Значение, состав и свойства воздуха

Воздух - это однородная смесь газы, составляющие атмосферу земли. Благодаря ему биологические процессы (как дыхание) и биогеохимические циклы (как круговорот воды). Это среда, в которой возникают погодные условия, и состоит из множества элементов и химических соединений.

Процентный состав воздуха

Воздух содержит следующие элементы и химические соединения, сбалансированные естественным образом для поддержания процессов на планете:

• Азот (N₂): 78%
• Кислород (O₂): 21%
• Аргон (Ar): 0,9%
• Двуокись углерода (CO₂): 0.03%
• Остальные 0,07% состоят из водяного пара в различной пропорции (H₂O), водород (H₂), озон (O₃), метан (CH₄), оксид углерода (CO), гелий (He), неон (Ne), криптон (Kr) и ксенон (Xe).

Важность кислорода воздуха

Кислород - очень реактивный химический элемент, способный взаимодействовать с самыми разными элементами, такими как металлы, неметаллы и металлоиды. Более того, он необходим для дыхания всех живых существ. Таким образом, его присутствие в воздухе сохраняет жизнь на планете.

Кислород - это 

окислитель по совершенству. То есть это вещество, которое сохраняет реакции горения. Когда вещество, содержащее углерод, вступает в реакцию сгорания, оно соединяется с кислородом, высвобождая свои атомы углерода в виде диоксида углерода (CO₂) или окиси углерода (CO), в зависимости от качества реакции.

Важность азота в воздухе

78% азота (N₂) жизненно важен, потому что это элемент, отвечающий за снизить реактивность кислорода. 21% кислорода (O₂) достаточно, чтобы воспламенилось все горючее на планете. Однако присутствует газообразный азот (N₂), инертный при атмосферных температурах.

Если процентное содержание кислорода (O₂) превышает 21%, мы бы потерялись: все органическое вещество на планете спонтанно сгорело бы вместе с солнечной радиацией. Тот же эффект будет, если процентное содержание азота (N₂) упадет с 78%. Поэтому важно поддерживать баланс между этими двумя компонентами воздуха и предотвращать чрезмерное загрязнение воздуха.

Кислородные реакции

Кислород в воздухе (O₂) является химическим реагентом, доступным для многих веществ, так что они начинают преобразовываться в другие, которые будут иметь другие физические и химические свойства. Каждое преобразование будет описано химическим уравнением. К реакциям, в которых участвует кислород, относятся:

• Реакции горения
• Реакции окисления
• Реакции синтеза

в реакции горения, кислород собирается присоединиться к атомам углерода горючего вещества с выделением большого количества тепла и дымовых газов: диоксида углерода (CO₂) или оксид углерода (CO). Помимо этих продуктов образуется водяной пар.

в реакции окисления, кислород будет связываться с атомами металлических элементов в явление коррозии называется окислением. В виде продуктов будут образовываться оксиды металлов.

в реакции синтеза, кислород собирается объединиться с неметаллическими элементами с образованием соответствующих оксидов, также называемых ангидриды. Обычно это газы, такие как оксиды азота (NOx), оксиды серы (SOx), и они являются загрязнителями воздуха.

Примеры кислородных реакций

1.- Сжигание метанового газа (CH₄):

CH₄ + (3/2) O₂ -> CO₂ + 2H₂ИЛИ ЖЕ

2.- Сжигание этанового газа (C₂ЧАС₆):

C₂ЧАС₆ + (7/2) O₂ -> 2CO₂ + 3H₂ИЛИ ЖЕ

3.- Сжигание пропана (C₃ЧАС₈):

C₃ЧАС₈ + 5O₂ -> 3CO₂ + 4H₂ИЛИ ЖЕ

4.- Сжигание газообразного бутана (C₄ЧАС₁₀):

C₄ЧАС₁₀ + (13/2) O₂ -> 4CO₂ + 5H₂ИЛИ ЖЕ

5.- Окисление металлического железа (Fe) с образованием оксида железа:

2Fe + (3/2) O₂ -> Вера₂ИЛИ ЖЕ₃

6.- Окисление металлического железа (Fe) с образованием закиси железа:

Fe + (1/2) O₂ -> FeO

7.- Окисление металлического натрия (Na) с образованием оксида натрия (Na₂ИЛИ ЖЕ):

2Na + (1/2) O₂ -> Na₂ИЛИ ЖЕ

8.- Синтез оксида азота (NO):

N₂ + O₂ + тепло -> 2НО

9.- Синтез диоксида серы (SO₂):

S + O₂ + тепло -> SO₂

10.- Синтез триоксида серы (SO₃):

S + (3/2) O₂ + тепло -> SO₃

Загрязнители воздуха

Несмотря на усилия планеты по уравновешиванию концентраций компонентов атмосферы, деятельность человека генерирует большое количество интрузивных веществ: загрязняющих веществ. Загрязняющие вещества - это химические вещества, которые изменяют свойства воздуха и его функции для поддержания жизни. Среди них:

• Окись углерода (CO), основным источником которой является неполное сгорание в двигателях внутреннего сгорания.
• Диоксид серы (SO₂), основным источником которых являются заводы по производству серной кислоты.
• Взвешенные частицы, образующиеся при сгорании в двигателях. Включены частицы размером менее 10 микрон (PM10), которые могут достигать дыхательной системы живых существ и вызывать заболевания.
• Свинец (Pb), основным источником которого являются печи плавильных заводов.
• Углеводороды с длинной цепью, которые поступают из нефти и выделяются при ее сжигании.

Следуйте с:

• Характеристики кислорода