Composition de l'air atmosphérique et des polluants

Le composition de l'air Il est basé sur plusieurs composants; 78% d'azote, 21% d'oxygène, 1% d'argon et le reste de divers gaz nobles qui forment l'atmosphère qui entoure la Terre.

Dans certains endroits, les activités humaines ont ajouté d'autres gaz à l'atmosphère, appelés polluants.

Composition actuelle de l'air

• Azote: 78%. Diluer l'oxygène et empêcher une combustion rapide à la surface de la terre. Les êtres vivants en ont besoin pour produire des protéines. L'azote ne peut pas être utilisé directement dans l'air. Le cycle de l'azote est la manière dont la nature fournit l'azote nécessaire aux êtres vivants.
• Oxygène: 21% Il est utilisé par tous les êtres vivants, essentiel à la respiration et nécessaire à la combustion ou à la combustion.
• L'argon: 1% Il est utilisé dans les ampoules.
• Dioxyde de carbone: 0,03%. Les plantes l'utilisent pour produire de l'oxygène. Le dioxyde de carbone agit comme une couverture et empêche la fuite de chaleur dans l'espace. Les scientifiques pensent que l'extraction de combustibles fossiles, tels que le charbon et le pétrole, ajoute plus de dioxyde de carbone dans l'atmosphère.
• Vapeur d'eau: 0,0 à 4,0%. Essentiel pour les processus de la vie. Il empêche également la perte de chaleur de la terre.
• Gaz à l'état de traces: ce sont des gaz en très petites quantités. Ils comprennent le néon, l'hélium, le krypton et le xénon.

Bien que la composition ne change pas beaucoup lorsqu’elle traverse les couches inférieures de l’atmosphère, ce qui change, c’est le nombre de molécules.

Lorsqu'elles voyagent plus haut, les molécules d'air deviennent moins abondantes. Bien que la plupart du temps la même composition, il y a une différence chimique très important dans la stratosphère, car il est dans cette couche où les plus fortes concentrations de molécules d'ozone résident.

Dans la stratosphère, les molécules d'ozone -Trois atomes d'oxygène chaque autre- prévenir certains des rayons du soleil les plus intenses atteindre la surface de la Terre.

Aujourd'hui, les scientifiques et les chercheurs du NCAR (National Center for Atmospheric Research) surveillent dans le monde entier cette couche est si mince au pôle Sud, qui est maintenant appelé « trou » et il est dans ce domaine où les molécules sont en cours détruit.

Au-dessus de la mésosphère, la composition change. Bien que la mésosphère soit encore dominée par l'azote et l'oxygène, les gaz de la thermosphère sont fortement ionisés et les liaisons entre les atomes d'oxygène sont rompues.

Dans l'exosphère, la couche extérieure de l'atmosphère terrestre, les molécules d'air peuvent facilement s'échapper de la gravité terrestre et flotter dans l'espace.

L'atmosphère contient également une quantité faible mais significative de dioxyde de carbone, environ 0,04% et de petites quantités de certains autres gaz. En plus de ces gaz, l'air contient également de la vapeur d'eau. Le pourcentage de vapeur d'eau varie d'un endroit à l'autre et selon les conditions météorologiques.

Polluants dans l'air

La pollution ajoute des molécules supplémentaires à l'air, notamment du dioxyde de carbone et de l'ozone dans les parties les plus basses de l'atmosphère. Bien que de petites quantités de ces deux substances soient naturelles au niveau du sol dans la troposphère, leur nombre a augmenté en raison de la combustion de combustibles fossiles.

Dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone, sous-produit de la combustion, est appelé «gaz à effet de serre» car il contribue au réchauffement de la planète. ozone émis dans les usines de dommages troposphère et provoque des problèmes respiratoires, contrairement à la « bon » ozone dans la stratosphère qui protège la Terre des rayons du soleil ultraviolets.

Les activités humaines produisent une série de gaz qui sont libérés dans l'atmosphère. Les usines peuvent provoquer une pollution de l'air et une combustion de carburant, qui libèrent une grande quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. On croit que c'est la cause du réchauffement climatique.

Autres oxydes

Parmi les autres gaz polluants libérés dans l'air lors de la combustion de combustibles, citons le monoxyde de carbone, les oxydes d'azote et le dioxyde de soufre. La combustion incomplète des combustibles libère également de petites particules de solides (comme le carbone) dans l’air.

Les plus grandes particules de pollution dans la basse atmosphère peuvent également causer des problèmes respiratoires. Bien que les aérosols sont relativement faibles et ultrafines émises par une inflammation des combustibles fossiles et peut-être les arbres et autres végétaux, ils peuvent causer des problèmes respiratoires importants pour certaines personnes.

Comment la composition de l'air a-t-elle été découverte?

La première indication de l'existence d'argon a été menée par Sir Henry Cavendish en 1785. Cavendish était mécontent de la façon dont on savait peu sur l'air et était particulièrement mécontent du manque d'information sur la fraction d'air (la plupart du temps), il n'a pas été oxygène

Ce scientifique savait que l'azote dans l'air pouvait réagir avec l'oxygène pour former, finalement, de l'acide nitreux.Son objectif était de savoir si tout l'air qui n'était pas de l'oxygène ou du dioxyde de carbone pouvait être converti en acide nitreux, car en le déterminant, on pouvait savoir si l'air était totalement oxygéné, dioxyde de carbone et azote.

Cavendish a utilisé une étincelle électrique dans l'air pour faire réagir l'oxygène et l'azote pour former des oxydes d'azote. Ensuite, il a ajouté de l'oxygène jusqu'à ce que tout l'azote ait réagi.

Comme les oxydes d'azote sont acides, Cavendish a utilisé de l'hydroxyde de sodium aqueux pour les éliminer et donc tout dioxyde de carbone présent. Il a enlevé l'oxygène restant en utilisant des polysulfures de potassium.

Une petite bulle de gaz est restée (surtout de l'argon), raison pour laquelle Cavendish a déterminé que cette bulle "ne contenait pas plus de cent vingt fois le volume d'air (azote)". azote / oxygène / dioxyde de carbone avec un maximum de 0,7% de "quelque chose d'autre".

Maintenant, nous savons que le «quelque chose d'autre» est l'argon et qu'il est très peu réactif, ce qui a permis à Cavendish de le trouver, mais cela l'a aussi empêché d'en savoir plus. Les progrès gigantesques de la spectroscopie ont été réalisés par Gustav Kirchhoff et Robert Bunsen 85 ans plus tard.

Informations importantes sur l'oxygène

• L'oxygène est le troisième élément le plus abondant dans l'univers en masse.
• L'oxygène est l'élément le plus abondant en masse dans la biosphère terrestre.
• La forte concentration d'oxygène dans l'atmosphère est le résultat du cycle de l'oxygène de la Terre, qui dépend principalement de la photosynthèse des plantes.
• C'est Leonardo da Vinci qui a proposé pour la première fois que l'air soit composé de deux gaz, l'un pour respirer et l'autre pour alimenter le feu.
• Joseph Priestly est traditionnellement crédité de la découverte de l’oxygène en 1774.
• Carl Wilhelm Scheele a peut-être découvert l'oxygène l'année précédente, mais son travail n'a été publié qu'après Priestly.
• A pression et température normales, les molécules d'oxygène se lient pour former du dioxyde, ou O2, présent dans l'atmosphère.
• En raison de sa présence dans l'eau, l'oxygène constitue la majeure partie de la masse de tous les êtres vivants.
• Il est utilisé dans la respiration cellulaire pour tous les types de vie.
• Un allotrope d'oxygène est l'ozone (O3) qui forme la couche supérieure d'ozone atmosphérique et absorbe le rayonnement UV du soleil.
• L'oxygène peut être produit pour une utilisation commerciale par distillation fractionnée d'air liquéfié, ainsi que d'autres méthodes.
• Dans des conditions normales, l'eau douce contient environ 6,04 ml d'oxygène par litre, tandis que l'eau de mer contient environ 4,95 ml d'oxygène par litre.
• L'oxygène a une propriété paramagnétique (le paramagnétisme est généré à l'instant où les molécules d'une substance ont un moment magnétique permanent).
• L'oxygène joue un rôle important dans la concentration élevée de la vie dans les régions océaniques polaires, puisque l'oxygène est soluble dans l'eau à des températures extrêmement basses.
• On pense que les algues vertes et les cyanobactéries sont responsables de la production de jusqu'à 70% de l'oxygène libre présent dans la nature.
• Il y a environ 3,5 milliards d'années, l'oxygène gazeux libre était quasi inexistant sur Terre avant l'apparition des organismes photosynthétiques.
• L'oxygène est produit commercialement pour une grande variété d'industries et d'utilisations, y compris les utilisations médicales.

Données importantes sur l'argon

• À l'échelle de la planète, on peut calculer que l'atmosphère terrestre contient 65 000 milliards de tonnes métriques d'argon. Cela représente plus de 9 tonnes d’argon par personne sur Terre.
• Jusqu'en 1957, le symbole chimique de l'argon était A. En 1957, l'UICPA accepta que le symbole devienne Ar.
• La datation au potassium-argon et à l’argon-argon permet de dater les roches les plus anciennes. Le ratio potassium-40-argon-40 piégé dans la roche peut être utilisé pour déterminer depuis combien de temps la roche s'est solidifiée.
• La grande majorité de l'argon sur Terre provient de la décroissance radioactive du potassium 40, qui produit de l'argon-40 stable. Plus de 99% de l'argon sur Terre est de l'argon-40.
• Loin de la Terre, l'argon-36 est l'isotope le plus abondant, synthétisé dans la phase de combustion du silicium des étoiles ayant une masse d'environ 11 soleils ou plus de Terre.

Faits importants sur le dioxyde de carbone

• La fonction principale du système respiratoire de tout organisme vivant est l'échange d'oxygène et de dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone pénètre dans le corps par l'air qu'il respire. Lorsque le sang est pompé à travers l'artère pulmonaire dans les poumons, le sang libère du dioxyde de carbone dans les poumons et constitue le gaz primaire qui est expiré. Environ 0,3 litre de dioxyde de carbone est transféré du sang chaque minute.
• Si un organisme vivant est enfermé dans une pièce hermétique, il mourra d’empoisonnement au dioxyde de carbone avant de mourir d’asphyxie par l’oxygène.
• Le plus grand producteur de gaz carbonique produit par l'homme est l'inflammation des combustibles fossiles, en particulier celle produite par les automobiles et les procédés industriels. Cependant, les processus naturels tels que la décomposition de la végétation émettent beaucoup plus de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Le dioxyde de carbone est également libéré de l'intérieur de la Terre par des éruptions volcaniques et d'énormes bulles qui traversent les océans.

Références

1. Stewart, D ... (2012). Composition de l'air. 3-1-2017, par Chemicool.
2. Sirois, M. (2009). Composition de l'atmosphère. 3-1-2017, des archives de Houston TeacherTECH.
3. BBC UK. (2014). La composition de l'air 3-1-2017, de la BBC.
4. UCAR (2014). Pollution de l'air 3-1-2017, du Centre national de recherche atmosphérique.
5. Braybury, L. (2014). Faits intéressants sur le dioxyde de carbone. 3-1-2017, de Qingdao Baigong Industrial et Trading Co., Ltd.