ความสำคัญ องค์ประกอบ และคุณสมบัติของอากาศ

อากาศเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันของ ก๊าซที่ประกอบขึ้นเป็นชั้นบรรยากาศของโลก. ขอบคุณเขา กระบวนการทางชีววิทยา (เช่นการหายใจ) และ วัฏจักรชีวเคมี (เหมือนวัฏจักรของน้ำ) มันคือสภาพแวดล้อมที่สภาพอากาศเกิดขึ้นและประกอบด้วยองค์ประกอบและสารประกอบทางเคมีที่หลากหลาย

เปอร์เซ็นต์องค์ประกอบของอากาศ

อากาศประกอบด้วยองค์ประกอบและสารประกอบทางเคมีต่อไปนี้ ซึ่งมีความสมดุลตามธรรมชาติเพื่อรองรับกระบวนการของโลก

• ไนโตรเจน (N₂): 78%
• ออกซิเจน (O₂): 21%
• อาร์กอน (Ar): 0.9%
• คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂): 0.03%
• อีก 0.07% ประกอบด้วยสัดส่วนของไอน้ำ (H₂O), ไฮโดรเจน (H₂), โอโซน (O₃), มีเทน (CH₄), คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO), ฮีเลียม (He), นีออน (Ne), คริปทอน (Kr) และซีนอน (Xe)

ความสำคัญของออกซิเจนในอากาศ

ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีปฏิกิริยาไวมาก สามารถเข้าไปเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบที่หลากหลาย เช่น โลหะ อโลหะ และเมทัลลอยด์ มีอะไรอีก, จำเป็นต่อการหายใจของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด. การมีอยู่ของมันในอากาศจึงเป็นสิ่งที่รักษาชีวิตบนโลกใบนี้

ออกซิเจนคือ ตัวออกซิไดซ์ โดยความเป็นเลิศ กล่าวคือเป็นสารที่ช่วยรักษาปฏิกิริยาการเผาไหม้ เมื่อสารที่มีคาร์บอนเข้าสู่ปฏิกิริยาการเผาไหม้ มันจะรวมตัวกับออกซิเจนเพื่อปล่อยอะตอมของคาร์บอนออกมาเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ (CO

₂) หรือคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ขึ้นอยู่กับคุณภาพของปฏิกิริยา

ความสำคัญของไนโตรเจนในอากาศ

ไนโตรเจน 78% (N₂) มีความสำคัญเพราะเป็นองค์ประกอบในการดูแล หน่วงปฏิกิริยาออกซิเจน. ออกซิเจน 21% (O₂) ก็เพียงพอที่จะทำให้สสารที่ติดไฟได้ทั้งหมดบนโลกนี้ติดไฟได้ อย่างไรก็ตาม มีก๊าซไนโตรเจนอยู่ด้วย (N₂) ซึ่งเฉื่อยที่อุณหภูมิบรรยากาศ

ถ้าเปอร์เซ็นออกซิเจน (O₂) เกินกว่า 21% เราจะสูญหาย: อินทรียวัตถุทั้งหมดบนโลกจะเผาไหม้ตามธรรมชาติพร้อมกับรังสีดวงอาทิตย์ ผลเช่นเดียวกันจะเกิดขึ้นหากเปอร์เซ็นต์ของไนโตรเจน (N₂) จะลดลงจาก 78% ดังนั้นจึงจำเป็นต้องรักษาสมดุลระหว่างส่วนประกอบทั้งสองของอากาศ และเพื่อป้องกันมลพิษทางอากาศที่มากเกินไป

ปฏิกิริยาออกซิเจน

ออกซิเจนในอากาศ (O₂) เป็นสารเคมีที่มีอยู่ในสารหลายชนิดจึงเริ่มแปรสภาพเป็นสารอื่นๆ ซึ่งจะมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่แตกต่างกัน การเปลี่ยนแปลงแต่ละครั้งจะอธิบายด้วยสมการทางเคมี ในบรรดาปฏิกิริยาที่ออกซิเจนมีส่วนร่วมคือ:

• ปฏิกิริยาการเผาไหม้
• ปฏิกิริยาออกซิเดชัน
• ปฏิกิริยาการสังเคราะห์

ใน ปฏิกิริยาการเผาไหม้ออกซิเจนจะไปรวมกับอะตอมของคาร์บอนของสารที่ติดไฟได้เพื่อให้ความร้อนและก๊าซเผาไหม้ออกมาเป็นจำนวนมาก: คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) หรือคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) นอกจากผลิตภัณฑ์เหล่านี้แล้ว ยังมีการสร้างไอน้ำอีกด้วย

ใน ปฏิกิริยาออกซิเดชันออกซิเจนจะไปจับกับอะตอมของธาตุโลหะใน a in ปรากฏการณ์การกัดกร่อน เรียกว่าออกซิเดชัน โลหะออกไซด์จะก่อตัวเป็นผลิตภัณฑ์

ใน ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ออกซิเจนจะไปรวมกับองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะเพื่อสร้างออกไซด์ตามลำดับหรือที่เรียกว่า แอนไฮไดรด์. โดยทั่วไปคือก๊าซ เช่น ไนโตรเจนออกไซด์ (NOx's) ซัลเฟอร์ออกไซด์ (SOx's) และเป็นสารมลพิษทางอากาศ

ตัวอย่างปฏิกิริยาออกซิเจน

1.- การเผาไหม้ของก๊าซมีเทน (CH₄):

CH₄ + (3/2) โอ₂ -> CO₂ + 2H₂หรือ

2.- การเผาไหม้ของก๊าซอีเทน (C₂โฮ₆):

ค₂โฮ₆ + (7/2) โอ₂ -> 2CO₂ + 3H₂หรือ

3.- การเผาไหม้ของก๊าซโพรเพน (C₃โฮ₈):

ค₃โฮ₈ + 5O₂ -> 3CO₂ + 4H₂หรือ

4.- การเผาไหม้ของก๊าซบิวเทน (C₄โฮ₁₀):

ค₄โฮ₁₀ + (13/2) อ้อ₂ -> 4CO₂ + 5H₂หรือ

5.- การเกิดออกซิเดชันของเหล็กโลหะ (Fe) เพื่อสร้างเฟอริกออกไซด์:

2Fe + (3/2) O₂ -> ศรัทธา₂หรือ₃

6.- การเกิดออกซิเดชันของโลหะเหล็ก (Fe) ให้กลายเป็นเหล็กออกไซด์:

เฟ + (1/2) O₂ -> เฟO

7.- การเกิดออกซิเดชันของโลหะโซเดียม (Na) ให้กลายเป็นโซเดียมออกไซด์ (Na₂หรือ):

2Na + (1/2) โอ₂ -> นา₂หรือ

8.- การสังเคราะห์ไนตริกออกไซด์ (NO):

นู๋₂ + โอ₂ + ความร้อน -> 2NO

9.- การสังเคราะห์ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₂):

เอส + โอ₂ + ความร้อน -> SO₂

10.- การสังเคราะห์ซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ (SO₃):

S + (3/2) โอ₂ + ความร้อน -> SO₃

มลพิษทางอากาศ

แม้ว่าโลกจะพยายามสร้างสมดุลระหว่างความเข้มข้นขององค์ประกอบในชั้นบรรยากาศ แต่กิจกรรมของมนุษย์ก็สร้างสารก่อกวนจำนวนมาก นั่นคือ มลพิษ มลพิษเป็นสารเคมีชนิดหนึ่งที่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของอากาศและหน้าที่ของมันในการดำรงชีวิต ในหมู่พวกเขาคือ:

• คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ซึ่งสาเหตุหลักมาจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ในเครื่องยนต์สันดาปภายใน
• ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₂) ซึ่งมีแหล่งหลักคือโรงงานผลิตกรดซัลฟิวริก
• อนุภาคแขวนลอยซึ่งมาจากการเผาไหม้ในเครื่องยนต์ รวมอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า 10 ไมครอน (PM10) ซึ่งสามารถเข้าถึงระบบทางเดินหายใจของสิ่งมีชีวิตและทำให้เกิดโรคได้
• ตะกั่ว (Pb) ซึ่งมีแหล่งที่มาหลักคือเตาหลอมของโรงถลุง
• ไฮโดรคาร์บอนสายยาวซึ่งมาจากน้ำมันและถูกปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้ของน้ำมัน

ตามด้วย:

• ลักษณะของออกซิเจน