Compoziția aerului atmosferic și a poluanților

compoziția aerului Se bazează pe mai multe componente; 78% azot, 21% oxigen, 1% argon și restul diferitelor gaze nobile care formează atmosfera care înconjoară Pământul.

În unele locuri, activitățile umane au adăugat alte gaze în atmosferă, numite poluanți.

Compoziția curentă a aerului

• azot: 78%. Se diluează oxigenul și se evită arderea rapidă pe suprafața pământului. Ființele vii au nevoie de ea pentru a produce proteine. Azotul nu poate fi folosit direct din aer. Ciclul de azot este modul în care natura furnizează azotul necesar pentru ființele vii.
• oxigen: 21% Este folosit de toate ființele vii, esențiale pentru respirație și necesare pentru combustie sau ardere.
• argon: 1% Se folosește în becuri.
• Dioxid de carbon: 0,03%. Plantele o folosesc pentru a produce oxigen. Dioxidul de carbon acționează ca o pătură și împiedică evadarea căldurii în spațiul cosmic. Oamenii de știință cred că extracția de combustibili fosili, cum ar fi cărbunele și petrolul, adaugă mai mult dioxid de carbon în atmosferă.
• Vapori de apă: 0,0 până la 4,0%. Esențială pentru procesele de viață. De asemenea, previne pierderea căldurii de pe pământ.
• Trace gaze: acestea sunt gaze care sunt în cantități foarte mici. Acestea includ neon, heliu, krypton și xenon.

În timp ce compoziția nu se schimbă mult pe măsură ce se deplasează prin straturile inferioare ale atmosferei, ce schimbări este numărul moleculelor.

Când se deplasează mai mult, moleculele de aer devin mai puțin abundente. Deși cea mai mare parte din aceeași compoziție, există o diferență chimică foarte importantă în stratosferă, deoarece este în acest strat, unde cele mai mari concentrații de molecule de ozon locuiesc.

În stratosfera, moleculele de ozon - trei atomi de oxigen atașați unul de celălalt - împiedică razele cele mai intense ale soarelui să ajungă la suprafața Pământului.

Astăzi, oamenii de știință și cercetători din NCAR (Centrul National de Cercetare Atmosferica) la nivel mondial monitorizează acest strat este atât de subțire, la Polul Sud, care acum este numit „gaură“ și este în această zonă în care moleculele sunt în curs de distrus.

Deasupra mezosferei, compoziția se schimbă. Deși mezosfera este încă dominată de azot și oxigen, gazele din termosferă sunt puternic ionizate și legăturile dintre atomii de oxigen sunt rupte.

În exosfera, stratul exterior al atmosferei Pământului, moleculele de aer pot să scape cu ușurință de gravitatea Pământului și să plutească în spațiu.

Atmosfera conține, de asemenea, o cantitate mică, dar semnificativă de dioxid de carbon, de aproximativ 0,04%, și cantități mici de alte gaze. În plus față de aceste gaze, aerul conține și vapori de apă. Procentul de vapori de apă variază de la un loc la altul și în funcție de condițiile meteorologice.

Poluanții din aer

Poluarea adaugă molecule suplimentare în aer, inclusiv dioxid de carbon și ozon, în părțile inferioare ale atmosferei. Deși cantități mici de ambele sunt naturale la nivelul solului în troposferă, numărul acestora a crescut datorită arderii combustibililor fosili.

Dioxid de carbon

Dioxidul de bioxid, un produs secundar al arderii, se numește "gaz de seră" deoarece contribuie la încălzirea globală. Eliberat de ozon în plantele daune troposferei și cauzează probleme respiratorii, spre deosebire de „bun“ ozon din stratosfera care protejeaza Pamantul de razele solare ultraviolete.

Activitățile umane produc o serie de gaze care sunt eliberate în atmosferă. Uzinele pot provoca poluarea aerului, precum și arderea combustibilului, care eliberează o cantitate mare de dioxid de carbon în atmosferă. Se crede că aceasta este cauza încălzirii globale.

Alte oxizi

Alte gaze poluante care sunt eliberate în aer când ard combustibili includ monoxid de carbon, oxizi de azot și dioxid de sulf. Combustia incompletă a combustibililor eliberează, de asemenea, particule mici de solide (cum ar fi carbonul) în aer.

Particulele mai mari de poluare din atmosfera inferioară pot provoca, de asemenea, probleme respiratorii. Deși aerosoli sunt relativ mici si ultrafine emise de inflamația combustibililor fosili și, eventual, copaci și alte plante, acestea pot provoca probleme respiratorii semnificative pentru unii oameni.

Cum a fost descoperită compoziția aerului?

Primul indiciu al existenței argon a fost realizat de Sir Henry Cavendish in 1785. Cavendish a fost nefericit cu cât de puțin era cunoscut despre aerul și a fost deosebit de nefericit de lipsa de informații despre fracțiune de aer (mai ales) nu a fost oxigen.

Acest om de știință știa că azotul din aer ar putea reacționa cu oxigenul pentru a forma, în cele din urmă, acidul azotic.Scopul lui a fost de a determina dacă tot aerul care nu era oxigen sau dioxid de carbon ar putea deveni acid azotos, pentru a determina, ar putea ști dacă aerul era complet oxigen, dioxid de carbon și azot.

Cavendish a folosit o scânteie electrică în aer pentru a reacționa cu oxigenul și azotul pentru a forma oxizi de azot. Apoi, el a adăugat oxigen suplimentar până când reacționase întregul azot.

Deoarece oxizii de azot sunt acizi, Cavendish folosește hidroxid de sodiu apos pentru a le îndepărta și, prin urmare, orice dioxid de carbon care a fost prezent. A îndepărtat oxigenul rămas utilizând polisulfuri de potasiu.

O bulă mică de gaz a rămas (în special argon), astfel Cavendish stabilit că acest balon „nu a fost mai mult de o sută douăzeci de volumul de aer (azot)“ și, prin urmare, a constatat că aerul este cel puțin 99.3 la sută din azot / oxigen / dioxid de carbon, cu un maxim de 0,7% din "altceva".

Acum știm că „altceva“ este argon și este foarte reactiv, ceea ce a permis Cavendish găsi, dar, de asemenea, l-au împiedicat să afle mai multe despre ea. Progresele gigantice în spectroscopie au fost făcute de Gustav Kirchhoff și Robert Bunsen 85 de ani mai târziu.

Informații importante despre oxigen

• Oxigenul este al treilea element cel mai abundent din univers în masă.
• Oxigenul este cel mai abundent element al masei în biosfera Pământului.
• Concentrația ridicată de oxigen din atmosferă este rezultatul ciclului de oxigen al Pământului, care este predominant condus de fotosinteza plantelor.
• Leonardo da Vinci a fost cel care a propus pentru prima dată că aerul este compus din două gaze, unul pentru respirație și altul pentru foc.
• Joseph Priestly este în mod tradițional creditat cu descoperirea oxigenului în 1774.
• Carl Wilhelm Scheele a descoperit probabil oxigenul în anul precedent, dar lucrarea sa nu a fost publicată decât după Preot.
• La presiunea și temperatura normale, moleculele de oxigen se leagă să formeze dioxidul sau O2, care este prezent în atmosferă.
• Datorită prezenței sale în apă, oxigenul reprezintă cea mai mare parte din masa tuturor ființelor vii.
• Se utilizează în respirația celulară pentru toate tipurile de viață.
• Un allotrope de oxigen este de ozon (O3) care formează stratul de ozon atmosferic superior și absoarbe radiațiile UV de la soare.
• Oxigenul poate fi produs pentru uz comercial prin distilarea fracționată a aerului lichefiat, precum și prin alte metode.
• În condiții normale, apa proaspătă conține aproximativ 6,04 ml de oxigen pe litru, în timp ce apa de mare conține aproximativ 4,95 ml de oxigen pe litru.
• Oxigenul are o proprietate paramagnetică (paramagnetismul este generat în momentul în care moleculele unei substanțe au un moment magnetic permanent).
• Oxigenul joacă un rol important în concentrația ridicată a vieții în regiunile oceanelor polar, deoarece oxigenul este solubil în apă la temperaturi extrem de scăzute.
• Se crede că algele verzi și cianobacteriile sunt responsabile pentru producerea a până la 70% din oxigenul liber găsit în natură.
• Gazul de oxigen liber a fost aproape inexistent pe Pământ înainte de apariția organismelor fotosintetice cu aproximativ 3,5 miliarde de ani în urmă.
• Oxigenul este produs în comerț pentru o gamă largă de industrii și utilizări, inclusiv utilizări medicale.

Date importante despre argon

• Pe o scară planetară, putem calcula că atmosfera Pământului conține 65 trilioane de tone metrice de argon. Asta e mai mult de 9 tone metrice de argon per persoană de pe Pământ.
• Până în 1957, simbolul chimic al argonului era A. În 1957, IUPAC a fost de acord că simbolul ar trebui să se schimbe la Ar.
• Datele de potasiu-argon și argon-argon ne permit să întâlnim cele mai vechi roci. Raportul dintre potasiu-40 și argon-40 prins în stâncă poate fi folosit pentru a determina cât timp a existat de când stânca sa solidificat.
• Marea majoritate a argonului de pe Pământ provine din decăderea radioactivă a potasiului-40, care produce argon stabil-40. Peste 99% argon de pe Pamant este argon-40.
• Departe de Pământ, argon-36 este cel mai abundent izotop, sintetizat în stele siliciu faze de ardere, cu o masă de aproximativ 11 sau mai mulți sori Pământului.

Informații importante despre dioxidul de carbon

• Funcția principală a sistemului respirator al oricărui organism viu este schimbarea oxigenului și a dioxidului de carbon. Dioxidul de dioxid de carbon intră în corp prin aerul pe care îl respiră. Ca sângele este pompat prin artera pulmonara in plamani, sangele elibereaza dioxid de carbon in plamani si gazul primar este expirat. Aproximativ 0,3 litri de dioxid de carbon sunt transferate din sânge în fiecare minut.
• Dacă un organism viu este închis într-o cameră etanșă, acesta va muri de otrăvirea cu dioxid de carbon înainte de a muri de asfixiere cu oxigen.
• Cel mai mare producător de gaze cu dioxid de carbon produs de om este inflamația combustibililor fosili, în special a celor produse de automobile și procesele industriale. Cu toate acestea, procesele naturale, cum ar fi dezintegrarea vegetației, emit mult mai mult dioxid de carbon în atmosferă. Dioxidul de dioxid de carbon este, de asemenea, eliberat din interiorul Pământului prin erupții vulcanice și bule imense care se ridică prin oceane.

referințe

1. Stewart, D ... (2012). Compoziția aerului. 3-1-2017, de Chemicool.
2. Sirois, M. (2009). Compoziția atmosferei. 3-1-2017, de la arhivele Houston TeacherTECH.
3. BBC Marea Britanie. (2014). Compoziția aerului. 3-1-2017, de la BBC.
4. UCAR. (2014). Poluarea aerului 3-1-2017, de la Centrul Național de Cercetare a Atmosferei.
5. Braybury, L. (2014). Fapte interesante despre dioxidul de carbon. 3-1-2017, de la Qingdao Baigong Industrial And Trading Co, Ltd.