El aire es una mezcla de gases
Casi un 80% de las moléculas del aire son nitrógeno (exactamente un 78,1%) y aproximadamente un 21% lo constituye el oxígeno. Otros gases presentes en menores cantidades son el dióxido de carbono, (CO2) y los gases nobles como el helio (He), neón (Ne), argón (Ar), criptón (Kr) y xenón (Xe).
Componente
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Concentración aproximada
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Nitrógeno
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(N)
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78,03% en volumen
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Oxígeno
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(O)
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20,99% en volumen
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Dióxido de Carbono
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(CO2)
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0,03% en volumen
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Argón
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(Ar)
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0,94% en volumen
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Neón
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(Ne)
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0,00123% en volumen
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Helio
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(He)
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0,0004% en volumen
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Criptón
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(Kr)
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0,00005% en volumen
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Xenón
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(Xe)
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0,000006% en volumen
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Hidrógeno
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(H)
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0,01% en volumen
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Metano
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(CH4)
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0,0002% en volumen
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Óxido nitroso
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(N2O)
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0,00005% en volumen
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Vapor de Agua
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(H2O)
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Variable
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Ozono
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(O3)
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Variable
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Partículas
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Variable
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Importancia de los principales gases del aire
La importancia de los principales gases del aire para el desarrollo de la vida son:
- Oxígeno (O2): Molécula biatómica, es un gas incoloro. Es muy importante para todos los seres vivos, ya que permite que se realicen los siguientes procesos:
- Combustión, actua como comburente. Es decir, permite que en el transcurso de una reacción, al combinarse con otras sustancias denominadas combustibles, se produzca energía manifestada en forma de luz y calor.
- Oxidación. Corresponde a la unión de una sustancia con Oxígeno que ocurre lentamente y el calor desarrollado se disipa. Así ocurre con los metales cuando quedan a la intemperie.
- Respiración. Es utilizado por plantas y animales en su proceso respiratorio. A través de la fotosíntesis se regenera para devolverlo a la atmósfera.
Por otro lado, el oxígeno atmosférico sustenta la vida de los organismos aeróbicos y, por el alto grado de naturalidad en la relación que tenemos con él, solemos no valorar su vital importancia. Esto cambia, sin embargo, cuando se presentan eventos de grave contaminación atmosférica, en especial en zonas urbanas con altos niveles de emisión gaseosa y con deficientes condiciones de ventilación producidas por la escasez de vientos, a lo que se suman factores climáticos agravantes, como el de inversión térmica.
Ejercicio de conexión con el clima y la química ambiental:
Averigua sobre las características del fenómeno de inversión térmica y elabora un breve informe sobre el tema.
Dióxido de Carbono
El dióxido de Carbono o anhídrido carbónico (CO2), molecula lineal y apolar, es otro gas que se recicla a través de la fotosíntesis y la respiración. Es un producto derivado de reacciones de combustión completas de la materia orgánica. Se forma cuando la combustión se realiza en exceso de oxígeno (O2). Pertenece a la familia de compuestos inorgánicos binarios denominados óxidos ácidos. Se produce también en procesos biológicos, como la fermentación. Se utiliza en la gasificación de bebidas, como gas propulsor en los extintores y en otros aerosoles.
Nitrógeno
Es un gas cuya presencia en el aire permite disminuir la acción del Oxígeno en las combustiones, es decir, si el Oxígeno estuviera puro su acción sería mucho más intensa. El Nitrógeno atmosférico (N2) puede también ser fijado por ciertas bacterias para producir compuestos nitrogenados que fertilizan el suelo. En la industria se usa en la conservación de alimentos, y en medicina para congelar tejidos y órganos vivos que pueden ser usados más tarde en investigación o en trasplantes.
Gases nobles
Estos gases, como el Argón (Ar), Helio (He) y Neón (Ne) son muy estables químicamente. Generalmente, el Neón es utilizado en alumbrados públicos y el Helio en los globos aerostáticos debido a su poder ascendente. El último exponente de la familia de los gases nobles, el Radón (Rn), es un gas radiactivo que se genera de manera natural en el subsuelo y se filtra al interior de las viviendas. Este es un importante factor de riesgo en la génesis del cáncer pulmonar y es particularmente alto en ciertas zonas geográficas que contienen elevadas concentraciones de minerales de uranio.
La atmosfera
El estudio de la atmósfera se realiza en la superficie de la tierra y en el espacio, utilizando aparatos de avanzada tecnología, instalados en los satélites artificiales. Estos estudios han dilucidado sus regiones y composición química. Investigaciones científicas han permitido establecer que la atmósfera no es homogénea, en ella se pueden reconocer varias regiones que se diferencian entre sí en algunas características, como la composición, presión, temperatura y la densidad. Si consideramos la altura de la atmósfera con respecto a la superficie terrestre podemos identificar las siguientes regiones de menor a mayor altura:
Troposfera: Se encuentra en unión con la superficie terrestre y posee aproximadamente el 80٪ de la masa total de la atmósfera en ella se producen el desarrollo de la vida y los fenómenos meteorológicos.
Estratosfera: Se identifica por la ausencia de vapor de agua y la presencia de la capa de ozono.
Mesosfera: Es una capa de aire poco denso y frio, en lo que preponderan gases livianos.
Ionosfera o termosfera: Posee una densidad muy baja, en ella se absorben las radiaciones solares de menor longitud.
Exosfera: Se compone de átomos de hidrógeno y de helio que escapan constantemente al espacio.
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