Composizione dell'aria atmosferica e inquinanti

il composizione dell'aria Si basa su diversi componenti; 78% di azoto, 21% di ossigeno, 1% di argon e il resto di vari gas nobili che formano l'atmosfera che circonda la Terra.

In alcuni luoghi, le attività umane hanno aggiunto altri gas all'atmosfera, chiamati inquinanti.

Composizione attuale dell'aria

• azoto: 78%. Diluire l'ossigeno e prevenire una rapida combustione sulla superficie della terra. Gli esseri viventi ne hanno bisogno per produrre proteine. L'azoto non può essere utilizzato direttamente dall'aria. Il ciclo dell'azoto è il modo in cui la natura fornisce l'azoto necessario agli esseri viventi.
• ossigeno: 21% È usato da tutti gli esseri viventi, essenziale per la respirazione e necessario per la combustione o la combustione.
• argo: 1% È usato nelle lampadine.
• Anidride carbonica: 0,03%. Le piante lo usano per produrre ossigeno. Il biossido di carbonio agisce come una coperta e impedisce la fuoriuscita di calore nello spazio. Gli scienziati ritengono che l'estrazione di combustibili fossili, come carbone e petrolio, aggiunga più anidride carbonica all'atmosfera.
• Vapore acqueo: Da 0,0 a 4,0%. Essenziale per i processi vitali. Inoltre impedisce la perdita di calore dalla terra.
• Tracce di gas: sono gas che si trovano in quantità molto piccole. Includono neon, elio, krypton e xeno.

Mentre la composizione non cambia molto mentre viaggia attraverso gli strati inferiori dell'atmosfera, ciò che cambia è il numero di molecole.

Quando viaggiano più in alto, le molecole d'aria diventano meno abbondanti. Sebbene abbia prevalentemente la stessa composizione, vi è una differenza chimica molto importante all'interno della stratosfera, poiché è all'interno di questo strato che risiedono le più alte concentrazioni di molecole di ozono.

Nella stratosfera, le molecole di ozono - tre atomi di ossigeno attaccati l'una all'altra - impediscono a parte dei raggi più intensi del sole di raggiungere la superficie della Terra.

Attualmente, scienziati e ricercatori dell'NCAR (Centro nazionale per la ricerca atmosferica) in tutto il mondo stanno monitorando questo strato così sottile nel polo sud che è già chiamato "buco" ed è in questa zona dove si trovano le molecole distrutta.

Sopra la mesosfera, la composizione cambia. Sebbene la mesosfera sia ancora dominata da azoto e ossigeno, i gas nella termosfera sono altamente ionizzati e i legami tra gli atomi di ossigeno sono interrotti.

Nell'esosfera, lo strato esterno dell'atmosfera terrestre, le molecole d'aria possono facilmente sfuggire alla gravità della Terra e fluttuare nello spazio.

L'atmosfera contiene anche una piccola ma significativa quantità di anidride carbonica, circa lo 0,04%, e piccole quantità di alcuni altri gas. Oltre a questi gas, l'aria contiene anche vapore acqueo. La percentuale di vapore acqueo varia da un luogo all'altro e in base alle condizioni meteorologiche.

Inquinanti nell'aria

L'inquinamento aggiunge ulteriori molecole all'aria, tra cui anidride carbonica e ozono nelle parti più basse dell'atmosfera. Anche se piccole quantità di entrambi sono naturali a livello del suolo nella troposfera, il loro numero è aumentato a causa della combustione di combustibili fossili.

Anidride carbonica

Il biossido di carbonio, un sottoprodotto della combustione, è chiamato "gas serra" perché contribuisce al riscaldamento globale. L'ozono emesso nella troposfera danneggia le piante e causa problemi respiratori, a differenza dell'ozono "buono" nella stratosfera che protegge la Terra dalla luce ultravioletta del sole.

Le attività umane producono una serie di gas che vengono rilasciati nell'atmosfera. Le fabbriche possono causare inquinamento atmosferico e combustione del carburante, che rilascia una grande quantità di anidride carbonica nell'atmosfera. Si ritiene che questa sia la causa del riscaldamento globale.

Altri ossidi

Altri gas inquinanti che vengono rilasciati nell'aria quando si bruciano combustibili includono monossido di carbonio, ossidi di azoto e biossido di zolfo. La combustione incompleta di combustibili rilascia anche piccole particelle di solidi (come il carbonio) nell'aria.

Le particelle più grandi di inquinamento nella bassa atmosfera possono anche causare problemi respiratori. Sebbene gli aerosol siano relativamente piccoli e ultrafini, emessi dall'infiammazione dei combustibili fossili e possibilmente da alberi e altra vegetazione, possono causare problemi respiratori significativi per alcune persone.

Come è stata scoperta la composizione dell'aria?

La prima indicazione dell'esistenza dell'argon fu fatta da Sir Henry Cavendish nel 1785. Cavendish era scontento di quel poco che si sapeva sull'aria ed era particolarmente scontento della mancanza di informazioni sulla frazione d'aria (la maggior parte) che non era ossigeno.

Questo scienziato sapeva che l'azoto nell'aria poteva reagire con l'ossigeno per formare, in definitiva, acido nitroso.Il suo obiettivo era di scoprire se tutta l'aria che non era ossigeno o anidride carbonica potesse essere convertita in acido nitroso, dal momento che nel determinarlo si poteva sapere se l'aria fosse totalmente ossigeno, anidride carbonica e azoto.

Cavendish ha usato una scintilla elettrica nell'aria per reagire con l'ossigeno e l'azoto per formare ossidi di azoto. Quindi, ha aggiunto ulteriore ossigeno fino a quando tutto l'azoto non ha reagito.

Poiché gli ossidi di azoto sono acidi, Cavendish ha usato idrossido di sodio acquoso per rimuoverli e quindi qualsiasi anidride carbonica presente. Ha rimosso l'ossigeno residuo utilizzando polisolfuri di potassio.

Una piccola bolla di gas è rimasta (soprattutto di Argon) la ragione per cui Cavendish ha determinato che questa bolla "non era più di centoventi del volume dell'aria (azoto)" e quindi ha verificato che l'aria è almeno il 99,3 percento di azoto / ossigeno / anidride carbonica con uno 0,7% massimo di "qualcos'altro".

Ora sappiamo che "qualcos'altro" è argon ed è molto non reattivo, il che ha permesso a Cavendish di trovarlo, ma gli ha anche impedito di scoprirne di più. I giganteschi progressi nella spettroscopia furono realizzati da Gustav Kirchhoff e Robert Bunsen 85 anni dopo.

Informazioni importanti sull'ossigeno

• L'ossigeno è il terzo elemento più abbondante nell'universo in massa.
• L'ossigeno è l'elemento più abbondante nella massa della biosfera terrestre.
• L'alta concentrazione di ossigeno nell'atmosfera è il risultato del ciclo di ossigeno della Terra, che è guidato principalmente dalla fotosintesi delle piante.
• Leonardo da Vinci è stato colui che ha proposto per la prima volta che l'aria è composta da due gas, uno per respirare e un altro per alimentare il fuoco.
• Joseph Priestly è tradizionalmente accreditato con la scoperta di ossigeno nel 1774.
• Carl Wilhelm Scheele probabilmente scoprì l'ossigeno l'anno precedente, ma il suo lavoro non fu pubblicato fino a dopo Priestly.
• A pressione e temperatura normali, le molecole di ossigeno si legano per formare diossido, o O2, che è presente nell'atmosfera.
• Grazie alla sua presenza nell'acqua, l'ossigeno costituisce la maggior parte della massa di tutti gli esseri viventi.
• È usato nella respirazione cellulare per tutti i tipi di vita.
• Un allotropo di ossigeno è l'ozono (O3) che forma lo strato superiore dell'ozono atmosferico e assorbe la radiazione UV dal sole.
• L'ossigeno può essere prodotto per uso commerciale mediante distillazione frazionata di aria liquefatta, così come altri metodi.
• In condizioni normali, l'acqua dolce contiene circa 6,04 ml di ossigeno per litro, mentre l'acqua di mare contiene circa 4,95 ml di ossigeno per litro.
• L'ossigeno ha una proprietà paramagnetica (il paramagnetismo viene generato nell'istante in cui le molecole di una sostanza hanno un momento magnetico permanente).
• L'ossigeno svolge un ruolo importante nell'elevata concentrazione di vita nelle regioni oceaniche polari, poiché l'ossigeno è solubile in acqua a temperature estremamente basse.
• Si ritiene che alghe verdi e cianobatteri siano responsabili della produzione di fino al 70% dell'ossigeno libero presente in natura.
• Il gas dell'ossigeno libero era quasi inesistente sulla Terra prima della comparsa di organismi fotosintetici circa 3,5 miliardi di anni fa.
• L'ossigeno è prodotto commercialmente per un'ampia varietà di industrie e usi, compresi gli usi medici.

Dati importanti su argon

• Su scala planetaria, possiamo calcolare che l'atmosfera terrestre contiene 65 trilioni di tonnellate di argon. Questo è più di 9 tonnellate di argon a persona sulla Terra.
• Fino al 1957, il simbolo chimico dell'argon era A. Nel 1957, IUPAC accettò che il simbolo dovesse cambiare in Ar.
• La datazione del potassio-argon e argon-argon ci permette di datare le rocce più antiche. Il rapporto tra il potassio-40 e l'argon-40 intrappolato nella roccia può essere usato per determinare quanto tempo è passato da quando la roccia si è solidificata.
• La grande maggioranza di argo sulla Terra deriva dal decadimento radioattivo del potassio-40, che produce argon-40 stabile. Più del 99% di argon sulla Terra è argon-40.
• Lontano dalla Terra, l'argon-36 è l'isotopo più abbondante, sintetizzato nella fase di combustione del silicio delle stelle con una massa di circa 11 o più soli della Terra.

Informazioni importanti sul biossido di carbonio

• La principale funzione del sistema respiratorio di qualsiasi organismo vivente è lo scambio di ossigeno e anidride carbonica. L'anidride carbonica entra nel corpo attraverso l'aria che respira. Mentre il sangue viene pompato attraverso l'arteria polmonare nei polmoni, il sangue rilascia anidride carbonica nei polmoni ed è il gas primario che viene espirato. Circa 0,3 litri di anidride carbonica vengono trasferiti dal sangue ogni minuto.
• Se un organismo vivente è racchiuso in una stanza ermetica, morirà di avvelenamento da anidride carbonica prima di morire di asfissia con l'ossigeno.
• Il più grande produttore di gas di biossido di carbonio prodotto dall'uomo è l'infiammazione dei combustibili fossili, in particolare quella prodotta dalle automobili e dai processi industriali. Tuttavia, i processi naturali come il decadimento della vegetazione emettono molta più anidride carbonica nell'atmosfera. L'anidride carbonica viene anche rilasciata dall'interno della Terra attraverso le eruzioni vulcaniche e le enormi bolle che si sollevano attraverso gli oceani.

riferimenti

1. Stewart, D ... (2012). Composizione dell'aria. 3-1-2017, da parte di Chemicool.
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