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Sciences

Pourquoi dans la composition chimique du corps humain le carbone vient avant l'hydrogène? Vu qu'on dit que le corps humain est constitué en majeur partie d'eau et l'eau est constitué d'oxygène et d'hydrogène, pourquoi donc le carbone vient avant?

Question de (17 ans)

Didier Perret

Réponse de Didier Perret

Docteur

Section de chimie et biochimie
Université de Genève

Le corps humain est constitué d'organes, eux-mêmes constitués de cellules, elles-mêmes constituées de molécules, elles-mêmes constituées d'atomes. Voilà déjà de quoi passer de l'échelle du mètre (taille moyenne d'un homme : 1.65 mètre à 1.75 mètre ; 1.40 mètre pour un pygmée) à celle de l'angstrœm (taille d'un atome : 0.4 angstrœm à 2.7 angstrœm ; 1 angstrœm est un dix-milliardième de mètre).

Alors que le Tableau Périodique des Eléments (celui qui fait souffrir tant d’élèves dans les cours de chimie!) répertorie 118 éléments, le corps humain contient environ la moitié de ces éléments; certains sont présents en grande quantité tandis que d'autres sont présents en traces infinitésimales mais néanmoins utiles ou indispensables au bon fonctionnement de notre métabolisme.

Plusieurs manières de représenter la composition chimique du corps humain vivant (c'est-à-dire contenant plus de 80 % en masse d’eau) sont envisageables.

On peut compter le nombre d'atomes de chaque élément présent dans chaque molécule (travail de Titan!) et les classer par ordre décroissant. Dans ce cas, le gagnant est …l’élément le plus léger, l'hydrogène H, qui représente plus de 60 % de tous les atomes présents. L’oxygène O représente près de 25 % de tous les atomes, et le carbone C plus de 15 % de tous les atomes. Sur le podium du nombre d’atomes, on trouve donc H > O > C.

Ensuite, on peut peser tous les éléments présents dans le corps et les classer. Dans ce cas, le gagnant est …l'oxygène, qui est présent non seulement dans l'eau mais également dans la plupart des molécules organiques de notre corps, et qui représente environ 65 % de la masse totale du corps. Le carbone arrive en deuxième position (environ 20 % de la masse totale), suivi de l'hydrogène (environ 10 % de la masse). Sur le podium des masses, on trouve donc O > C > H.

Tout dépend donc du point de vue qu'on adopte pour indiquer la composition de l'humain moyen. Les différences spectaculaires dans les classements indiqués ici proviennent du fait que l'atome d'hydrogène pèse environ 12 fois moins que l'atome de carbone, et environ 16 fois moins que l'atome d’oxygène. Malgré le fait que les molécules d’eau contiennent 2 fois plus d'atomes d'hydrogène que d'atomes d'oxygène, la masse d'oxygène dans l’eau est nettement plus élevée (8 fois) que la masse d’hydrogène.

16 octobre 2017

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