Химический состав воздуха и его свойства
Каждый из нас учился в школе и знает, что пустая бутылка на самом деле не пуста. Не все вещества на нашей планете имеют цвет и запах, не всё мы с вами можем потрогать и попробовать на вкус. Мы дышим воздухом. И он повсюду. Именно он заполняет бутылку, когда мы вино оттуда разольем по бокалам, он заполняет наши легкие при каждом вдохе.
Его каждый с уверенностью назовет самым важным газом для нашей жизни. Кислород – вещество, дающее основу для существования почти всего, что растет и обитает на планете. В состав воздуха данный газ входит абсолютно всегда и почти постоянно составляет примерно пятую его часть.
В состав воздуха он входит в совсем небольшом соотношении – занимает порядка полпроцента, а то и меньше. Данный газ является продуктом нашего дыхания, а также сгорания топлива, считается крайне вредным для человека. Если его доля в воздухе больше одного процента, то это уже является небезопасным. Больше всего углекислого газа обычно в промышленных зонах, внутри жилых и спортивных помещений.
Озон является неотъемлемым элементом воздуха. Его больше в горах, хвойных лесах. Много озона образуется во время грозы. Именно этот газ, находясь в атмосфере, оберегает планету от губительных излучений. В воздухе присутствуют также микроорганизмы, частички пыли, которые, попадая в легкие, могут вызывать заболевания различной тяжести. Из-за промышленных выбросов здесь могут быть соединения серы, сажа и многие другие небезопасные составляющие. Для их минимизации, а также для обеспечения оптимального состава воздуха, постоянно проводится его контроль и изучение.
Воздух — естественная смесь газов, сложившаяся в ходе эволюции Земли. Воздух является важнейшим элементом среды обитания человека и всего живого на нашей планете. Воздух постоянно окружает человеческий организм и жизненно необходим для его нормального функционирования. Сама жизнь невозможна без процессов дыхания.
Состав воздуха
Атмосфера Земли многослойна. Самый близкий к Земле слой атмосферы, которым мы дышим, состоит из следующих элементов таблицы Менделеева: азота, кислорода, аргона, а также углекислого газа. Далее идут газы, доля которых в общем объеме воздуха менее 0,002 %, — гелий, неоновый газ, криптон, водород, ксенон, метан и озон. Такой состав может существенно меняться в зависимости от места, например, он отличается в городе и в лесу, на морском побережье и в горах.
Водяной пар, озон и углекислый газ играют важнейшую роль благодаря тому, что не позволяют солнечным лучам сильно нагревать и разрушать живые организмы, которые обитают на поверхности планеты.
Отдельно следует сказать об углекислом газе: его выдыхают все живые существа на планете, его выделяют гниющие растения и организмы, он содержится в дыме от костра. Только растения способны «вдыхать» углекислый газ, а «выдыхать» кислород. Человек и животные, наоборот, вдыхают кислород, а выдыхают углекислый газ.
Свойства воздуха
Воздух можно сжать, и он станет упругим. Люди научились использовать силу сжатого воздуха, благодаря которой работают многие механизмы. Это, например, компрессор для аквариума, насос для накачивания шин велосипедов и автомобилей.
Воздух хорошо удерживает тепло. Это его свойство помогает людям, животным и даже растениям. Человек вставляет двойные рамы, между створками которых находится воздух, и так утепляет свой дом. Птицы и млекопитающие сохраняют тепло своего тела благодаря воздуху, который находится между перьями или шерстью. В мороз растения согреваются под снегом воздухом, который расположен между снежинками. Вот почему растениям зимой необходимо снежное покрывало.
Озоновый слой
Запах свежести после грозы — это запах озона. Под действием солнечного ультрафиолетового излучения кислород превращается в озон. Таким газовым одеялом покрыта Земля на высоте 18—25 км. Именно оно задерживает солнечные лучи, губительные для всего живого. Кроме того, озон образуется вследствие электрических разрядов, например во время грозы и при окислении морских водорослей или смолы хвойных деревьев.
Озон разрушается химическими соединениями, содержащими хлор или фтор. Например, это фреон, использующийся как хладагент. В результате воздействия этих веществ озоновый слой в атмосфере истончается, образуя озоновую дыру. Однако рост и уменьшение озоновых дыр — также природные явления и не полностью зависят от человеческой деятельности.
На сегодня учеными установлено, что толщина озонового слоя над Антарктидой значительно уменьшилась. Из-за этого большое количество ультрафиолетовых лучей достигает поверхности Земли.
Вмешательство в атмосферу
Человек загрязняет атмосферу, выбрасывая в нее вредные газы, которые носят разные названия: метан, окись углерода, сернистый газ. Вредные газы получаются при сгорании различных веществ: бензина, на котором работают автомобили, каменного угля, которым топят печь, искусственно созданных материалов и химических веществ, которые сжигают разные предприятия. Это приводит к тому, что сильно уменьшается содержание кислорода в воздухе, которым мы дышим, и увеличивается содержание углекислого газа.
Особенно опасны для всего живого вещества, которые называются аэрозолями. Если вдыхать такие вещества, можно тяжело заболеть. Над крупными городами количество аэрозолей очень велико. Поэтому в городах часто трудно дышать.
Воздух на Земле состоит из сложной смеси газов связанных между собой. В нем больше всего азота – 78%, кислорода содержится около 21 %, аргона – 0,9 %, прочих газов -0,0341147 %.
Среди прочих наибольший удельный вес занимает углекислый газ – 0,03 %, неон составляет 0,001818 %, метан 0,002 %, гелий 0,000524 % оставшаяся часть принадлежит инертным газовым веществам и разным примесям.
Выделяют постоянные, переменные и случайные компоненты воздушной оболочки:
- К постоянным относятся азот и кислород – основные элементы земной атмосферы, которые занимают – 99% в общем объеме. А также водород, аргон, неон, гелий, криптон, ксенон, радон.
- Переменные составляющие – углекислый газ, озон, вода.
- Случайные – Сера, пыль, дым, соль, пыльца растении, аммиак и т. д.
Таблица химического состава сухого воздуха, в %.
Пропорции содержащихся газов зависят от:
- Климата и времени года,
- Географического положения
- Плотности и численности населения,
- Влажности и загрязненности окружающей среды.