Ilman merkitys, koostumus ja ominaisuudet

Ilma on homogeeninen seos kaasut, jotka muodostavat maan ilmakehän. Kiitos hänelle biologiset prosessit (kuten hengitys) ja biogeokemialliset syklit (kuten vesikierto). Se on ympäristö, jossa sääolosuhteet esiintyvät, ja se koostuu erilaisista alkuaineista ja kemiallisista yhdisteistä.

Ilman prosenttiosuus

Ilma sisältää seuraavat alkuaineet ja kemialliset yhdisteet, jotka ovat luonnollisesti tasapainossa tukemaan planeetan prosesseja:

• Typpi (N₂): 78%
• Happi (O₂): 21%
• Argoni (Ar): 0,9%
• Hiilidioksidi (CO₂): 0.03%
• Loput 0,07% koostuu vaihtelevista vesihöyryn osuuksista (H₂O), vety (H₂), otsoni (O₃), metaani (CH₄), hiilimonoksidi (CO), helium (He), neon (Ne), krypton (Kr) ja ksenoni (Xe).

Ilman hapen merkitys

Happi on erittäin reaktiivinen kemiallinen alkuaine, joka kykenee tarttumaan monenlaisiin alkuaineisiin, kuten metalleihin, ei-metalleihin ja metalloideihin. Lisäksi, se on välttämätöntä kaikkien elävien olentojen hengitykselle. Sen läsnäolo ilmassa on siis se, mikä säilyttää elämän planeetalla.

Happi on hapetin huippuosaamisen avulla. Toisin sanoen se on aine, joka säilyttää palamisreaktiot. Kun hiiltä sisältävä aine pääsee palamisreaktioon, se yhdistyy hapen kanssa vapauttaen hiiliatominsa hiilidioksidina (CO₂) tai hiilimonoksidi (CO) reaktion laadusta riippuen.

Typen merkitys ilmassa

78% typpeä (N₂) on elintärkeää, koska se on vastuuhenkilö vaimentaa hapen reaktiivisuutta. 21% happea (O₂) riittää saamaan kaikki planeetan palavat aineet syttymään. Typpikaasua (N₂), joka on inertti ilmakehän lämpötilassa.

Jos happiprosentti (O₂) ylittää 21%, menetämme: kaikki maapallon orgaaniset aineet palavat itsestään aurinkosäteilyn mukana. Sama vaikutus tapahtuisi, jos typen (N₂) laskee 78 prosentista. Siksi on välttämätöntä ylläpitää tasapainoa näiden kahden ilman komponentin välillä ja estää ylimääräinen ilmansaaste.

Happireaktiot

Ilmassa oleva happi (O₂) on kemiallinen reagenssi, jota on saatavilla monille aineille, joten ne alkavat muuttua muiksi, joilla on erilaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. Jokainen muunnos kuvataan kemiallisella yhtälöllä. Reaktioita, joihin happi osallistuu, ovat:

• Palamisreaktiot
• Hapettumisreaktiot
• Synteesireaktiot

vuonna palamisreaktiot, happi yhdistää palavan aineen hiiliatomeja päästääkseen suuren määrän lämpöä ja palamiskaasuja: hiilidioksidia (CO₂) tai hiilimonoksidia (CO). Näiden tuotteiden lisäksi syntyy vesihöyryä.

vuonna hapetusreaktiot, happi tulee liittymään metallisten alkuaineiden atomeihin, a korroosioilmiö kutsutaan hapettumiseksi. Metallioksidit muodostuvat tuotteina.

vuonna synteesireaktiot, happi yhdistyy ei-metallisten alkuaineiden kanssa muodostaen vastaavia oksidejaan, joita kutsutaan myös anhydridit. Nämä ovat yleensä kaasuja, kuten typpioksidit (NOx: t), rikkioksidit (SOx: t), ja ne ovat ilman epäpuhtauksia.

Esimerkkejä happireaktioista

1.- metaanikaasun (CH₄):

CH₄ + (3/2) O₂ -> CO₂ + 2H₂TAI

2. - Etaanikaasun (C₂H₆):

C₂H₆ + (7/2) O₂ -> 2CO₂ + 3H₂TAI

3. - Propaanikaasun (C₃H₈):

C₃H₈ + 5O₂ -> 3CO₂ + 4H₂TAI

4. butaanikaasun (C₄H₁₀):

C₄H₁₀ + (13/2) O₂ -> 4CO₂ + 5H₂TAI

5.- Metalliraudan (Fe) hapettuminen rautaoksidiksi:

2Fe + (3/2) O₂ -> Usko₂TAI₃

6.- Rautametallin (Fe) hapettuminen rautaoksidiksi:

Fe + (1/2) O₂ -> FeO

7.- Metallinatriumin (Na) hapetus natriumoksidiksi (Na₂TAI):

2Na + (1/2) O₂ -> Na₂TAI

8. - typpioksidin (NO) synteesi:

N₂ + O₂ + lämpö -> 2NO

9.- Rikkidioksidin (SO₂):

S + O₂ + lämpö -> SO₂

10.- Rikkitrioksidin (SO₃):

S + (3/2) O₂ + lämpö -> SO₃

Ilman epäpuhtaudet

Huolimatta planeetan pyrkimyksistä tasapainottaa ilmakehän komponenttien pitoisuudet, ihmisen toiminta tuottaa suuren määrän häiritseviä aineita: epäpuhtauksia. Epäpuhtaudet ovat kemiallisia lajeja, jotka muuttavat ilman ominaisuuksia ja toimintoja elämän tukemiseksi. Niitä ovat:

• Hiilimonoksidi (CO), jonka päälähde on epätäydellinen palaminen polttomoottoreissa.
• Rikkidioksidi (SO₂), jonka pääasiallinen lähde on rikkihappoa tuottavat laitokset.
• Suspendoituneet hiukkaset, jotka syntyvät moottoreiden palamisesta. Mukana on alle 10 mikronin hiukkasia (PM10), jotka voivat päästä elävien olentojen hengityselimiin ja aiheuttaa sairauksia.
• Lyijy (Pb), jonka pääasiallinen lähde on sulatuslaitosten uunit.
• Öljystä peräisin olevat pitkäketjuiset hiilivedyt, joita vapautuu öljyn polttamisen aikana.

Seuraa:

• Hapen ominaisuudet