Gaisa nozīme, sastāvs un īpašības

Gaiss ir viendabīgs gāzes, kas veido zemes atmosfēru. Pateicoties viņam bioloģiskie procesi (piemēram, elpošana) un bioģeoķīmiskie cikli (piemēram, ūdens cikls). Tā ir vide, kurā notiek laika apstākļi, un to veido dažādi elementi un ķīmiskie savienojumi.

Gaisa procentuālais sastāvs

Gaiss satur šādus elementus un ķīmiskos savienojumus, kas ir dabiski līdzsvaroti, lai atbalstītu planētas procesus:

• Slāpeklis (N₂): 78%
• Skābeklis (O₂): 21%
• Argons (Ar): 0,9%
• Oglekļa dioksīds (CO₂): 0.03%
• Pārējos 0,07% veido dažādas ūdens tvaiku proporcijas (H₂O), ūdeņradis (H₂), ozons (O₃), metāns (CH₄), oglekļa monoksīds (CO), hēlijs (He), neons (Ne), kriptons (Kr) un ksenons (Xe).

Gaisa skābekļa nozīme

Skābeklis ir ļoti reaktīvs ķīmiskais elements, kas spēj iesaistīties dažādos elementos, piemēram, metālos, nemetālos un metaloīdos. Kas vēl, tas ir būtiski visu dzīvo būtņu elpošanai. Tāpēc tās klātbūtne gaisā saglabā dzīvību uz planētas.

Skābeklis ir oksidētājs pēc izcilības. Tas ir, tā ir viela, kas saglabā degšanas reakcijas. Kad viela, kas satur oglekli, nonāk degšanas reakcijā, tā apvienosies ar skābekli, lai atbrīvotu oglekļa atomus kā oglekļa dioksīdu (CO

₂) vai oglekļa monoksīdu (CO) atkarībā no reakcijas kvalitātes.

Slāpekļa nozīme gaisā

78% slāpekļa (N₂) ir vitāli svarīgs, jo tas ir atbildīgais elements slāpē skābekļa reaktivitāti. 21% skābekļa (O₂) ir pietiekami, lai visas planētas degošās vielas uzliesmotu. Tomēr ir slāpekļa gāze (N₂), kas atmosfēras temperatūrā ir inerts.

Ja skābekļa (O₂) pārsniedz 21%, mēs tiktu pazaudēti: visa organiskā viela uz planētas spontāni sadegtu, ko pavadītu saules starojums. Tāda pati ietekme būtu, ja slāpekļa (N₂) samazināsies no 78%. Tāpēc ir svarīgi saglabāt līdzsvaru starp abiem gaisa komponentiem un novērst pārmērīgu gaisa piesārņojumu.

Skābekļa reakcijas

Skābeklis gaisā (O₂) ir ķīmisks reaģents, kas pieejams daudzām vielām, lai tās sāk pārveidoties par citām, kurām būs atšķirīgas fizikālās un ķīmiskās īpašības. Katra transformācija tiks aprakstīta ar ķīmisko vienādojumu. Starp reakcijām, kurās piedalās skābeklis, ir:

• Degšanas reakcijas
• Oksidācijas reakcijas
• Sintēzes reakcijas

Iekš sadegšanas reakcijas, skābeklis pievienosies degošās vielas oglekļa atomiem, lai izdalītu lielu daudzumu siltuma un degšanas gāzu: oglekļa dioksīdu (CO₂) vai oglekļa monoksīds (CO). Papildus šiem produktiem rodas ūdens tvaiki.

Iekš oksidēšanās reakcijas, skābeklis saistīsies ar metāla elementu atomiem, a korozijas parādība ko sauc par oksidāciju. Metāla oksīdi tiks veidoti kā produkti.

Iekš sintēzes reakcijas, skābeklis apvienosies ar nemetāliskiem elementiem, veidojot attiecīgos oksīdus, kurus sauc arī anhidrīdi. Tās parasti ir gāzes, piemēram, slāpekļa oksīdi (NOx), sēra oksīdi (SOx), un tie ir gaisa piesārņotāji.

Skābekļa reakciju piemēri

1.- metāna gāzes (CH₄):

CH₄ + (3/2) O₂ -> CO₂ + 2H₂VAI

2. - etāna gāzes (C.₂H₆):

C₂H₆ + (7/2) O₂ -> 2CO₂ + 3H₂VAI

3.- propāna gāzes (C.₃H₈):

C₃H₈ + 5O₂ -> 3CO₂ + 4H₂VAI

4. butāna gāzes (C.₄H₁₀):

C₄H₁₀ + (13/2) O₂ -> 4CO₂ + 5H₂VAI

5. Metāla dzelzs (Fe) oksidēšana, veidojot dzelzs oksīdu:

2Fe + (3/2) O₂ -> Ticība₂VAI₃

6.- Dzelzs metāla (Fe) oksidēšana, veidojot dzelzs oksīdu:

Fe + (1/2) O₂ -> FeO

7.- Metāla nātrija (Na) oksidēšana, veidojot nātrija oksīdu (Na₂VAI):

2Na + (1/2) O₂ -> Na₂VAI

8. - slāpekļa oksīda (NO) sintēze:

N₂ + O₂ + siltums -> 2NO

9.- Sēra dioksīda (SO₂):

S + O₂ + siltums -> TIK₂

10.- Sēra trioksīda (SO₃):

S + (3/2) O₂ + siltums -> TIK₃

Gaisa piesārņotāji

Neskatoties uz planētas centieniem līdzsvarot atmosfēras komponentu koncentrāciju, cilvēku darbība rada lielu daudzumu uzmācīgu vielu: piesārņotāju. Piesārņotāji ir ķīmiskas sugas, kas maina gaisa īpašības un tā funkcijas, lai atbalstītu dzīvību. Starp tiem ir:

• Oglekļa monoksīds (CO), kura galvenais avots ir nepilnīga sadegšana iekšdedzes motoros.
• Sēra dioksīds (SO₂), kuras galvenais avots ir sērskābi ražojošie augi.
• Piekarināmās daļiņas, kas rodas sadedzinot motoros. Iekļautas daļiņas, kuru izmērs ir mazāks par 10 mikroniem (PM10), kas var sasniegt dzīvo būtņu elpošanas sistēmu un izraisīt slimības.
• Svins (Pb), kura galvenais avots ir kausēšanas iekārtu krāsnis.
• Garas ķēdes ogļūdeņraži, kas rodas no eļļas, un izdalās eļļas dedzināšanas laikā.

Sekojiet līdzi:

• Skābekļa raksturojums