Значај, састав и особине ваздуха

Ваздух је хомогена смеша гасови који чине земљину атмосферу. Захваљујући њему биолошких процеса (попут дисања) и биогеохемијски циклуси (попут циклуса воде). То је средина у којој се јављају временски услови и састоји се од различитих елемената и хемијских једињења.

Процентуални састав ваздуха

Ваздух садржи следеће елементе и хемијска једињења, природно уравнотежена за подршку процесима планете:

• Азот (Н.₂): 78%
• Кисеоник (О.₂): 21%
• Аргон (Ар): 0,9%
• Угљен-диоксид (ЦО₂): 0.03%
• Осталих 0,07% састоји се од различитих пропорција водене паре (Х₂О), водоник (Х.₂), озон (О.₃), метан (ЦХ₄), угљен моноксид (ЦО), хелијум (Хе), неон (Не), криптон (Кр) и ксенон (Ксе).

Значај кисеоника у ваздуху

Кисеоник је врло реактивни хемијски елемент који се може повезати са широким спектром елемената, попут метала, неметала и металоида. Поврх тога, неопходан је за дисање свих живих бића. Стога је његово присуство у ваздуху оно што чува живот на планети.

Кисеоник је оксидант по изврсности. Односно, супстанца је та која чува реакције сагоревања. Када супстанца која садржи угљеник уђе у реакцију сагоревања, она ће се комбинирати са кисеоником да би ослободила своје атоме угљеника као угљен-диоксид (ЦО

₂) или угљен моноксид (ЦО), у зависности од квалитета реакције.

Значај азота у ваздуху

78% азота (Н₂) је од виталног значаја, јер је то елемент за који је задужен пригушују реактивност кисеоника. 21% кисеоника (О.₂) довољно да се сва запаљива материја на планети запали. Међутим, постоји присуство гаса азота (Н₂), који је инертан на атмосферским температурама.

Ако је проценат кисеоника (О₂) премашује 21%, били бисмо изгубљени: сва органска материја на планети би спонтано изгорела, праћена сунчевим зрачењем. Исти ефекат би се догодио ако проценат азота (Н₂) ће пасти са 78%. Стога је неопходно одржавати равнотежу између ове две компоненте ваздуха и спречити прекомерно загађење ваздуха.

Реакције кисеоника

Кисеоник у ваздуху (О.₂) је хемијски реагенс доступан многим супстанцама, тако да оне почињу да се трансформишу у друге, које ће имати различита физичка и хемијска својства. Свака трансформација ће бити описана хемијском једначином. Међу реакцијама у којима учествује кисеоник су:

• Реакције сагоревања
• Реакције оксидације
• Реакције синтезе

У реакције сагоревања, кисеоник ће се придружити атомима угљеника запаљиве супстанце, дајући велику количину топлоте и гасова сагоревања: угљен-диоксид (ЦО₂) или угљен моноксид (ЦО). Поред ових производа ствара се водена пара.

У реакције оксидације, кисеоник ће се везати за атоме металних елемената, у а појава корозије назива се оксидацијом. Као производи настаће метални оксиди.

У реакције синтезе, кисеоник ће се комбинирати са неметалним елементима да би створио њихове одговарајуће оксиде, такође назване анхидриди. То су углавном гасови, као што су азотни оксиди (НОк), сумпорни оксиди (СОк) и загађивачи ваздуха.

Примери реакција кисеоника

1.- Сагоревање метанског гаса (ЦХ₄):

ЦХ₄ + (3/2) О.₂ -> ЦО₂ + 2Х₂ИЛИ

2.- Сагоревање етанског гаса (Ц.₂Х.₆):

Ц.₂Х.₆ + (7/2) О.₂ -> 2ЦО₂ + 3Х₂ИЛИ

3.- Сагоревање пропанског гаса (Ц.₃Х.₈):

Ц.₃Х.₈ + 5О₂ -> 3ЦО₂ + 4Х₂ИЛИ

4.- Сагоревање гаса бутана (Ц₄Х.₁₀):

Ц.₄Х.₁₀ + (13/2) О.₂ -> 4ЦО₂ + 5Х₂ИЛИ

5.- Оксидација металног гвожђа (Фе) у железов оксид:

2Фе + (3/2) О.₂ -> Вера₂ИЛИ₃

6.- Оксидација метала гвожђа (Фе) у железов оксид:

Фе + (1/2) О.₂ -> ФеО

7.- Оксидација натријума метала (На) дајући натријум оксид (На₂ИЛИ):

2На + (1/2) О.₂ -> На₂ИЛИ

8.- Синтеза азотног оксида (НО):

Н.₂ + О.₂ + топлота -> 2НО

9.- Синтеза сумпор-диоксида (СО₂):

С + О₂ + топлота -> СО₂

10.- Синтеза сумпор-триоксида (СО₃):

С + (3/2) О.₂ + топлота -> СО₃

Загађивачи ваздуха

Упркос напорима планете да уравнотежи концентрације атмосферских компоненти, људске активности генеришу велики број наметљивих супстанци: загађивача. Загађивачи су хемијске врсте које мењају својства ваздуха и његове функције за одржавање живота. Међу њима су:

• Угљенмоноксид (ЦО), чији је главни извор непотпуно сагоревање у моторима са унутрашњим сагоревањем.
• Сумпор-диоксид (СО₂), чији су главни извор постројења за производњу сумпорне киселине.
• Суспензоване честице које настају сагоревањем у моторима. Укључене су честице мање од 10 микрона (ПМ10), које могу доћи до респираторног система живих бића и изазвати болести.
• Олово (Пб), чији су главни извор пећи топионица.
• Угљоводоници са дугим ланцима, који потичу из нафте, а ослобађају се током сагоревања уља.

Пратите са:

• Карактеристике кисеоника