Ao contrário dos planetas quentes e frios do nosso sistema solar, no planeta Terra existem condições que tornam possível a vida de uma determinada forma. Uma das principais condições é a composição da atmosfera, que dá a todos os seres vivos a oportunidade de respirar livremente e os protege da radiação mortal que reina no espaço.

Em que consiste a atmosfera?

A atmosfera da Terra consiste em muitos gases. Basicamente que ocupa 77%. O gás, sem o qual a vida na Terra é impensável, ocupa um volume muito menor; o teor de oxigênio no ar é igual a 21% do volume total da atmosfera; Os últimos 2% são uma mistura de vários gases, incluindo argônio, hélio, néon, criptônio e outros.

A atmosfera da Terra atinge uma altura de 8 mil km. O ar adequado para respirar é encontrado apenas na camada inferior da atmosfera, na troposfera, que chega a 8 km nos pólos e 16 km acima do equador. À medida que a altitude aumenta, o ar fica mais rarefeito e maior a falta de oxigênio. Para considerar qual o conteúdo de oxigênio no ar ocorre em alturas diferentes, vamos dar um exemplo. No pico do Everest (altura 8.848 m), o ar contém 3 vezes menos desse gás do que acima do nível do mar. Portanto, os conquistadores dos altos picos das montanhas - alpinistas - só podem subir ao seu pico com máscaras de oxigênio.

O oxigênio é a principal condição de sobrevivência do planeta

No início da existência da Terra, o ar que a rodeava não possuía esse gás em sua composição. Isso era bastante adequado para a vida dos protozoários - moléculas unicelulares que nadavam no oceano. Eles não precisavam de oxigênio. O processo começou há cerca de 2 milhões de anos, quando os primeiros organismos vivos, como resultado da reação da fotossíntese, começaram a liberar pequenas doses desse gás obtido a partir de reações químicas, primeiro no oceano, depois na atmosfera. A vida evoluiu no planeta e assumiu diversas formas, muitas das quais não sobreviveram até os tempos modernos. Alguns organismos eventualmente se adaptaram a viver com o novo gás.

Eles aprenderam a aproveitar seu poder com segurança dentro de uma célula, onde funcionava como uma usina para extrair energia dos alimentos. Essa forma de usar o oxigênio é chamada de respiração, e fazemos isso a cada segundo. Foi a respiração que possibilitou o surgimento de organismos e pessoas mais complexos. Ao longo de milhões de anos, o teor de oxigênio no ar atingiu níveis modernos - cerca de 21%. O acúmulo desse gás na atmosfera contribuiu para a formação da camada de ozônio a uma altitude de 8 a 30 km da superfície terrestre. Ao mesmo tempo, o planeta recebeu proteção contra os efeitos nocivos raios ultravioleta. Evolução adicional formas de vida na água e na terra aumentou rapidamente como resultado do aumento da fotossíntese.

Vida anaeróbica

Embora alguns organismos tenham se adaptado aos níveis crescentes de gás liberado, muitas das formas de vida mais simples que existiam na Terra desapareceram. Outros organismos sobreviveram escondendo-se do oxigênio. Alguns deles hoje vivem nas raízes das leguminosas, usando o nitrogênio do ar para construir aminoácidos para as plantas. O organismo mortal botulismo é outro refugiado do oxigênio. Sobrevive facilmente em alimentos enlatados embalados a vácuo.

Qual nível de oxigênio é ideal para a vida?

Bebês nascidos prematuramente, cujos pulmões ainda não estão totalmente abertos para respirar, acabam em incubadoras especiais. Neles, o teor de oxigênio no ar é maior em volume e, em vez dos habituais 21%, seu nível é fixado em 30-40%. Bebês com problemas respiratórios graves são cercados por ar com níveis de oxigênio de 100% para evitar danos ao cérebro da criança. Estar nessas circunstâncias melhora o regime de oxigênio dos tecidos que estão em estado de hipóxia e normaliza suas funções vitais. Mas muito disso no ar é tão perigoso quanto pouco. O excesso de oxigênio no sangue de uma criança pode danificar os vasos sanguíneos dos olhos e causar perda de visão. Isso mostra a dualidade das propriedades do gás. Precisamos respirá-lo para viver, mas seu excesso às vezes pode se tornar um veneno para o corpo.

Processo de oxidação

Quando o oxigênio se combina com hidrogênio ou carbono, ocorre uma reação chamada oxidação. Este processo faz com que as moléculas orgânicas que são a base da vida se desintegrem. No corpo humano, a oxidação ocorre da seguinte forma. Os glóbulos vermelhos coletam oxigênio dos pulmões e o transportam por todo o corpo. Existe um processo de destruição das moléculas dos alimentos que ingerimos. Este processo libera energia, água e deixa para trás dióxido de carbono. Este último é excretado pelas células sanguíneas de volta aos pulmões e nós o exalamos no ar. Uma pessoa pode sufocar se for impedida de respirar por mais de 5 minutos.

Respiração

Consideremos o conteúdo de oxigênio no ar inalado. O ar atmosférico que entra nos pulmões vindo de fora durante a inspiração é chamado de ar inspirado, e o ar que sai pelo sistema respiratório durante a expiração é chamado de ar expirado.

É uma mistura do ar que encheu os alvéolos com o do trato respiratório. A composição química do ar, que pessoa saudável inspira e expira em condições naturais, praticamente não muda e é expresso nesses números.

O oxigênio é o principal componente do ar para a vida. As mudanças na quantidade desse gás na atmosfera são pequenas. Se o teor de oxigênio no ar próximo ao mar atingir 20,99%, mesmo no ar muito poluído das cidades industriais seu nível não cairá abaixo de 20,5%. Tais alterações não revelam impacto corpo humano. Distúrbios fisiológicos aparecem quando a porcentagem de oxigênio no ar cai para 16-17%. Neste caso, há um óbvio que leva a um declínio acentuado na atividade vital, e quando o teor de oxigênio no ar é de 7 a 8%, a morte é possível.

Atmosfera em diferentes épocas

A composição da atmosfera sempre influenciou a evolução. Em diferentes épocas geológicas devido a desastres naturais foram observados aumentos ou quedas nos níveis de oxigênio, o que acarretou uma mudança no biossistema. Há cerca de 300 milhões de anos, seu conteúdo na atmosfera subiu para 35%, e o planeta foi colonizado por insetos de tamanho gigantesco. A maior extinção de seres vivos na história da Terra ocorreu há cerca de 250 milhões de anos. Durante ele, mais de 90% dos habitantes do oceano e 75% dos habitantes da terra morreram. Uma versão da extinção em massa diz que o culpado foram os baixos níveis de oxigênio no ar. A quantidade desse gás caiu para 12%, e está na camada inferior da atmosfera, a uma altitude de 5.300 metros. Em nossa época, o teor de oxigênio no ar atmosférico chega a 20,9%, o que é 0,7% inferior ao de 800 mil anos atrás. Estes números foram confirmados por cientistas da Universidade de Princeton, que examinaram amostras da Groenlândia e Gelo Atlântico, formado naquela época. A água congelada preservou as bolhas de ar, e esse fato ajuda a calcular o nível de oxigênio na atmosfera.

O que determina seu nível no ar?

Sua absorção ativa da atmosfera pode ser causada pelo movimento das geleiras. À medida que se afastam, revelam áreas gigantescas de camadas orgânicas que consomem oxigênio. Outra razão pode ser o resfriamento das águas do Oceano Mundial: suas bactérias em temperaturas mais baixas absorvem oxigênio de forma mais ativa. Os investigadores defendem que o salto industrial e, com ele, a queima de enormes quantidades de combustível não têm um impacto particular. Os oceanos do mundo têm esfriado há 15 milhões de anos e a quantidade de nutrientes vitais na atmosfera diminuiu, independentemente do impacto humano. Provavelmente existem alguns processos naturais ocorrendo na Terra que fazem com que o consumo de oxigênio seja maior do que a sua produção.

Impacto humano na composição da atmosfera

Vamos falar sobre a influência humana na composição do ar. O nível que temos hoje é ideal para os seres vivos; o teor de oxigênio no ar é de 21%. O equilíbrio dele e de outros gases é determinado vida útil na natureza: os animais exalam dióxido de carbono, as plantas o utilizam e liberam oxigênio.

Mas não há garantia de que este nível será sempre constante. A quantidade de dióxido de carbono liberada na atmosfera está aumentando. Isto se deve ao uso de combustível pela humanidade. E, como você sabe, foi formado a partir de fósseis de origem orgânica e o dióxido de carbono entra no ar. Enquanto isso o mais plantas grandes As árvores do nosso planeta estão sendo destruídas a um ritmo crescente. Num minuto, quilómetros de floresta desaparecem. Isso significa que parte do oxigênio do ar está diminuindo gradualmente e os cientistas já estão soando o alarme. A atmosfera da Terra não é um depósito ilimitado e o oxigênio não entra nela vindo de fora. Estava sendo constantemente desenvolvido junto com o desenvolvimento da Terra. Devemos sempre lembrar que esse gás é produzido pela vegetação durante o processo de fotossíntese através do consumo dióxido de carbono. E qualquer diminuição significativa da vegetação na forma de destruição de florestas reduz inevitavelmente a entrada de oxigénio na atmosfera, perturbando assim o seu equilíbrio.

Há menos de 200 anos, a atmosfera terrestre continha 40% de oxigênio. Hoje há apenas 21% de oxigênio no ar

No parque da cidade 20,8%

Na floresta 21,6%

À beira-mar 21,9%

No apartamento e no escritório menos 20%

Os cientistas provaram que uma diminuição de 1% no oxigênio leva a uma diminuição de 30% no desempenho.

A deficiência de oxigênio é resultado de automóveis, emissões industriais e poluição. Há 1% menos oxigênio na cidade do que na floresta.

Mas o maior culpado pela falta de oxigênio somos nós mesmos. Tendo construído casas aconchegantes e herméticas, morando em apartamentos com janelas de plástico nós nos protegemos do fluxo de ar fresco. A cada expiração, reduz a concentração de oxigênio e aumenta a quantidade de dióxido de carbono. Muitas vezes o teor de oxigênio no escritório é de 18%, no apartamento de 19%.

A qualidade do ar necessária para apoiar os processos vitais de todos organismos vivos na Terra,

determinado pelo seu conteúdo de oxigênio.

A dependência da qualidade do ar da porcentagem de oxigênio nele contida.

Nível de conteúdo confortável de oxigênio no ar

Zona 3-4: limitado pela norma legalmente aprovada para o teor mínimo de oxigénio no ar interior (20,5%) e pela “norma” de ar fresco (21%). Para o ar urbano, um teor de oxigênio de 20,8% é considerado normal.

Nível favorável de oxigênio no ar

Zona 1-2: Este nível de teor de oxigênio é típico de áreas e florestas ecologicamente limpas. O teor de oxigênio no ar na costa oceânica pode chegar a 21,9%

Níveis insuficientes de oxigênio no ar

Zano 5-6: limitado pelo nível mínimo permitido de teor de oxigênio quando uma pessoa pode ficar sem aparelho respiratório (18%).

Ficar em quartos com esse tipo de ar é acompanhado de fadiga rápida, sonolência, diminuição da atividade mental e dores de cabeça.

A permanência prolongada em quartos com tal atmosfera é perigosa para a saúde.

Níveis perigosamente baixos de oxigênio no ar

Zona 7 em diante: no teor de oxigênio16% tontura, respiração rápida,13% - perda de consciência,12% - alterações irreversíveis no funcionamento do corpo, 7% - morte.

Sinais externos de falta de oxigênio (hipóxia)

- deterioração da cor da pele

- fadiga, diminuição da atividade mental, física e sexual

- depressão, irritabilidade, distúrbios do sono

- dores de cabeça

A permanência prolongada em uma sala com níveis insuficientes de oxigênio pode levar a mais problemas sérios com saúde, porque Como o oxigênio é responsável por todos os processos metabólicos do corpo, as consequências de sua deficiência são:

Distúrbio metabólico

Imunidade diminuída

Um sistema de ventilação devidamente organizado para espaços de habitação e de trabalho pode ser a chave para uma boa saúde.

O papel do oxigênio para a saúde humana. Oxigênio:

Aumenta o desempenho mental;

Aumenta a resistência do corpo ao estresse e ao aumento do estresse nervoso;

Mantém os níveis de oxigênio no sangue;

Melhora a coordenação dos órgãos internos;

Aumenta a imunidade;

Promove a perda de peso. O consumo regular de oxigênio em combinação com a atividade física leva à degradação ativa das gorduras;

O sono é normalizado: torna-se mais profundo e mais longo, o período de adormecimento e a atividade física diminui

Conclusões:

O oxigênio influencia nossas vidas e, quanto mais ele influencia, mais coloridas e diversificadas são nossas vidas.

Você pode comprar um tanque de oxigênio ou desistir de tudo e ir morar na floresta. Se isso não estiver disponível para você, ventile seu apartamento ou escritório a cada hora. Se correntes de ar, poeira ou ruído interferirem, instale uma ventilação que forneça ar fresco e limpe os gases de exaustão.

Faça tudo para ar fresco esteve em sua casa e você verá mudanças em sua vida.

Composição gasosa do ar atmosférico

A composição gasosa do ar que respiramos é assim: 78% é nitrogênio, 21% é oxigênio e 1% são outros gases. Mas na atmosfera das grandes cidades industriais esta proporção é frequentemente violada. Uma proporção significativa consiste em impurezas nocivas causadas por emissões de empresas e veículos. O transporte motorizado introduz muitas impurezas na atmosfera: hidrocarbonetos de composição desconhecida, benzo(a)pireno, dióxido de carbono, compostos de enxofre e azoto, chumbo, monóxido de carbono.

A atmosfera consiste em uma mistura de vários gases - o ar, no qual estão suspensas impurezas coloidais - poeira, gotículas, cristais, etc. Porém, a partir de uma altitude de cerca de 100 km, junto com o oxigênio molecular e o nitrogênio, o oxigênio atômico também aparece como resultado da dissociação das moléculas, e começa a separação gravitacional dos gases. Acima de 300 km, o oxigênio atômico predomina na atmosfera, acima de 1000 km - o hélio e depois o hidrogênio atômico. A pressão e a densidade da atmosfera diminuem com a altitude; cerca de metade da massa total da atmosfera está concentrada nos 5 km inferiores, 9/10 nos 20 km inferiores e 99,5% nos 80 km inferiores. Em altitudes de cerca de 750 km, a densidade do ar cai para 10-10 g/m3 (enquanto na superfície da Terra é de cerca de 103 g/m3), mas mesmo uma densidade tão baixa ainda é suficiente para a ocorrência de auroras. A atmosfera não possui um limite superior nítido; densidade de seus gases constituintes

A composição do ar atmosférico que cada um de nós respira inclui vários gases, sendo os principais: nitrogênio (78,09%), oxigênio (20,95%), hidrogênio (0,01%), dióxido de carbono (dióxido de carbono) (0,03%) e gases inertes (0,93%). Além disso, há sempre uma certa quantidade de vapor d'água no ar, cuja quantidade sempre muda com as mudanças de temperatura: quanto maior a temperatura, maior o teor de vapor e vice-versa. Devido às flutuações na quantidade de vapor d'água no ar, a porcentagem de gases nele contido também não é constante. Todos os gases que constituem o ar são incolores e inodoros. O peso do ar muda dependendo não apenas da temperatura, mas também do conteúdo de vapor d'água nele. Na mesma temperatura, o peso do ar seco é maior que o do ar úmido, porque o vapor de água é muito mais leve que o vapor de ar.

A tabela mostra a composição gasosa da atmosfera em relação à massa volumétrica, bem como a vida útil dos principais componentes:

Componente	%volume	% massa
Nº 2	78,09	75,50
O2	20,95	23,15
Ar	0,933	1,292
CO2	0,03	0,046
Não	1,8 10 -3	1,4 10 -3
Ele	4,6 10 -4	6,4 10 -5
Capítulo 4	1,52 10 -4	8,4 10 -5
Cr	1,14 10 -4	3 10 -4
H2	5 10 -5	8 10 -5
N2O	5 10 -5	8 10 -5
Xe	8,6 10 -6	4 10 -5
Ó3	3 10 -7 - 3 10 -6	5 10 -7 - 5 10 -6
Rn	6 10 -18	4,5 10 -17

As propriedades dos gases que constituem o ar atmosférico sob pressão mudam.

Por exemplo: o oxigênio sob pressão superior a 2 atmosferas tem efeito tóxico no corpo.

O nitrogênio sob pressão acima de 5 atmosferas tem efeito narcótico (intoxicação por nitrogênio). Uma rápida subida das profundezas causa a doença descompressiva devido à rápida liberação de bolhas de nitrogênio do sangue, como se estivesse espumando.

Um aumento de mais de 3% de dióxido de carbono na mistura respiratória causa a morte.

Cada componente que compõe o ar, com o aumento da pressão até certos limites, torna-se um veneno que pode envenenar o corpo.

Pesquisar composição do gás atmosfera. Química atmosférica

Para a história do rápido desenvolvimento de um ramo relativamente jovem da ciência chamado química atmosférica, o termo mais apropriado é “arremesso” (arremesso), usado em esportes de alta velocidade. Talvez a pistola de partida tenha sido disparada por dois artigos publicados no início da década de 1970. Eles falaram sobre a possível destruição do ozônio estratosférico pelos óxidos de nitrogênio - NO e NO 2. O primeiro pertencia ao futuro Prêmio Nobel, e depois a um funcionário da Universidade de Estocolmo, P. Crutzen, que considerou que a provável fonte de óxidos de nitrogênio na estratosfera estava se decompondo sob a influência de luz solaróxido nitroso N2O origem natural. O autor do segundo artigo, químico da Universidade da Califórnia em Berkeley G. Johnston, sugeriu que os óxidos de nitrogênio aparecem na estratosfera como resultado atividade humana, nomeadamente, durante as emissões de produtos de combustão motores a jato aeronaves de alta altitude.

É claro que as hipóteses acima não surgiram espaço vazio. Proporção por pelo menos os principais componentes do ar atmosférico - moléculas de nitrogênio, oxigênio, vapor d'água, etc. - eram conhecidos muito antes. Já na segunda metade do século XIX. Na Europa, foram feitas medições das concentrações de ozônio no ar superficial. Na década de 1930, o cientista inglês S. Chapman descobriu o mecanismo de formação do ozônio em uma atmosfera puramente de oxigênio, indicando um conjunto de interações de átomos e moléculas de oxigênio, bem como do ozônio, na ausência de quaisquer outros componentes do ar. No entanto, no final dos anos 50, medições utilizando foguetes meteorológicos mostraram que havia muito menos ozônio na estratosfera do que deveria haver de acordo com o ciclo de reação de Chapman. Embora este mecanismo continue a ser fundamental até hoje, tornou-se claro que existem alguns outros processos que também estão ativamente envolvidos na formação do ozono atmosférico.

Vale ressaltar que no início da década de 70, o conhecimento no campo da química atmosférica era obtido principalmente através do esforço de cientistas individuais, cujas pesquisas não estavam unidas por nenhum conceito socialmente significativo e eram, na maioria das vezes, de natureza puramente acadêmica. O trabalho de Johnston é diferente: segundo seus cálculos, 500 aviões, voando 7 horas por dia, poderiam reduzir a quantidade de ozônio estratosférico em pelo menos 10%! E se estas avaliações fossem justas, então o problema tornou-se imediatamente socioeconómico, uma vez que neste caso todos os programas para o desenvolvimento da aviação de transporte supersónico e infra-estruturas relacionadas teriam de passar por ajustamentos significativos, e talvez até encerramento. Além disso, pela primeira vez surgiu realmente a questão de que a atividade antrópica poderia causar não local, mas cataclismo global. Naturalmente, na situação atual, a teoria precisava de uma verificação muito rigorosa e ao mesmo tempo operacional.

Lembremos que a essência da hipótese acima mencionada era que o óxido de nitrogênio reage com o ozônio NO + O 3 ® ® NO 2 + O 2 , então o dióxido de nitrogênio formado nesta reação reage com o átomo de oxigênio NO 2 + O ® NO + O 2 , restaurando assim a presença de NO na atmosfera, enquanto a molécula de ozônio se perde para sempre. Nesse caso, esse par de reações, que compõe o ciclo catalítico do nitrogênio de destruição do ozônio, se repete até que algum processo químico ou físico leve à remoção dos óxidos de nitrogênio da atmosfera. Por exemplo, o NO 2 é oxidado em ácido nítrico HNO 3, que é altamente solúvel em água e, portanto, é removido da atmosfera pelas nuvens e pela precipitação. O ciclo catalítico do nitrogênio é muito eficaz: uma molécula de NO durante sua permanência na atmosfera consegue destruir dezenas de milhares de moléculas de ozônio.

Mas, como você sabe, os problemas não vêm sozinhos. Logo, especialistas de universidades dos EUA - Michigan (R. Stolarski e R. Cicerone) e Harvard (S. Wofsey e M. McElroy) - descobriram que o ozônio pode ter um inimigo ainda mais impiedoso - os compostos de cloro. O ciclo catalítico do cloro para destruição do ozônio (reações Cl + O 3 ® ClO + O 2 e ClO + O ® Cl + O 2), segundo suas estimativas, foi várias vezes mais eficiente que o do nitrogênio. A única causa para um optimismo cauteloso foi o facto de a quantidade de cloro que ocorre naturalmente na atmosfera ser relativamente pequena, o que significa que o efeito global do seu impacto no ozono pode não ser demasiado forte. No entanto, a situação mudou drasticamente quando, em 1974, funcionários da Universidade da Califórnia em Irvine S. Rowland e M. Molina estabeleceram que a fonte de cloro na estratosfera são os compostos de clorofluorocarbonetos (CFCs), amplamente utilizados em unidades de refrigeração, embalagens de aerossóis, etc. Sendo não inflamáveis, não tóxicas e quimicamente passivas, estas substâncias são lentamente transportadas pelas correntes ascendentes de ar da superfície terrestre para a estratosfera, onde as suas moléculas são destruídas pela luz solar, resultando na libertação de átomos de cloro livres. A produção industrial de CFCs, iniciada na década de 30, e suas emissões na atmosfera aumentaram continuamente em todos os anos subsequentes, especialmente nas décadas de 70 e 80. Assim, num período muito curto de tempo, os teóricos identificaram dois problemas na química atmosférica causados ​​pela intensa poluição antropogénica.

Porém, para testar a validade das hipóteses apresentadas, foi necessário realizar diversas tarefas.

Primeiramente, ampliar os estudos laboratoriais, durante os quais seria possível determinar ou esclarecer as taxas de reações fotoquímicas entre vários componentes ar atmosférico. Deve-se dizer que os escassos dados sobre essas velocidades que existiam naquela época também apresentavam uma boa quantidade de erros (até várias centenas por cento). Além disso, as condições em que as medições foram feitas, em regra, não correspondiam de perto à realidade da atmosfera, o que agravava gravemente o erro, uma vez que a intensidade da maioria das reações dependia da temperatura e por vezes da pressão ou densidade da atmosfera. ar.

Em segundo lugar, estudar intensamente as propriedades ópticas de radiação de uma série de pequenos gases atmosféricos em condições de laboratório. Moléculas de um número significativo de componentes do ar atmosférico são destruídas pela radiação ultravioleta do Sol (em reações de fotólise), entre elas não apenas os CFCs mencionados acima, mas também oxigênio molecular, ozônio, óxidos de nitrogênio e muitos outros. Portanto, as estimativas dos parâmetros de cada reação de fotólise foram tão necessárias e importantes para a correta reprodução dos processos químicos atmosféricos quanto as taxas de reações entre as diferentes moléculas.

A parte da atmosfera que é adjacente à Terra e que uma pessoa respira adequadamente é chamada de troposfera. A troposfera tem uma altura de nove a onze quilômetros e é uma mistura mecânica de vários gases.

A composição do ar não é constante. Dependendo de localização geográfica, terreno, condições meteorológicas, ar podem ter composição diferente E várias propriedades. O ar pode ser poluído ou rarefeito, fresco ou pesado - tudo isso significa que contém certas impurezas.

Nitrogênio - 78,9 por cento;

Oxigênio - 20,95 por cento;

Dióxido de carbono - 0,3 por cento.

Além disso, outros gases estão presentes na atmosfera (hélio, argônio, néon, xenônio, criptônio, hidrogênio, radônio, ozônio) e sua quantidade total é ligeiramente inferior a um por cento.

Vale ressaltar também a presença de algumas impurezas permanentes no ar origem natural, em particular, certos produtos gasosos formados como resultado de processos biológicos e químicos. A amônia merece menção especial entre eles (a composição do ar longe de áreas povoadas inclui cerca de três a cinco milésimos de miligrama por metro cúbico), metano (seu nível é em média dois décimos de miligrama por metro cúbico), óxidos de nitrogênio (na atmosfera sua concentração atinge aproximadamente quinze décimos de miligrama por metro cúbico), sulfeto de hidrogênio e outros produtos gasosos.

Além de vapor e impurezas gasosas, a composição química do ar geralmente inclui poeira origem cósmica, que cai na superfície da Terra na quantidade de setecentos milésimos de tonelada por quilômetro quadrado durante o ano, bem como partículas de poeira provenientes de erupções vulcânicas.

No entanto, ele muda na maior medida (e não em lado melhor) a composição do ar e polui a troposfera com a chamada poeira terrestre (planta, solo) e fumaça dos incêndios florestais. Há especialmente muita poeira nas massas de ar continentais originárias dos desertos da Ásia Central e da África. É por isso que podemos dizer com confiança que simplesmente não existe um ambiente de ar idealmente limpo, e é um conceito que existe apenas teoricamente.

A composição do ar tende a mudar constantemente, e suas mudanças naturais geralmente desempenham um papel bastante pequeno, especialmente em comparação com possíveis consequências suas violações artificiais. Tais violações estão associadas principalmente às atividades industriais da humanidade, ao uso de dispositivos para serviços ao consumidor, bem como veículos. Essas perturbações podem levar, entre outras coisas, à desnaturação do ar, ou seja, a diferenças pronunciadas em sua composição e propriedades em relação aos indicadores correspondentes da atmosfera.

Estes e muitos outros tipos de atividade humana levaram ao fato de que a composição básica do ar começou a sofrer mudanças lentas e insignificantes, mas mesmo assim absolutamente irreversíveis. Por exemplo, os cientistas calcularam que, nos últimos cinquenta anos, a humanidade utilizou aproximadamente a mesma quantidade de oxigênio que nos milhões de anos anteriores, e em termos percentuais - dois décimos de um por cento do seu fornecimento total na atmosfera. Ao mesmo tempo, as emissões para a atmosfera aumentam proporcionalmente. De acordo com os dados mais recentes, as emissões atingiram quase quatrocentos mil milhões de toneladas nos últimos cem anos.

Assim, a composição do ar está mudando para pior e é difícil imaginar como será daqui a algumas décadas.

Composição da Terra. Ar

O ar é uma mistura mecânica de vários gases que constituem a atmosfera terrestre. O ar é necessário para a respiração dos organismos vivos, constata ampla aplicação

na indústria. O fato de o ar ser uma mistura, e não uma substância homogênea, foi comprovado durante os experimentos do cientista escocês Joseph Black. Durante uma delas, o cientista descobriu que quando a magnésia branca (carbonato de magnésio) é aquecida, é liberado “ar preso”, ou seja, dióxido de carbono, e forma-se magnésia queimada (óxido de magnésio). Ao queimar calcário, pelo contrário, o “ar preso” é removido. Com base nesses experimentos, o cientista concluiu que a diferença entre o dióxido de carbono e os álcalis cáusticos é que o primeiro contém dióxido de carbono, que é um dos ar. Hoje sabemos que além do dióxido de carbono, a composição do ar terrestre inclui:

A proporção de gases na atmosfera terrestre indicada na tabela é típica de suas camadas inferiores, até uma altitude de 120 km. Nessas regiões encontra-se uma região bem misturada e uniformemente composta chamada homosfera. Acima da homosfera fica a heterosfera, que é caracterizada pela decomposição de moléculas de gás em átomos e íons. As regiões são separadas umas das outras por uma pausa turbo.

A reação química na qual as moléculas são decompostas em átomos sob a influência da radiação solar e cósmica é chamada de fotodissociação. A decomposição do oxigênio molecular produz oxigênio atômico, que é o principal gás da atmosfera em altitudes acima de 200 km. Em altitudes acima de 1.200 km, o hidrogênio e o hélio, que são os gases mais leves, começam a predominar.

Como a maior parte do ar está concentrada nas 3 camadas atmosféricas inferiores, as mudanças na composição do ar em altitudes acima de 100 km não têm um efeito perceptível na composição geral da atmosfera.

O nitrogênio é o gás mais comum, representando mais de três quartos do volume de ar da Terra. O nitrogênio moderno foi formado pela oxidação da atmosfera inicial de amônia-hidrogênio pelo oxigênio molecular, que é formado durante a fotossíntese. Atualmente não grande número o nitrogênio entra na atmosfera como resultado da desnitrificação - processo de redução dos nitratos a nitritos, com a subsequente formação de óxidos gasosos e nitrogênio molecular, que é produzido por procariontes anaeróbicos. Algum nitrogênio entra na atmosfera durante erupções vulcânicas.

EM camadas superiores Na atmosfera, quando exposto a descargas elétricas com a participação do ozônio, o nitrogênio molecular é oxidado a monóxido de nitrogênio:

N 2 + O 2 → 2NO

EM condições normais O monóxido reage imediatamente com o oxigênio para formar óxido nitroso:

2NO + O 2 → 2N 2 O

O nitrogênio é essencial elemento químico atmosfera da terra. O nitrogênio faz parte das proteínas e fornece nutrição mineral plantas. Ele determina a taxa de reações bioquímicas e desempenha o papel de diluente de oxigênio.

O segundo gás mais comum na atmosfera da Terra é o oxigênio. A formação desse gás está associada à atividade fotossintética de plantas e bactérias. E quanto mais diversos e numerosos os organismos fotossintéticos se tornavam, mais significativo se tornava o processo de conteúdo de oxigênio na atmosfera. Uma pequena quantidade de oxigênio pesado é liberada durante a desgaseificação do manto.

Nas camadas superiores da troposfera e estratosfera, sob a influência da radiação solar ultravioleta (denotamos como hν), o ozônio é formado:

O 2 + hν → 2O

Como resultado da mesma radiação ultravioleta, o ozônio se decompõe:

O 3 + hν → O 2 + O

O 3 + O → 2O 2

Como resultado da primeira reação, forma-se o oxigênio atômico e, como resultado da segunda, forma-se o oxigênio molecular. Todas as 4 reações são chamadas de “mecanismo Chapman”, em homenagem ao cientista britânico Sidney Chapman que as descobriu em 1930.

O oxigênio é usado para a respiração dos organismos vivos. Com sua ajuda ocorrem processos de oxidação e combustão.

O ozônio serve para proteger os organismos vivos de radiação ultravioleta, que causa mutações irreversíveis. A maior concentração de ozônio é observada na estratosfera inferior, dentro da chamada. camada de ozônio ou tela de ozônio, situada em altitudes de 22 a 25 km. O teor de ozônio é baixo: em pressão normal

todo o ozônio da atmosfera terrestre ocuparia uma camada de apenas 2,91 mm de espessura.

A formação do terceiro gás mais comum na atmosfera, o argônio, assim como o néon, o hélio, o criptônio e o xenônio, está associada a erupções vulcânicas e à decomposição de elementos radioativos.

Em particular, o hélio é um produto do decaimento radioativo do urânio, tório e rádio: 238 U → 234 Th + α, 230 Th → 226 Ra + 4 He, 226 Ra → 222 Rn + α (nessas reações a partícula α é o núcleo de hélio, que durante o processo de perda de energia, captura elétrons e se transforma em 4 He).

O argônio é formado durante o decaimento do isótopo radioativo do potássio: 40 K → 40 Ar + γ.

Neon escapa de rochas ígneas.

O crípton é formado como o produto final da decomposição do urânio (235 U e 238 U) e do tório Th.

A maior parte do criptônio atmosférico foi formada nos estágios iniciais da evolução da Terra como resultado da decadência de elementos transurânicos com meia-vida fenomenalmente curta ou veio do espaço, onde o conteúdo de criptônio é dez milhões de vezes maior do que na Terra.

O xenônio é o resultado da fissão do urânio, mas a maior parte desse gás permanece desde os estágios iniciais da formação da Terra, desde a atmosfera primordial.

O hidrogênio é formado como resultado da decomposição da água pela radiação solar. Mas, sendo o mais leve dos gases que compõem a atmosfera, evapora constantemente para o espaço sideral e, portanto, seu conteúdo na atmosfera é muito pequeno.

O vapor d'água é o resultado da evaporação da água da superfície de lagos, rios, mares e terras.

A concentração dos principais gases nas camadas inferiores da atmosfera, com exceção do vapor d'água e do dióxido de carbono, é constante. Em pequenas quantidades, a atmosfera contém óxido de enxofre SO 2, amônia NH 3, monóxido de carbono CO, ozônio O 3, cloreto de hidrogênio HCl, fluoreto de hidrogênio HF, monóxido de nitrogênio NO, hidrocarbonetos, vapor de mercúrio Hg, iodo I 2 e muitos outros. Na parte inferior camada atmosférica A troposfera contém constantemente um grande número de partículas sólidas e líquidas em suspensão.

As fontes de material particulado na atmosfera terrestre são erupções vulcânicas, pólen de plantas, microorganismos e ultimamente e atividades humanas, como a queima de combustíveis fósseis durante a produção. As menores partículas de poeira, que são núcleos de condensação, provocam a formação de nevoeiros e nuvens. Sem material particulado constantemente presente na atmosfera, a precipitação não cairia na Terra.