano anche in o. puro, di solito con reazioni molto più violente. La presenza dell'azoto nell'aria esercita, infatti, una limitazione della velocità di combustione, sia raffreddando la fiamma (l'azoto è un inerte che, dovendo venir riscaldato, assorbe calore) sia perché la presenza dell'azoto limita la velocità con cui l'o. giunge nella zona di combustione per diffusione. Le sostanze che derivano dalla combinazione di o. con altri elementi, cioè i composti binari dell'o., detti genericamente ossidi, vengono spesso distinti in due classi: ossidi veri e propri e anidridi. Si tratta di una distinzione formale, perché esistono sostanze che si possono classificare in entrambi i gruppi. In linea di massima sono ossidi veri e propri i composti con i metalli alcalini e alcalino-terrosi che, a contatto con acqua, generano degli idrossidi; sono invece anidridi i composti binari dell'o. che, a contatto con acqua, generano acidi ossigenati (od ossiacidi); talvolta queste reazioni sono impedite per motivi termodinamici o cinetici e sono quindi puramente formali. Gli ossidi di silicio, di ferro, di alluminio e di titanio, oltre che di idrogeno (acqua), sono molto abbondanti in natura. I sali degli acidi derivati da questi ossidi, e particolarmente da quello di silicio SiO₂, detto silice, che dà formalmente i sali detti silicati, sono pure molto abbondanti. I silicati costituiscono la maggior parte delle rocce del nostro pianeta. La maggior parte degli acidi sono ossigenati, cioè contengono uno o più atomi di o. nella loro molecola; fanno eccezione a questo gli acidi alogenidrici e alcuni altri (acido solfidrico, cianidrico, fluoacidi, ecc.). ║ Funzione biologica: il corpo umano è composto per lo più da o., sia questo presente come acqua sia sotto forma di composti più complessi (proteine, amminoacidi, grassi, ecc.). Le stesse reazioni, da cui l'organismo trae l'energia necessaria al suo funzionamento e alla rigenerazione dei suoi tessuti, derivano da un'ossidazione demolitiva degli alimenti, condotta per stadi successivi, gli ultimi dei quali avvengono a livello delle singole cellule viventi. Il metabolismo è un fenomeno complesso, assimilabile per certi aspetti alla combustione, ma enormemente più perfezionato. Necessita di o. libero per compiere un'ossidazione delle sostanze alimentari e ha, come maggiori prodotti, acqua, e anidride carbonica ed energia. Le reazioni di ossidazione sono però tutte catalitiche ed estremamente selettive: attraverso l'intervento di enzimi, le grosse molecole di alimenti vengono successivamente trasformate in molecole sempre più semplici, con una lunga sequenza di reazioni. Ad esempio, il glucosio viene demolito attraverso 11 reazioni successive ad acido lattico; questo entra a far parte di un ciclo di ossidazione detto ciclo di Krebs che comprende, a sua volta, 10 reazioni principali e numerose altre collaterali. Il risultato finale di una rivoluzione di questo ciclo si può schematizzare con la reazione:

CH₃ - COOH + 2O₂ → 2CO₂ + 2H₂O

di ossidazione completa di acido acetico, che è una reazione produttrice di energia. In realtà, nel nostro organismo non viene ossidato l'acido acetico: la reazione ora scritta è l'equivalente di tutto il complesso di reazioni prima citato. Reazioni altrettanto complesse avvengono nella demolizione ossidativa dei grassi, degli amminoacidi (costituenti delle proteine) e di tutti gli altri alimenti. Le sostanze alimentari utili, selezionate dagli alimenti attraverso il fenomeno della digestione, che ne effettua anche una parziale demolizione, vengono trasportate alle singole cellule attraverso la circolazione sanguigna. Con lo stesso mezzo viene anche trasportato l'o., che nei polmoni si scioglie nel sangue combinandosi reversibilmente con l'emoglobina di questo. Le cellule assorbono dal sangue sia il comburente (sostanze alimentari) sia il combustibile (o.); all'interno della cellula avvengono i fenomeni citati di ossidazione. I prodotti di rifiuto vengono versati nel sangue (direttamente o attraverso il sistema linfatico); in particolare, l'anidride carbonica si scioglie in questo e viene poi liberata a livello polmonare ed espirata. Un'imponente serie di meccanismi si incarica di operare una continua depurazione del sangue. Oltre all'o. combinato reversibilmente con l'emoglobina, esiste anche dell'o. disciolto nel sangue, detto o. libero. La tabella riporta dei valori indicativi delle quantità di o. sciolto nel sangue completo, in cm³ di questo gas per 100 cm³ di sangue.

Sangue	Libero	Combinato	Totale
Arterioso
Uomo	0,3	20,0	20,3
Donna	0,3	17,6	17,9
Venoso
Uomo	0,1	15,3	15,3
Donna	0,1	13,6	13,7
Capacità
Uomo	20,4
Donna	18,0

Come si può osservare, nel sangue arterioso il contenuto totale del sangue in o. è molto prossimo alla capacità totale (nell'uomo 20,3 contro 20,4 cm³ per 100 cm³; nella donna 17,9 contro 18,0), dato che, in condizioni normali, il sangue viene ossigenato a fondo nei polmoni. Nella stessa sede vengono liberate acqua e anidride carbonica, per cui l'effetto netto della respirazione consiste nella scomparsa di o. e nella comparsa di anidride carbonica e acqua. Un uomo di medio peso, nelle 24 ore di un giorno, con un regime alimentare misto, consuma dai 120 ai 200 l di o. attraverso la respirazione. Dato che l'aria inspirata ed espirata nello stesso tempo ammonta a circa 20.000 l, questa viene emessa con un tenore di o. inferiore dello 0,5 ÷ 1% rispetto a quello dell'aria inspirata. Questi dati hanno solo un valore indicativo. In realtà, il consumo di o. è molto variabile secondo il regime alimentare e, di conseguenza, varia anche la quantità di anidride carbonica liberata. Anche la quantità di aria inspirata ed espirata varia notevolmente da un soggetto all'altro e secondo le condizioni di lavoro. Un uomo, generalmente, ha un ricambio di aria di 7,4 l/min in condizioni di riposo; questo valore sale a 30 per un lavoro leggero e a 60 per un lavoro pesante, con punte fino a 90. I corrispondenti valori per una donna media sono rispettivamente 4,5, 16,3 e 24,5 l/min. La determinazione dell'o. consumato è importante per il calcolo del metabolismo basale. ║ Usi: l'o. puro trova numerosissime applicazioni in campi svariati. In medicina è utilizzato nei casi di insufficienza respiratoria acuta. Aria compressa arricchita di o. viene impiegata in bombole per autorespiratori, apparecchi destinati ad assicurare la respirazione in assenza di aria o in condizioni di aria rarefatta (sott'acqua, a quote elevate, nelle miniere e in altri luoghi in cui sono presenti gas nocivi). In questi casi si può utilizzare anche o. puro, sia in bombole a pressione, con regolatore della pressione di erogazione, sia generato per decomposizione di perossidi di metalli alcalini, i cui prodotti di decomposizione assorbono anche l'anidride carbonica liberata nella respirazione. Spesso l'o. per autorespiratori è miscelato con un gas inerte quale l'elio. L'o. viene anche impiegato per sbiancare diversi prodotti industriali, mediante ossidazione. Nel taglio dei metalli è comune l'impiego di o. in bombole a pressione che, miscelato con idrogeno o acetilene nel cannello ossidrico, viene acceso all'uscita di questo. La combustione dell'idrogeno o dell'acetilene in atmosfera di o. produce una fiamma che ha una temperatura molto elevata, sufficiente per il taglio e la saldatura dei metalli anche ferrosi. Il maggior consumo di o. si ha in metallurgia, per reazioni di affinazione dei metalli, e negli altiforni. Anche nell'industria chimica si ha un notevole consumo di o., per reazioni di ossidazione che non possono essere condotte con aria in quanto o non avvengono, o la separazione dei prodotti sarebbe complicata dalla presenza di azoto e degli altri gas che compongono l'aria. L'o. viene, inoltre, impiegato come comburente per razzi e missili. ║ Ciclo dell'o.: viene così denominato l'insieme degli scambi fra atmosfera, acqua, crosta terrestre e organismi viventi che subisce questo elemento sia come tale sia sotto forma di suoi composti. L'o. totale esistente sulla Terra ammonta a 6·10¹⁶ t. La grande maggioranza di questo è contenuto nelle rocce, nei depositi di carbonati e nelle acque; quantità importanti sono anche presenti in altri sedimenti, quali solfati, silicati, ossidi, ecc., nell'atmosfera e nella biosfera, cioè nell'insieme degli esseri viventi sul nostro pianeta. ║ Origine dell'o.: si fa risalire la comparsa dell'o. libero a un periodo che può variare fra 1,8 e 3 miliardi di anni fa. La presenza di o. libero, almeno in piccole quantità, è legata alla formazione di minerali di ferro ossidati, come si ritrovano in diverse parti della crosta terrestre. Uno dei meccanismi possibili è la decomposizione dell'acqua in alta quota, per fotolisi da parte delle radiazioni solari, secondo una reazione del tipo:

2H₂O → 2H₂ + O₂

che è stata dimostrata possibile. Per diversi motivi si ritiene che questa reazione, che genera o. libero perché l'idrogeno così prodotto si disperde nel vuoto (per cui non si ha possibilità di ricombinazione), abbia una scarsa importanza nella formazione dell'o. libero nell'atmosfera terrestre. Il maggior contributo sembra sia stato dato, a partire da circa 2 miliardi di anni fa, dai primi organismi autotrofi, sviluppatisi o nelle profondità delle acque o nei sedimenti, al riparo dalle radiazioni UV (ultraviolette) del Sole, letali per ogni forma di vita. Alla decomposizione di acqua operata da questi si deve probabilmente l'o. presente nelle acque, dalle quali avvenne la precipitazione dei sedimenti di rocce ferrifere che contengono ferro trivalente. In un periodo successivo comparvero le prime cellule fotosintetiche, probabilmente al riparo di uno strato di acqua, che iniziarono a produrre o. libero per decomposizione dell'anidride carbonica, formando nel contempo una certa quantità di materia organica. L'aumento dell'o. presente nell'atmosfera portò alla formazione di una fascia di ozono, generato dall'o. liberato in alta quota per effetto delle radiazioni UV del Sole, nella stratosfera. Questa fascia si poté formare solo quando il tenore di o. nell'atmosfera giunse all'1% circa dell'attuale. Essa però produsse un vigoroso aumento dell'o. libero in quanto, costituendo uno schermo per le radiazioni UV del Sole, permise la formazione di una densa flora di microorganismi fotosintetici (fitoplancton) sulla superficie delle acque. Il fenomeno era autoesaltante perché un aumento di o. comportava un rafforzarsi di questo strato e quindi un maggior assorbimento delle radiazioni UV. Circa 1,3 miliardi di anni fa comparvero i primi organismi con metabolismo ossidativo, cioè che traevano energia dalla ossidazione di sostanze, assorbendo o. dall'atmosfera o dalle acque; furono i precursori degli attuali animali. 800 milioni di anni fa, quando l'o. aveva una concentrazione nell'atmosfera pari al 2 ÷ 3% dell'attuale, si ebbe la comparsa dei primi metazoi, accanto a un grande sviluppo del fitoplancton. Da quel periodo in poi l'o. venne aumentando gradatamente, fino a giungere al livello attuale circa 80 milioni di anni fa, quando già erano comparsi piante e animali superiori (mammiferi inclusi). Che in tutto questo la fotolisi e la perdita di idrogeno dall'atmosfera verso il vuoto sia un meccanismo relativamente poco importante, si ricava da alcune considerazioni sulla stima del rapporto fra o. totale presente sul pianeta e carbonio totale: si osserva che il rapporto carbonio/o. è circa 12/32, lo stesso che esiste nell'anidride carbonica CO₂, che era probabilmente il gas contenente o. di gran lunga più abbondante sulla Terra prima che iniziasse la formazione dell'o. libero. Se la fotolisi avesse giocato un ruolo più importante ci sarebbe stato un eccesso di carbonio. ║ Situazione attuale: la concentrazione di o. libero nell'atmosfera è stabile ormai da circa 80 milioni di anni, né può subire variazioni molto brusche per le notevoli inerzie che esistono in questo ciclo. L'insieme delle trasmigrazioni che regolano il passaggio da una sfera all'altra del nostro pianeta è però molto complesso. Si devono fare particolari osservazioni. A) Atmosfera (complesso dei gas liberi esistenti, come involucro esterno della Terra): ha scambi con la idrosfera (insieme delle acque del globo), con la litosfera (mantello solido della Terra), con la biosfera (insieme degli esseri viventi del globo) e con lo spazio interno. Come si è detto, in essa si ha la formazione di o. per fotolisi dell'acqua e perdita dell'idrogeno, più leggero, verso lo spazio vuoto. Con l'idrosfera essa è in equilibrio attraverso uno scambio di o. sia libero (O₂) sia combinato in composti come l'anidride carbonica CO₂, o l'acqua H₂O. Con la litosfera esistono gli stessi scambi, ma in generale l'atmosfera cede più o. di quello che riceve, mentre si verifica l'opposto per la CO₂. Questa, infatti, si genera per decomposizione di sostanze organiche; l'o., invece, viene fissato dalla litosfera attraverso l'ossidazione di minerali. Verso la biosfera lo scambio è diverso, a seconda che si tratti di animali e piante non fotosintetiche, o piante fotosintetiche. Con i primi essa cede o. ricevendo in cambio soprattutto CO₂ e, in quantità minore, anche H₂O. Con le piante fotosintetiche il senso è inverso: l'atmosfera cede la CO₂ ricavando in cambio dell'o. B) Idrosfera: oltre agli scambi detti con la atmosfera, scambia anche acqua e anidride carbonica (in forma di carbonati e bicarbonati) con la litosfera. Inoltre essa cede o. e riceve materiale organico dalla biosfera, per la decomposizione degli animali e piante marini morti. C) Biosfera (animali): assorbe o. dall'atmosfera e materiale organico dalla biosfera (piante), cedendo anidride carbonica e acqua all'atmosfera e materiale organico all'idrosfera e alla litosfera. D) Biosfera (piante fotosintetiche): riceve dall'atmosfera anidride carbonica e cede in cambio o. e quantità minori di acqua. Cede sostanza organica alla litosfera e alla idrosfera, mentre riceve acqua e altre sostanze dalla litosfera. Questo complesso di scambi non sempre è in condizioni di parità; ad esempio, la litosfera assorbe più o. di quanta anidride carbonica emette. Inoltre essa, attraverso l'emissione di gas vulcanici, ricchi fra l'altro di ossido di carbonio CO, può sottrarre o. libero, perché il CO tende a combinarsi con questo per formare CO₂. I vari scambi avvengono con velocità diverse: ad esempio, l'anidride carbonica esistente nell'aria viene continuamente ricambiata con un ciclo completo di 300 anni; cioè tutto viene fissato e di nuovo liberato in tale lasso di tempo. L'acqua esistente nell'atmosfera ha invece un ciclo di circa 2.000 anni, vale a dire che ogni anno viene decomposta e ricombinata una quantità di acqua pari a un duemilionesimo di quella che esiste nell'atmosfera. È, quindi, evidente che questo meccanismo di generazione di o. è insignificante rispetto alla formazione e decomposizione dell'anidride carbonica. Il ciclo dell'o. si basa, dunque, sulle seguenti funzioni: fotosintesi clorofilliana che, partendo da acqua e anidride carbonica, porta alla formazione di carboidrati e alla liberazione di tutto l'o. contenuto nella CO₂ stessa; respirazione che, assorbendo o. utilizzato per la demolizione ossidativa di sostanze alimentari (organiche), emette una quantità di CO₂ superiore all'equivalente di o. assorbito e acqua. Le due reazioni si possono schematizzare in modo semplice, considerando per i carboidrati la formula generica (CH₂O)n, dove n è indeterminato, variando da un carboidrato all'altro. Per la fotosintesi clorofilliana si ha:

CO₂ + H₂O + (energia) → (CH₂O)_n + O₂

mentre per la respirazione si può scrivere:

(CH₂O) + O₂ → CO₂ + H₂O + (energia)

Nel primo caso l'energia è assorbita dal Sole, che di giorno fa avvenire la fotosintesi clorofilliana; nel secondo caso si tratta dell'energia liberata all'interno delle cellule dai meccanismi di demolizione ossidativa degli alimenti, secondo reazioni che forniscono a queste l'energia necessaria per lo svolgimento delle loro funzioni. Le due reazioni sono esattamente l'una opposta dell'altra, salvo la forma in cui l'energia interviene. La prima funzione viene svolta dalle piante fotosintetiche, con intervento della clorofilla. La seconda viene invece svolta in tutte le cellule viventi, siano esse animali o vegetali, attraverso una serie complessa di reazioni nelle quali, per gli animali superiori, si ha intervento di numerose sostanze altamente catalitiche. In questa fase la presenza di o. viene assicurata dal meccanismo di respirazione; nell'uomo l'o. viene assorbito dall'aria inspirata nei polmoni e si scioglie nel sangue sia fisicamente sia per combinazione con l'emoglobina presente, fin quasi a saturarlo. A sua volta il sangue lo cede alle singole cellule, asportando da esse l'anidride carbonica. L'o. in concentrazione elevata è dannoso alle cellule, in quanto potrebbe comportare l'ossidazione di alcune sostanze fondamentali per il loro funzionamento; le cellule degli animali superiori contengono comunque dei granuli (detti perossisomi) che hanno la funzione di impedire che la concentrazione di o. si innalzi troppo. Questa funzione viene da essi esplicata catalizzando reazioni di ossidazione di altre sostanze, ad esempio acqua, che viene trasformata in acqua ossigenata. Gli organismi più semplici, sprovvisti di questo meccanismo di regolazione, vengono sopraffatti da concentrazioni di o. nell'atmosfera, superiori anche di qualche percento a quella attualmente esistente nell'aria (20,8% circa in volume, ovvero 23% circa in peso).