Повітря

Повітря являє собою суміш газів, що утворюють навколо Землі захисний шар – атмосферу. Повітря необхідний всім живим організмам: тваринам для дихання, а рослинам – для живлення. До того ж повітря захищає Землю від згубного ультрафіолетового випромінювання Сонця. Основні складові повітря – азот і кисень. У повітрі є також невеликі домішки благородних газів, вуглекислого газу і деяка кількість твердих частинок – кіптяви, пилу. Повітря потрібен усім тваринам для дихання. Близько 21% повітря становить кисень. Молекула кисню (О2) складається з двох зв’язаних атомів кисню.
Склад повітря
Тварини вдихають кисень повітря і видихають вуглекислий газПроцентное співвідношення різних газів у повітрі злегка змінюється залежно від місця, часу року і доби. Азот і кисень – основні компоненти повітря. Один відсоток повітря складають благородні гази, вуглекислої газ, водяна пара і забруднення, наприклад діоксид азоту. Вхідні до складу повітря гази можна розділити шляхом фракційної перегонки. Повітря охолоджується до тих пір, поки гази не перейдуть в рідкий стан (див. статтю “Тверді тіла, рідини і гази”). Після цього рідка суміш нагрівається. Температура кипіння у кожної рідини своя, і які утворюються при кипінні гази можна збирати окремо. Кисень, азот і вуглекислий газ постійно потрапляють з повітря в живі організми і повертаються в повітря, тобто відбувається круговорот. Тварини вдихають кисень повітря і видихають вуглекислий газ.

Кисень

Кисень використовують в дихальних апаратах водолазовКіслород необхідний для життя. Тварини дихають їм, з його допомогою засвоюють їжу і отримують енергію. Вдень у рослинах відбувається процес фотосинтезу, і рослини виділяють кисень. Кисень також необхідний для згоряння; без кисню ніщо не може горіти. Майже 50% сполук у земній корі і Світовому океані містять кисень. Звичайний пісок – це з’єднання кремнію з киснем. Кисень використовують в дихальних апаратах водолазів і в лікарнях. Кисень також використовується при виробництві сталі (див. статтю «Залізо, сталь та інші матеріали») і ракетній техніці (див. статтю «Ракети та космічні апарати»).
У верхніх шарах атмосфери атоми кисню з’єднуються по три, утворюючи молекулу озону (О3). Озон – це аллотропная модифікація кисню. Озон – отруйний газ, але в атмосфері озоновий шар захищає нашу планету, поглинаючи велику частину шкідливого ультрафіолетового випромінювання Сонця (докладніше у статті «Вплив Сонця на Землю»).

Азот

Більше 78% повітря становить азот. Білки, з яких побудовані живі організми, також містять азот. Головне промислове застосування азоту – виробництво аміаку, необхідного для добрив. Азот для цього з’єднують з воднем. Азот накачується в упаковки для м’яса або риби, тому що при контакті з звичайним повітрям продукти окислюються і псуються Призначені для пересадки людські органи зберігаються в рідкому азоті, тому що він холодний і хімічно інертний. Молекула азоту (N2) складається з двох зв’язаних атомів азоту.

Рослини отримують азот з грунту у вигляді нітратів і використовують його дня синтезу білків. Тварини поїдають рослини, і азотні сполуки повертаються в грунт з виділеннями тварин, а також при розкладанні їх мертвих тіл. У грунті азотні сполуки розкладаються бактеріями з виділенням аміаку, а потім і вільного азоту. Інші бактерії поглинають азот з повітря і перетворюють на нітрати засвоювані рослинами.

Вуглекислий газ

Вуглекислий газ – це з’єднання вуглецю і кисню. У повітрі міститься близько 0,003% вуглекислого газу. Молекула вуглекислого газу (СО2) складається з двох атомів кисню і одного атома вуглецю. Вуглекислий газ – один з елементів кругообігу вуглецю. Рослини поглинають його при фотосинтезі, а тварини видихають його. Вуглекислий газ утворюється також при згорянні речовин, що містять вуглець, наприклад деревини або бензину. Оскільки наші машини і заводи спалюють дуже багато палива, частка вуглекислого газу в атмосфері зростає. Більшість речовин не можуть горіти у вуглекислому газі, тому він застосовується у вогнегасниках. Вуглекислий газ щільніше повітря. Він «душить» полум’я, перекриваючи доступ кисню. Вуглекислий газ злегка розчиняється у воді, утворюючи при цьому слабкий розчин вугільної кислоти. Тверда вуглекислота називається сухим льодом. При таненні сухий лід перетворюється в газ, він застосовується для створення штучних хмар в театрі.

Забруднення повітря

Копоть та отруйні гази – чадний газ, діоксид азоту, діоксид сірки – забруднюють атмосферу. Чадний газ утворюється при горінні. Багато речовин згоряють так швидко, що не встигають приєднати достатньо кисню і замість вуглекислого газу (СО2) утворюється чадний газ (СО). Чадний газ дуже отруйний; він заважає крові тварин переносити кисень. У молекулі чадного газу тільки один атом кисню. Вихлопні гази автомобілів містять чадний газ, а також діоксид азоту, що викликає кислотні дощі. Діоксид сірки виділяється при згорянні викопного палива, особливо вугілля. Він отруйний і утруднює дихання. До того ж він розчиняється у воді і служить причиною кислотних дощів. Частинки пилу і кіптяви, що викидаються в атмосферу підприємствами, також забруднюють повітря; ми вдихаємо їх, вони осідають на рослинах. У бензин для кращого згоряння додають свинець (правда, зараз багато автомобілів працюють на бензині без свинцю). Свинцеві сполуки накопичуються в організмі і згубно впливають на нервову систему. У дітей вони можуть викликати мозкові порушення.
Кислотні дощі
У дощовій воді завжди міститься трохи кислоти через розчиненого вуглекислого газу, але забруднюючі речовини (діоксиди сірки та азоту) підвищують кислотність дощу. Кислотні дощі викликають корозію металів, роз’їдають кам’яні споруди і підвищують кислотність прісної води.

Благородні гази

Благородні гази – це 6 елементів 8-ї групи періодичної таблиці. Вони надзвичайно інертні хімічно. Тільки вони існують у вигляді окремих атомів, що не утворюють молекули. Через їх пасивності деякими з них наповнюють лампи. Ксенон практично не використовується людиною, зате аргон накачують в електролампочки, а криптоном наповнюють люмінесцентні лампи. Неон спалахує червоно-оранжевим світлом при проходженні електричного розряду. Він використовується в натрієвих вуличних лампах і неонових лампах. Радон радіоактивний. Він утворюється в результаті розпаду металу радію. Ніякі з’єднання гелію науці невідомі, і гелій вважається абсолютно інертним. Його щільність в 7 разів менше щільності повітря, тому їм наповнюють дирижаблі. Наповнені гелієм повітряні кулі оснащуються науковою апаратурою і запускаються у верхні шари атмосфери.

Парниковий ефект

Вуглекислий газ не дає теплу покидати Землю, так само як скло зберігає високу температуру всередині парнікаТак називається спостерігається зараз підвищення вмісту вуглекислого газу в атмосфері і викликане цим глобальне потепління, тобто підвищення середньорічних температур в усьому світі. Вуглекислий газ не дає теплу покидати Землю, так само як скло зберігає високу температуру всередині парника. Оскільки вуглекислого газу в повітрі стає все більше, все більше тепла затримується в атмосфері. Навіть невелике потепління викликає підвищення рівня Світового океану, зміну вітрів і танення частини льоду біля полюсів. Вчені вважають, що якщо вміст вуглекислого газу буде рости так само швидко, то за 50 років середня температура може зрости на величину від 1,5 ° С до 4 ° С.

ПОДІЛИТИСЯ: