Какие постоянные газы содержатся в воздухе

Воздух – природная
смесь газов

При слове «воздух» большинству из нас невольно приходит на
ум, быть может, несколько наивное сопоставление: воздух – это то, чем дышат.
Действительно, в этимологическом словаре русского языка указывается, что слово
«воздух» заимствовано из церковно-славянского языка: «воздыхать». С точки
зрения биологической, воздух, следовательно, является средой для поддержания
жизни за счет кислорода. В составе воздуха могло бы и не быть кислорода – жизнь
все равно развивалась бы в анаэробных формах. Но полное отсутствие воздуха,
по-видимому, исключает, возможность существования каких бы то ни было
организмов.

Для физиков воздух – прежде всего земная атмосфера и газовая
оболочка, окружающая землю.

А что же представляет сам воздух с точки зрения химии?

Много сил, труда и терпения потребовалось ученым,
чтобы раскрыть эту загадку природы, что воздух – не самостоятельное вещество,
как считалось еще более 200 лет тому назад, а представляет сложную смесь газов.
Впервые высказался о сложном составе воздуха ученый – художник Леонардо да
Винчи (XV век).

Около 4 миллиардов лет назад атмосфера Земли состояла в
основном из углекислого газа. Постепенно он растворялся в воде, реагировал с
горными породами, образуя карбонаты и гидрокарбонаты кальция и магния. С
появлением зеленых растений этот процесс стал протекать гораздо быстрее. К
моменту появления человека углекислый газ, так необходимый растениям уже стал
дефицитом. Его концентрация в воздухе до начала промышленной революции
составляла всего 0,029%. В течение 1,5 млд лет содержание кислорода постепенно
увеличивалось.

Химический
состав воздуха

Составные части	Содержание газов (в %)
Составные части	По объёму	По массе
Азот (N2)	78,09	75,50
Кислород (О2)	20,95	23,10
Благородные газы (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, в основном аргон)	0,94	1,3
Оксид углерода (IV) – углекислый газ	0,03	0,046

Впервые установил количественный состав воздуха французский ученый Антуан Лоран Лавуазье. По
результатам своего известного 12-дневного опыта он сделал вывод, что весь
воздух в целом состоит из кислорода, пригодного для дыхания и горения, и азота,
неживого газа, в пропорциях 1/5 и 4/5 объема соответственно. Он нагревал
металлическую ртуть в реторте на жаровне в течение 12 суток. Конец реторты был
подведён под колокол, поставленный в сосуд с ртутью. В результате уровень ртути
в колоколе поднялся примерно на 1/5. На поверхности ртути в реторте
образовалось вещество оранжевого цвета – оксид ртути. Оставшийся под колоколом
газ был непригоден для дыхания. Ученый предложил «жизненный воздух»
переименовать в «кислород», поскольку при сгорании в кислороде большинство
веществ превращается в кислоты, а «удушливый воздух» – в «азот», т.к. он не
поддерживает жизнь, вредит жизни.

Какие постоянные газы содержатся в воздухе

Опыт Лавуазье

Качественный состав воздуха можно доказать следующим опытом

Основным из составляющих воздуха для нас является кислород,
его в воздухе 21% по объему. Разбавлен кислород большим количеством азота – 78%
от объема воздуха и сравнительно маленьким объёмом благородных инертных газов –
их около 1%. Входят в состав воздуха также переменные составляющие – оксид
углерода (IV) или углекислый газ и водяной пар, количество которых зависит от
различных причин. Эти вещества попадают в атмосферу естественным путем. При
извержении вулканов в атмосферу попадают сернистый газ, сероводород и
элементарная сера. Пылевые бури способствуют появлению в воздухе пыли. Оксиды
азота попадают в атмосферу и при грозовых электрических разрядах, во время
которых азот и кислород воздуха реагируют друг с другом, или в результате
деятельности почвенных бактерий, способных высвобождать оксиды азота из
нитратов; способствуют этому и лесные пожары и горение торфяников. Процессы
разрушения органических веществ сопровождаются образованием различных
газообразных соединений серы. Вода в составе воздуха определяет его влажность.
У остальных веществ роль отрицательная: они загрязняют атмосферу. Например,
углекислого газа много в воздухе городов, лишенных зелени, водяного пара – над
поверхностью океанов и морей. В воздухе содержится небольшое количество оксида
серы (IV) или сернистого газа, аммиака, метана, оксида азота (I) или закиси
азота, водорода. Особенно насыщен ими воздух вблизи промышленных предприятий,
газо-нефтяных месторождений или вулканов. В верхних слоях атмосферы существует
еще один газ – озон. Летает в воздухе и разнообразная пыль, которую мы можем
легко заметить, глядя сбоку на тонкий луч света, попадающий из-за шторы в
затемненную комнату.

Постоянные
составляющие газы воздуха:

·
Кислород

·
Азот

·
Инертные
газы

Переменные
составляющие газы воздуха:

·
Оксид
углерода (IV)

·
Озон

·
Другие

Вывод.

1. Воздух –
природная смесь газообразных веществ, в которой каждое вещество имеет и
сохраняет свои физические и химические свойства, поэтому воздух можно
разделить.

2. Воздух –
это бесцветный газообразный раствор, плотность – 1,293г/л, при температур
-1900С он переходит в жидкое состояние. Жидкий воздух представляет
голубоватую жидкость.

3. Живые
организмы тесно связаны с веществами воздуха, которые оказывают определенное
воздействие на них. И в то же время живые организмы влияют на него, так
как выполняют определенные функции: окислительно-восстановительную – окисляют,
например углеводы до углекислого газа и восстанавливают его до углеводов;
газовую – поглощают и выделяют газы.

Таким
образом, живые организмы создали в прошлом и поддерживают миллионы лет
атмосферу нашей планеты.

Загрязнение атмосферы — привнесение в атмосферный воздух новых нехарактерных
для него физических, химических и биологических веществ или изменение
естественной среднемноголетней концентрации этих веществ в нём.

В процессе фотосинтеза из атмосферы удаляется углекислый газ,
а в процессах дыхания и гниения возвращается. Установившееся в ходе эволюции
планеты равновесие между этими двумя газами стало нарушаться, особенно во
второй половине XX в., когда стало усиливаться влияние человека на
природу. Пока природа справляется с нарушениями этого равновесия благодаря воде
океана и его водорослям. Но надолго ли хватит сил у природы?

Схема. Загрязнение атмосферы

Основные загрязнители атмосферного
воздуха в России

Количество машин непрерывно растет, особенно в крупных городах, соответственно,
растет выброс в воздух вредных веществ. «На совести» автомобилей 60% выбросов
вредных веществ в городе!
Предприятия теплоэнергетики России выбрасывают в атмосферу до 30%
загрязнителей, а еще 30% – вклад промышленности (черная и цветная
металлургия, нефтедобыча и нефтепереработка, химическая промышленность и
производство строительных материалов). Уровень загрязнения атмосферы естественными
источниками является фоновым (31–41%), он мало изменяется с течением
времени (59–69%). В настоящее время глобальный характер приобрела
проблема антропогенного загрязнения атмосферы.
Какие же вещества-загрязнители, опасные для всего живого, попадают в атмосферу? Это кадмий, свинец, ртуть, мышьяк,
медь, сажа, меркаптаны, фенол, хлор, серная и азотная
кислоты и другие вещества. Некоторые из
названных веществ мы будем изучать в дальнейшем, узнаем их физические и
химические свойства и поговорим о таящейся в них разрушительной силе для нашего
здоровья.

Масштабы экологического загрязнения
планеты, России

В каких странах мира воздух наиболее загрязнен выхлопными
газами транспорта?
Наибольшая опасность загрязнения атмосферы выхлопными газами угрожает странам с
мощным автопарком. Например, в США на автотранспорт приходится примерно 1/2
всех вредных выбросов в атмосферу (до 50 млн т ежегодно). Автопарк
Западной Европы ежегодно выбрасывает в воздух до 70 млн т вредных
веществ, причем в Германии, например, 30 млн автомобилей дают 70% общего
объема вредных выбросов. В России положение усугубляется тем, что автомашины,
находящиеся в эксплуатации, соответствуют экологическим нормам только на 14,5%.
Загрязняет атмосферу и воздушный транспорт шлейфами выхлопов от многих тысяч
самолетов. Согласно экспертным оценкам, в результате деятельности мирового
автопарка (а это около 500 млн двигателей) в атмосферу ежегодно поступает
одного только углекислого газа 4,5 млрд т.
Чем же опасны эти загрязнители? Тяжелые металлы – свинец, кадмий, ртуть –
оказывают вредное влияние на нервную систему человека, угарный газ – на состав
крови; сернистый газ, взаимодействуя с водой дождей и снегов, превращается в
кислоту и вызывает кислотные дожди. Каковы же масштабы этих загрязнений? Главные
регионы распространения кислотных дождей – США, Западная Европа, Россия. В
последнее время к ним следует отнести и промышленные районы Японии, Китая,
Бразилии, Индии. С распространением кислотных осадков связано понятие
трансграничности – расстояние между районами их образования и районами
выпадения может составлять сотни и даже тысячи километров. Например, главный
«виновник» кислотных дождей на юге Скандинавии – промышленные районы
Великобритании, Бельгии, Нидерландов и Германии. В канадские провинции Онтарио
и Квебек кислотные дожди переносятся из соседних районов США. На территорию
России эти осадки переносятся из Европы западными ветрами.
Неблагополучная экологическая ситуация сложилась на северо-востоке Китая, в
тихоокеанском поясе Японии, в городах Мехико, Сан-Паулу, Буэнос-Айрес. В России
в 1993 г. в 231 городе с общим населением 64 млн. человек содержание вредных веществ в воздухе
превышало нормы. В 86 городах 40 млн. человек проживают в условиях, когда
загрязнения превышают нормы в 10 раз. Среди этих городов Брянск,
Череповец, Саратов, Уфа, Челябинск, Омск, Новосибирск, Кемерово, Новокузнецк,
Норильск, Ростов. По количеству вредных выбросов первое место в России занимает
Уральский регион. Так, в Свердловской области состояние атмосферы не отвечает нормам
на 20 территориях, где проживает 60% населения. В г. Карабаше
Челябинской области медеплавильный завод ежегодно выбрасывает в атмосферу по
9 т вредных соединений на каждого жителя. Частота заболеваний раком здесь
составляет 338 случаев на 10 тыс. жителей.
Тревожная ситуация сложилась также в Поволжье, на юге Западной Сибири, в
Центральной России. В Ульяновске больше, чем в среднем по России, люди страдают
заболеваниями верхних дыхательных путей. Заболеваемость раком легких с
1970 г. выросла в 20 раз, в городе зарегистрирован один из самых высоких
уровней детской смертности в России.
В г. Дзержинске на ограниченной территории сосредоточено большое
количество химических предприятий. За последние 8 лет здесь произошло 60
выбросов сильнодействующих ядовитых веществ в атмосферу, приводивших к
чрезвычайным ситуациям, в ряде случаев повлекших за собой гибель людей. В
Поволжье до 300 тыс. т сажи, золы, копоти, оксидов углерода
обрушиваются на жителей городов ежегодно. Москва занимает 15-е место среди
городов России по суммарному уровню загрязнения атмосферного воздуха.

Источник

Если в воздухе больше азота, чем кислорода, то как получается, что мы вдыхаем кислород?

мои ответы не являются «глубокомысленными» статьями для ЯДзен

Мы вдыхаем всё вместе (воздух). Воздух проходит дыхательными путями до мельчайших альвеол (ячейка, пузырек) в легких.

В эти альвеолы приходит кровь, а кровь содержит гемоглобин, специальный белок, который способен обратимо связываться с кислородом.

Гемоглобин в условиях избытка кислорода связывается с ним, отдает его потом в тканях и связывается с углекислым газом. Приходит снова в альвеолы, освобождается от углекислого газа и связывается опять с кислородом.

wikipedia.org

Прочитать ещё 1 ответ

Какие страны больше всего загрязняют атмосферу углекислым газом? Кто лидер по выбросам CO2?

Engineer — programmer ⚡⚡ Разбираюсь в компьютерах, технике, электронике, интернете и… · zen.yandex.ru/gruber

Лидером среди всех стран по выбросам углекислого газа в атмосферу является Китай — он выбрасывает 27,6% от всех мировых выбросов CO2. Китай является не только промышленным гигантом, но и самой населенной страной в мире.

На втором месте — США — 14,8% от общемировых выбросов СО2. Для сравнения: все страны Европы ежегодно выбрасывают 15,4% от общемировых выбросов.

36 573 миллионов тонн CO₂ (100%) — суммарный годовой объем эмиссии углекислого газа на Земле.

Подробнее о выбросах углекислого газа разными странами мира можно почитать в моей статье на эту тему: «Выбросы CO₂: ТОП-5 стран по эмиссии углекислого газа»

Из чего сделан воздух?

Детский популяризатор науки отвечает на вопросы I Мои видеолекции о природе для детей и… · detlektor.ru

Воздух — это совсем не пустое место, это весьма густая смесь газов. Но мы с вами живём в этом газовом океане Земли и даже не чувствуем его присутствия рядом. Мы замечаем, что воздух существует, только когда нам его остро не хватает — например, когда мы ныряем под воду. Наш воздух — это в основном газ азот. Его вокруг нас почти 80 %, у азота нет ни цвета, ни запаха, он прозрачный и не опасный для нашего организма. Почти вся остальная часть воздуха — 20 % — это кислород, его не очень много, и выделяют его растения нашей планеты. Кислород жизненно важен для всего царства животных, в том числе и для нас как представителей этого царства. Но в чистом виде кислород вдыхать опасно, потому что это вызывает ожог дыхательных путей, и важнейшая роль азота состоит в том, чтобы разбавить опасный кислород до безопасной концентрации. Кроме газов в воздухе постоянно находятся пары воды и пыль. Они постоянно рассеивают и поглощают свет солнца, свет звёзд, а также отражённый свет планет и нашего естественного спутника — Луны. Благодаря воздуху мы любуемся красотой закатов, облаками, радугой и голубизной неба.

Прочитать ещё 1 ответ

Почему именно аргон – третий по доле газ в воздухе?

Researcher, Institute of Physics, University of Tartu

Аргон на Земле образуется практически исключительно за счет распада радиоактивного калия-40 путем электронного захвата. Калий-40, в свою очередь, существует в земной коре и магме изначально, с момента образования планеты. Калия-40 довольно много и он обладает очень большим периодом полураспада, поэтому недостатка аргона в атмосфере нет и не предвидится 🙂

Известное количество атомов калия, содержащегося в горных породах или водах, в течение заданного времени генерирует достаточно строго определенное количество атомов аргона. На этом основан широко распространенный калий-аргонный метод геохронологии горных пород.

То есть ответ: аргона довольно много по той причине, что есть достаточно вероятный процесс распада достаточно распространенного на Земле радиоактивного элемента с образованием аргона.

Прочитать ещё 1 ответ

Какое самое плотное газообразное вещество в мире?

Химик. Пытаюсь сделать мир немножко лучше. · koa.su

Если считать все рассматриваемые газы идеальными, то плотность газа зависит только от величины молярной массы соединения (на самом деле плотность газов, состоящих из сложных молекул, значительно отличается от рассчитанной для идеальных газов).

Вкратце говоря, поиск самого тяжелого газа ограничивается лишь информацией о существовании соединений и знанием агрегатного состояния вещества при необходимых условиях.

Вот что пришло мне на ум (комн. т.):

WF6 — 396 г/моль,

IF7 — 259 г/моль,

Rn — 222 г/моль,

список можно продолжать.

Источник

Анонимный вопрос · 20 декабря 2018

1,7 K

Мои интересы: разнообразны, но можно выделить следующие: литература, история…

Большн всего в воздухе азота и кислорода. Объем азота — 78,084%, масса азота — 75,50%; объем кислорода — 20,946%, масса — 23,10%. Дальше по объему идут аргон, вода и углекислый га, но их в составе воздуха несоизмеримо меньше.

Как вычислить объем воздуха, который потребуется для сжигания 250 м3 метана?

Книги, звери и еда — это хобби навсегда.

Уравнение горения метана:

CH4+2*O2->CO2+2*H2O

Из уравнения видно, что объем кислорода равен удвоенному объему метана

V(O2)=2*V(CH4)=2*250=500 м^3

Поскольку процентное содержание кислорода в воздухе составляет 21%, то требуемый объем воздуха V(возд) = V(O2)/0.21=500/0.21=2381 м^3.

Какой химический состав газа, которого мы выпускаем во время «пуканья»?

Кишечные газы — это побочный продукт пищеварения. Образуются в результате жизнедеятельности кишечных бактерий. Представляют собой смесь следующих газов (в порядке уменьшения концентрации): азота, углекислого газа, кислорода, водорода, метана, сероводорода, аммиака, меркаптанов. Неприятный запах смеси придают последние три вида газов. Меркаптаны, кстати, добавляются к бытовому газу (метан, пропан) для придания ему характерного запаха, чтобы сигнализировать о возможных утечках. Поэтому кишечные газы иногда похожи на запах бытового газа и многие ошибочно думают, что этот запах придает им метан.

Прочитать ещё 1 ответ

Почему именно аргон – третий по доле газ в воздухе?

Researcher, Institute of Physics, University of Tartu

Прочитать ещё 1 ответ

Какое самое плотное газообразное вещество в мире?

Химик. Пытаюсь сделать мир немножко лучше. · koa.su

Вот что пришло мне на ум (комн. т.):

WF6 — 396 г/моль,

IF7 — 259 г/моль,

Rn — 222 г/моль,

список можно продолжать.

Сколько весит водород, наполняющий аэростат объемом 1500 м3?

Надо понимать, что масса — это, отнюдь, не вес. И большая беда всего Человечества, что вес водорода определяется не непосредственно взвешиваем, а через плотность. И именно потому, что «чистый вес водорода при нормальный условиях, о котором нигде не найти информации, на самом деле ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ. Его молекулы — это природные гравилеты…, при помощи которых можно летать в космос без ракет.

Прочитать ещё 1 ответ

Источник

Павел Подлесный · 19 октября 2016

1,8 K

Студент НИУ ВШЭ, разработчик Rambler&Сo, недопоэт

Нет, состав воздуха в разных частях земли может отличаться из-за загрязненности окружения вследствие действий людей. Но эта разница будет не особо большой. Например, в промышленных зонах содержание углекислого газа, метана и угарного газа будет выше, чем в хвойных лесах, но не настолько, чтобы там было невозможно дышать.

Совсем другая история с местами высокой вулканической активности и горами. В зонах с большим и частым выбросом вулканического пепла, воздух будет сильно загрязнён, вплоть до сильного отравления за пару вдохов, вследствие отсутствия кислорода и присутствия большого количества углекислого и угарного газа.

В горах же, воздух содержит в себе довольно много озона, который в избытке содержится в верхних слоях атмосферы.

Смесь каких газов мы вдыхаем и выдыхаем? /в пропорциях/?

Атмосферный воздух, который вдыхает человек, находясь вне помещения (или в хорошо вентилируемых помещениях), содержит 20,94% кислорода, 0,03% углекислого газа, 79,03% азота. В закрытых помещениях, заполненных людьми, процентное содержание углекислого газа в воздухе может быть несколько выше.

Выдыхаемый воздух содержит в среднем 16,3% кислорода, 4% углекислого газа, 79,7% азота (эти цифры приведены в перерасчете на сухой воздух, т. е. за вычетом паров воды, которыми всегда насыщен выдыхаемый воздух).

Состав выдыхаемого воздуха весьма непостоянен; он зависит от интенсивности обмена веществ организма и от объема легочной вентиляции. Стоит сделать несколько глубоких дыхательных движений или, напротив, задержать дыхание, чтобы состав выдыхаемого воздуха изменился.

Почему газы атмосферы не улетают в вакуум , ведь по закону диффузии они должны перемещаться из области с большей концентрацией вещества в обл.с меньшей ?

физик-теоретик в прошлом, дауншифтер и журналист в настоящем, живу в Германии

Как уже сказано, кроме диффузии есть еще и гравитация. В итоге плотность атмосферы экспоненциально падает с высотой (примерно так выглядит решение уравнения диффузии в гравитационном поле). И «улететь» может лишь часть молекул из очень разреженного внешнего слоя. Конечно, Земля теряет атмосферу, но о-о-очень медленно. Кстати, быстрее всего ее покидает свободный водород, попадающий в атмосферу. Это одна из причин, почему его так мало в атмосфере. К тому же на Землю валится всякий космический мусор (в т. ч., содержащий замерзшую воду, а это не только будущий источник водяных паров, но и источник кислорода и водорода; а соединения азота — источник азота). А еще вулканы выбрасывают из недр разные газы, включая водяной пар, углекислый газ, окислы серы — и все они со временем могут стать источником кислорода).

Если бы Земля была полегче (как Марс, например) то дела с атмосферой у нее были бы похуже — было бы труднее ее удерживать.

Прочитать ещё 1 ответ

Всегда ли состав атмосферы был таким?

интеллектуал. дизайнер. меломан. мизантроп.

Согласно наиболее распространённой теории, атмосфера Земли на протяжении истории последней перебыла в трёх различных составах. Первоначально она состояла из лёгких газов (водорода и гелия), захваченных из межпланетного пространства. Это так называемая первичная атмосфера. На следующем этапе активная вулканическая деятельность привела к насыщению атмосферы и другими газами, кроме водорода (углекислым газом, аммиаком, водяным паром). Так образовалась вторичная атмосфера. Эта атмосфера была восстановительной. Далее процесс образования атмосферы определялся следующими факторами:
* утечка легких газов (водорода и гелия) в межпланетное пространство;
* химические реакции, происходящие в атмосфере под влиянием ультрафиолетового излучения, грозовых разрядов и некоторых других факторов.
Постепенно эти факторы привели к образованию третичной атмосферы, характеризующейся гораздо меньшим содержанием водорода и гораздо большим — азота и углекислого газа (образованы в результате химических реакций из аммиака и углеводородов).
Состав атмосферы начал радикально меняться с появлением на Земле живых организмов, в результате фотосинтеза, сопровождающегося выделением кислорода и поглощением углекислого газа.
Так, в периоды угленакопления содержание кислорода в атмосфере, видимо, заметно превышало современный уровень.

Атмосфера Земли

Откуда растения получают основную часть питания: из почвы или воздуха?

Студентка Медицинского института НИ МГУ им.Н.П.Огарева, специальность «Лечебное…

Смотря что понимать под питанием. Если под питанием понимать получение органических веществ — из воздуха. Растения сами по себе автотрофные организмы, то есть самостоятельно синтезирующие органическое вещество. Из углекислого газа и воды с помощью энергии света образуется глюкоза, из которой потом синтезируются более сложные соединения, и кислород (суммарное уравнение обоих фаз фотосинтеза — 6CO2+6H2O———>C6H12O6+6O2). Отсюда вывод — питание растения получают из воздуха.

Источник