Найбільш поширений газ на планеті є азотом, який займає близько чотирьох п'ятих земної атмосфери. Цей елемент був виділений і визнаний специфічною речовиною під час перших повітряних досліджень.
Карл Вільгельм Шеель, шведський хімік, показав у 1772 р., Що повітря - це суміш двох газів, один з яких він назвав "вогневим повітрям" (киснем), тому що він підтримував горіння, а інший - "брудним повітрям" (азотом), оскільки це було те, що залишилося після того, як «пожежне повітря» було вичерпане.
Приблизно в той же час азот також був визнаний шотландським ботаніком Даніелем Резерфордом (який першим опублікував свої висновки), британським хіміком Генрі Кавендішем і британським священнослужителем і вченим Джозефом Пристлі, який разом із Шеелем отримав визнання за відкриття кисню (Sanderson, 2017).
Які гази складають атмосферу планети?
Атмосфера складається з суміші декількох різних газів, в різних кількостях. Постійні гази, відсотки яких не змінюються з дня на день; азот, кисень та аргон.
Азот становить 78% атмосфери, кисень 21% та аргон 0,9%. Такі гази, як вуглекислий газ, оксиди азоту, метан та озон - це відпрацьовані гази, які складають близько однієї десятої частини відсотка атмосфери (NC Estate University, 2013).
Тому ми здогадуємось, що азот і кисень становлять близько 99% газів в атмосфері.
Решта газів, таких як вуглекислий газ, водяна пара та благородні гази, такі як аргон, містяться в значно менших пропорціях (BBC, 2014).
Водна пара є єдиною, концентрація якої коливається в межах 0-4% атмосфери залежно від місця її перебування та часу доби.
У холодних і сухих посушливих регіонах водяна пара зазвичай становить менше 1% атмосфери, тоді як у вологих тропічних регіонах водна пара може становити майже 4% атмосфери. Вміст водяної пари дуже важливий при прогнозуванні погоди.
Парникові гази, відсотки яких змінюються щодня, сезонно та щорічно, мають фізичні та хімічні властивості, завдяки яким вони взаємодіють із сонячною радіацією та інфрачервоним світлом (теплом), що виділяється із Землі, впливати на енергетичний баланс земної кулі.
Це причина, чому вчені уважно стежать за спостережуваним збільшенням парникових газів, таких як вуглекислий газ та метан, оскільки, хоча вони невеликі за кількістю, вони можуть сильно впливати на глобальний енергетичний баланс та температуру впродовж усього. з часом (NASA, SF).
Газ азоту
Азот необхідний для життя на Землі, оскільки є складовим компонентом усіх білків і його можна знайти у всіх живих системах.
Сполуки азоту присутні в органічних матеріалах, продуктах харчування, добривах, вибухових речовинах та отрутах. Азот має вирішальне значення для життя, але в надлишку він також може бути шкідливим для навколишнього середовища.
Названий по грецькому слову nitron, що означає "рідна сода", і ген, що означає "утворювати", азот є п’ятим найпоширенішим елементом у Всесвіті.
Як уже згадувалося, азотний газ становить 78 відсотків земного повітря, за даними Національної лабораторії Лос-Аламоса, Каліфорнія, США. З іншого боку, атмосфера Марса становить лише 2,6 відсотка азоту .
Структура молекули азоту має потрійний зв’язок. Це дуже важко руйнується і надає йому певний характер інертного газу.
Хімікам прийнято працювати в атмосфері, насиченій азотом, щоб отримати умови низької реактивності (Royal Society of Chemistry, 2017).
Цикл азоту
Азот, як вода і вуглець, є поновлюваним природним ресурсом, який замінюється за допомогою циклу азоту.
Цикл азоту, в якому атмосферний азот перетворюється на різні органічні сполуки, є одним із найважливіших природних процесів для підтримки живих організмів.
Під час циклу бактерії в ґрунті обробляють або «фіксують» атмосферний азот в аміак, який рослинам потрібно вирощувати.
Інші бактерії перетворюють аміак в амінокислоти та білки. Так тварини їдять рослини і споживають білок.
Азотні сполуки повертаються в грунт через тваринні відходи. Бактерії перетворюють залишковий азот в газ азоту, який повертається в атмосферу.
Цикл азоту
Прагнучи змусити сільськогосподарські культури рости швидше, люди використовують азот у добривах.
Однак надмірне використання цих добрив у сільському господарстві мало руйнівні наслідки для довкілля та здоров'я людини, оскільки сприяло забрудненню ґрунтових та поверхневих вод.
За даними Агентства охорони навколишнього природного середовища США (EPA), забруднення поживними речовинами, спричинене надлишком азоту та фосфору в повітрі та воді, є однією з найпоширеніших, затратних та складних екологічних проблем (Blaszczak-Boxe, 2014).
Сполуки азоту є основним компонентом утворення озону на рівні ґрунту. Крім того, що викликають проблеми з диханням, сполуки азоту в атмосфері сприяють утворенню кислотних дощів (Oblack, 2016).
Список літератури
- (2014). Атмосфера Землі. Відновлено з bbc.co.uk.
- Blaszczak-Boxe, A. (2014, 22 грудня). Факти про азот. Відновлено на сайті lifecience.com.
- (СФ). Атмосферний склад. Відновлено з science.nasa.gov.
- Університет NC Estate. (2013 р., 9 серпня). Склад атмосфери. Відновлено з ncsu.edu.
- Облак, Р. (2016, 3 лютого). Азот - Гази в атмосфері. Відновлено з thinkco.com.
- Королівське хімічне товариство. (2017). Азот. Відновлено у rsc.org.
- Сандерсон, RT (2017, 12 лютого). Азот (N). Відновлено з britannica.com.