Composição do ar atmosférico e poluentes

O composição do ar É baseado em vários componentes; 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio, 1% de argônio e o restante de vários gases nobres que formam a atmosfera que circunda a Terra.

Em alguns lugares, as atividades humanas adicionaram outros gases à atmosfera, chamados poluentes.

Composição atual do ar

• Nitrogênio: 78% Dilua o oxigênio e evite a queima rápida na superfície da terra. Os seres vivos precisam disso para produzir proteínas. O nitrogênio não pode ser usado diretamente do ar. O ciclo do nitrogênio é o modo pelo qual a natureza fornece o nitrogênio necessário para os seres vivos.
• Oxigênio: 21% É usado por todos os seres vivos, essencial para respirar e necessário para combustão ou queima.
• Argônio: 1% É usado em lâmpadas.
• Dióxido de carbono: 0,03% As plantas usam isso para produzir oxigênio. O dióxido de carbono age como um cobertor e impede a fuga de calor no espaço exterior. Os cientistas acreditam que a extração de combustíveis fósseis, como carvão e petróleo, adiciona mais dióxido de carbono à atmosfera.
• Vapor de água: 0,0 a 4,0%. Essencial para os processos da vida. Também evita a perda de calor da terra.
• Gases de traço: são gases que estão em quantidades muito pequenas. Eles incluem néon, hélio, criptônio e xenônio.

Embora a composição não mude muito enquanto percorre as camadas inferiores da atmosfera, o que muda é o número de moléculas.

Quando viajam mais alto, as moléculas de ar tornam-se menos abundantes. Embora tenha predominantemente a mesma composição, existe uma diferença química muito importante dentro da estratosfera, pois é nessa camada que residem as maiores concentrações de moléculas de ozônio.

Na estratosfera, as moléculas de ozônio - três átomos de oxigênio ligados entre si - impedem que alguns dos raios mais intensos do sol atinjam a superfície da Terra.

Atualmente, cientistas e pesquisadores do NCAR (Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica) em todo o mundo estão monitorando essa camada tão fina no pólo sul que já é chamada de "buraco" e é nessa área onde as moléculas estão sendo destruído.

Acima da mesosfera, a composição muda. Embora a mesosfera ainda seja dominada por nitrogênio e oxigênio, os gases da termosfera são altamente ionizados e as ligações entre os átomos de oxigênio são quebradas.

Na exosfera, a camada externa da atmosfera da Terra, as moléculas de ar podem facilmente escapar da gravidade da Terra e flutuar no espaço.

A atmosfera também contém uma pequena mas significativa quantidade de dióxido de carbono, aproximadamente 0,04%, e pequenas quantidades de alguns outros gases. Além desses gases, o ar também contém vapor de água. A porcentagem de vapor de água varia de um lugar para outro e de acordo com as condições climáticas.

Poluentes no ar

A poluição adiciona moléculas adicionais ao ar, incluindo dióxido de carbono e ozônio, às partes mais baixas da atmosfera. Embora pequenas quantidades de ambos sejam naturais ao nível do solo na troposfera, seu número aumentou devido à queima de combustíveis fósseis.

Dióxido de carbono

O dióxido de carbono, um subproduto da queima, é chamado de "gás de efeito estufa" porque contribui para o aquecimento global. O ozônio emitido na troposfera danifica as plantas e causa problemas respiratórios, ao contrário do "bom" ozônio na estratosfera que protege a Terra da luz ultravioleta do sol.

As atividades humanas produzem uma série de gases que são liberados na atmosfera. As fábricas podem causar poluição do ar e combustão de combustível, o que libera uma grande quantidade de dióxido de carbono na atmosfera. Acredita-se que esta é a causa do aquecimento global.

Outros óxidos

Outros gases poluentes que são liberados no ar quando queimam combustíveis incluem monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio e dióxido de enxofre. A combustão incompleta de combustíveis também libera pequenas partículas de sólidos (como o carbono) no ar.

Partículas maiores de poluição na baixa atmosfera também podem causar problemas respiratórios. Embora os aerossóis sejam relativamente pequenos e ultrafinos, emitidos a partir da inflamação de combustíveis fósseis e possivelmente de árvores e outras vegetações, eles podem causar problemas respiratórios significativos para algumas pessoas.

Como foi a composição do ar descoberta?

A primeira indicação da existência do argônio foi feita por Sir Henry Cavendish em 1785. Cavendish estava insatisfeito com o pouco que se sabia sobre o ar e ficou particularmente descontente com a falta de informação sobre a fração de ar (a maioria) que não era oxigenio

Este cientista sabia que o nitrogênio no ar poderia reagir com o oxigênio para formar, em última análise, o ácido nitroso.Seu objetivo era descobrir se todo o ar que não era oxigênio ou dióxido de carbono poderia ser convertido em ácido nitroso, pois ao determiná-lo, poder-se-ia saber se o ar era totalmente oxigênio, dióxido de carbono e nitrogênio.

Cavendish usou uma faísca elétrica no ar para reagir oxigênio e nitrogênio para formar óxidos de nitrogênio. Então, ele adicionou oxigênio adicional até que todo o nitrogênio tivesse reagido.

Como os óxidos de nitrogênio são ácidos, Cavendish usou hidróxido de sódio aquoso para removê-los e, portanto, qualquer dióxido de carbono presente. Ele removeu o oxigênio restante usando polissulfuretos de potássio.

Uma pequena bolha de gás permaneceu (especialmente de árgon) pelo que Cavendish determinou que esta bolha "não era mais de cento e vinte do volume do ar (azoto)" e por tanto se constatou que o ar é pelo menos 99.3 por cento de nitrogênio / oxigênio / dióxido de carbono com um máximo de 0,7% de "alguma outra coisa".

Agora sabemos que o 'algo mais' é argônio e é muito não-reativo, o que permitiu a Cavendish encontrá-lo, mas também o impediu de descobrir mais sobre ele. Os gigantescos avanços na espectroscopia foram feitos por Gustav Kirchhoff e Robert Bunsen 85 anos depois.

Informações importantes sobre oxigênio

• O oxigênio é o terceiro elemento mais abundante no universo em massa.
• O oxigênio é o elemento mais abundante em massa na biosfera da Terra.
• A alta concentração de oxigênio na atmosfera é resultado do ciclo de oxigênio da Terra, predominantemente impulsionado pela fotossíntese das plantas.
• Leonardo da Vinci foi quem propôs pela primeira vez que o ar é composto de dois gases, um para respirar e outro para alimentar o fogo.
• Joseph Priestly é tradicionalmente creditado com a descoberta do oxigênio em 1774.
• Carl Wilhelm Scheele possivelmente descobriu oxigênio no ano anterior, mas seu trabalho não foi publicado até depois de Priestly.
• Na pressão e temperatura normais, as moléculas de oxigênio se ligam para formar dióxido, ou O2, que está presente na atmosfera.
• Devido à sua presença na água, o oxigênio compõe a maior parte da massa de todos os seres vivos.
• É usado na respiração celular para todos os tipos de vida.
• Um alótropo de oxigênio é o ozônio (O3) que forma a camada superior do ozônio atmosférico e absorve a radiação UV do sol.
• O oxigênio pode ser produzido para uso comercial por destilação fracionada de ar liquefeito, bem como por outros métodos.
• Em condições normais, a água doce contém aproximadamente 6,04 ml de oxigênio por litro, enquanto a água do mar contém aproximadamente 4,95 ml de oxigênio por litro.
• O oxigênio tem uma propriedade paramagnética (o paramagnetismo é gerado no instante em que as moléculas de uma substância têm um momento magnético permanente).
• O oxigênio desempenha um papel importante na alta concentração de vida nas regiões dos oceanos polares, uma vez que o oxigênio é solúvel na água a temperaturas extremamente baixas.
• Acredita-se que as algas verdes e as cianobactérias sejam responsáveis ​​pela produção de até 70% do oxigênio livre encontrado na natureza.
• O gás oxigênio livre era quase inexistente na Terra antes do aparecimento de organismos fotossintéticos há cerca de 3,5 bilhões de anos.
• O oxigênio é produzido comercialmente para uma ampla variedade de indústrias e usos, incluindo usos médicos.

Dados importantes sobre argônio

• Em uma escala planetária, podemos calcular que a atmosfera da Terra contém 65 trilhões de toneladas métricas de argônio. São mais de 9 toneladas de argônio por pessoa na Terra.
• Até 1957, o símbolo químico do argônio era A. Em 1957, a IUPAC concordou que o símbolo deveria mudar para Ar.
• A datação de potássio-argônio e argônio-argônio nos permite datar as rochas mais antigas. A proporção de potássio-40 para argônio-40 preso na rocha pode ser usada para determinar quanto tempo se passou desde que a rocha solidificou.
• A grande maioria do argônio na Terra vem do decaimento radioativo do potássio-40, que produz argônio-40 estável. Mais de 99% do argônio na Terra é argônio-40.
• Longe da Terra, o argônio 36 é o isótopo mais abundante, sintetizado na fase de combustão de silício das estrelas com uma massa de cerca de 11 ou mais sóis da Terra.

Fatos importantes sobre o dióxido de carbono

• A principal função do sistema respiratório de qualquer organismo vivo é a troca de oxigênio e dióxido de carbono. O dióxido de carbono entra no corpo através do ar que respira. Quando o sangue é bombeado através da artéria pulmonar para os pulmões, o sangue libera dióxido de carbono nos pulmões e é o gás primário que é exalado. Cerca de 0,3 litros de dióxido de carbono são transferidos do sangue a cada minuto.
• Se um organismo vivo for fechado em uma sala hermeticamente fechada, ele morrerá de envenenamento por dióxido de carbono antes de morrer de asfixia com oxigênio.
• O maior produtor de gás carbônico produzido pelo homem é a inflamação dos combustíveis fósseis, especialmente os produzidos por automóveis e processos industriais. No entanto, processos naturais como a decomposição da vegetação emitem muito mais dióxido de carbono na atmosfera. O dióxido de carbono também é liberado do interior da Terra através de erupções vulcânicas e enormes bolhas que se elevam através dos oceanos.

Referências

1. Stewart, D ... (2012). Composição do Ar. 3-1-2017, por Chemicool.
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5. Braybury, L. (2014). Fatos interessantes sobre o dióxido de carbono. 3-1-2017, de Qingdao Baigong Industrial e Trading Co., Ltd.