Наиболее распространенный газ на планете является азотом, который занимает около четырех пятых земной атмосферы. Этот элемент был выделен и признан специфическим веществом во время первых воздушных исследований.
Карл Вильгельм Шееле, шведский химик, показал в 1772 году, что воздух представляет собой смесь двух газов, один из которых он назвал «огненным воздухом» (кислородом), потому что он поддерживает горение, а другой - «грязным воздухом» (азотом), потому что это было то, что осталось после того, как «огненный воздух» был исчерпан.
Примерно в то же время азот был также признан шотландским ботаником Дэниелом Резерфордом (который первым опубликовал свои открытия), британским химиком Генри Кавендишем и британским священником и ученым Джозефом Пристли, который вместе с Шееле получил признание открытия кислорода (Sanderson, 2017).
Какие газы составляют атмосферу планеты?
Атмосфера состоит из смеси нескольких разных газов в разных количествах. Постоянными газами, процентное содержание которых не меняется изо дня в день, являются; азот, кислород и аргон.
Азот составляет 78% атмосферы, кислород 21% и аргон 0,9%. Такие газы, как диоксид углерода, оксиды азота, метан и озон, являются отходящими газами, которые составляют примерно одну десятую одного процента атмосферы (NC Estate University, 2013).
Итак, мы предполагаем, что азот и кислород составляют около 99% газов в атмосфере.
Остальные газы, такие как двуокись углерода, водяной пар и благородные газы, такие как аргон, находятся в гораздо меньших количествах (BBC, 2014).
Водяной пар - единственный, концентрация которого колеблется в пределах 0-4% атмосферы в зависимости от того, где он находится и времени суток.
В холодных и засушливых регионах водяной пар обычно составляет менее 1% атмосферы, в то время как во влажных тропических регионах водяной пар может составлять почти 4% атмосферы. Содержание водяного пара очень важно для предсказания погоды.
Парниковые газы, процентное содержание которых меняется ежедневно, сезонно и ежегодно, обладают физическими и химическими свойствами, которые заставляют их взаимодействовать с солнечным излучением и инфракрасным светом (теплом), испускаемым Землей, чтобы влиять на энергетический баланс земного шара.
Это причина, по которой ученые внимательно следят за наблюдаемым увеличением выбросов парниковых газов, таких как углекислый газ и метан, поскольку, хотя их количество невелико, они могут сильно повлиять на глобальный энергетический баланс и температуру повсюду. с течением времени (НАСА, СФ).
Газообразный азот
Азот необходим для жизни на Земле, поскольку он является составным компонентом всех белков и может быть найден во всех живых системах.
Соединения азота присутствуют в органических материалах, продуктах питания, удобрениях, взрывчатых веществах и ядах. Азот имеет решающее значение для жизни, но его избыток также может быть вредным для окружающей среды.
Названный в честь греческого слова «нитрон», означающего «природная сода», и гена, означающего «формировать», азот является пятым по распространенности элементом во Вселенной.
Как уже упоминалось, газообразный азот составляет 78 процентов воздуха Земли, по данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, Калифорния, США. С другой стороны, атмосфера Марса состоит только на 2,6 процента азота. ,
В структуре молекулы азота имеется тройная связь. Это делает его очень трудным для разрушения и придает ему определенный характер инертного газа.
Химики обычно работают в атмосфере, насыщенной азотом, чтобы получить условия с низкой реакционной способностью (Royal Society of Chemistry, 2017).
Цикл азота
Азот, как вода и углерод, является возобновляемым природным ресурсом, который заменяется азотным циклом.
Азотный цикл, в котором атмосферный азот превращается в различные органические соединения, является одним из наиболее важных естественных процессов для поддержания жизни живых организмов.
Во время цикла бактерии в почве обрабатывают или «фиксируют» атмосферный азот в аммиак, необходимый растениям для роста.
Другие бактерии превращают аммиак в аминокислоты и белки. Итак, животные едят растения и потребляют белок.
Соединения азота возвращаются в почву с отходами животноводства. Бактерии превращают остаточный азот в газообразный азот, который возвращается в атмосферу.
Азотный цикл
Стремясь ускорить рост сельскохозяйственных культур, люди используют азот в удобрениях.
Однако чрезмерное использование этих удобрений в сельском хозяйстве имело разрушительные последствия для окружающей среды и здоровья человека, поскольку способствовало загрязнению грунтовых и поверхностных вод.
По данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), загрязнение питательными веществами, вызванное избытком азота и фосфора в воздухе и воде, является одной из наиболее распространенных, дорогостоящих и сложных экологических проблем (Blaszczak-Boxe, 2014).
Соединения азота являются основным компонентом образования озона на уровне земли. Помимо проблем с дыханием, соединения азота в атмосфере способствуют образованию кислотных дождей (Oblack, 2016).
Ссылки
- (2014). Атмосфера Земли. Получено с bbc.co.uk.
- Блащак-Бокс, А. (22 декабря 2014 г.). Факты об азоте. Получено с livescience.com.
- (СФ). Состав атмосферы. Получено с сайта science.nasa.gov.
- Университет NC Estate. (2013, 9 августа). Состав атмосферы. Восстановлено с ncsu.edu.
- Облак, Р. (2016, 3 февраля). Азот - газы в атмосфере. Получено с сайта thinkco.com.
- Королевское химическое общество. (2017). Азот. Восстановлено с rsc.org.
- Сандерсон, RT (2017, 12 февраля). Азот (N). Получено с britannica.com.