Visbiežāk sastopamā gāze uz planētas ir slāpeklis, kas aizņem aptuveni četras piektdaļas no Zemes atmosfērā. Pirmajos gaisa izmeklējumos šis elements tika izolēts un atzīts par īpašu vielu.
Zviedrijas ķīmiķis Karls Vilhelms Šēle 1772. gadā parādīja, ka gaiss ir divu gāzu maisījums, no kuriem vienu viņš sauca par “uguns gaisu” (skābekli), jo tas atbalstīja degšanu, bet otrs “netīro gaisu” (slāpekli), jo tas bija tas, kas palika pēc tam, kad bija izsmelts "uguns gaiss".
Aptuveni tajā pašā laikā slāpekli atzina arī skotu botāniķis Daniels Rutherfords (kurš bija pirmais, kurš publicēja savus atradumus), britu ķīmiķis Henrijs Kavendišs un britu garīdznieks un zinātnieks Džozefs Priestlejs, kuri kopā ar Šēeli ieguva atzinība par skābekļa atklāšanu (Sanderson, 2017).
Kādas gāzes veido planētas atmosfēru?
Atmosfēru veido vairāku dažādu gāzu maisījums dažādos daudzumos. Pastāvīgās gāzes, kuru procentuālais sastāvs katru dienu nemainās, ir; slāpeklis, skābeklis un argons.
Slāpeklis veido 78% atmosfēras, skābeklis 21% un argons 0,9%. Tādas gāzes kā oglekļa dioksīds, slāpekļa oksīdi, metāns un ozons ir izplūdes gāzes, kas atmosfērā veido apmēram vienu desmitdaļu no viena procenta (NC Estate University, 2013).
Tāpēc mēs domājam, ka slāpeklis un skābeklis veido apmēram 99% no atmosfērā esošajām gāzēm.
Atlikušās gāzes, piemēram, oglekļa dioksīds, ūdens tvaiki un cēlgāzes, piemēram, argons, ir atrodamas daudz mazākās proporcijās (BBC, 2014).
Ūdens tvaiki ir vienīgie, kuru koncentrācija svārstās no 0 līdz 4% atmosfēras atkarībā no tā, kur tas atrodas, un diennakts laiku.
Aukstajos un sausajos, sausajos reģionos ūdens tvaiki parasti veido mazāk nekā 1% no atmosfēras, savukārt mitros tropu reģionos ūdens tvaiki var veidot gandrīz 4% no atmosfēras. Lai prognozētu laika apstākļus, ūdens tvaiku saturam ir ļoti liela nozīme.
Siltumnīcefekta gāzēm, kuru procentuālais daudzums mainās katru dienu, sezonāli un katru gadu, ir fizikālās un ķīmiskās īpašības, kas liek tām mijiedarboties ar saules starojumu un no Zemes izdalīto infrasarkano gaismu (siltumu), lai ietekmētu zemeslodes enerģijas bilanci.
Tas ir iemesls, kāpēc zinātnieki cieši uzrauga novēroto siltumnīcefekta gāzu, piemēram, oglekļa dioksīda un metāna, pieaugumu, jo, kaut arī to daudzums ir mazs, tie visā pasaulē var spēcīgi ietekmēt enerģijas bilanci un temperatūru. laika gaitā (NASA, SF).
Slāpekļa gāze
Slāpeklis ir būtisks dzīvībai uz Zemes, jo tas ir visu olbaltumvielu salikts komponents un atrodams visās dzīvajās sistēmās.
Slāpekļa savienojumi atrodas organiskajos materiālos, pārtikā, mēslojumos, sprāgstvielās un indēs. Slāpeklis ir izšķirošs dzīvībai, bet pārmērīgs tā daudzums var būt arī kaitīgs videi.
Nosaukts pēc grieķu vārda nitrons, kas nozīmē "dabīgā soda", un gēns, kas nozīmē "veidot", slāpeklis ir piektais visbagātākais elements Visumā.
Kā minēts, slāpekļa gāze veido 78 procentus no Zemes gaisa, saskaņā ar Los Alamos Nacionālās laboratorijas datiem, Kalifornijā, ASV. No otras puses, Marsa atmosfērā ir tikai 2,6 procenti slāpekļa .
Slāpekļa molekulas struktūrai ir trīskārša saite. Tas apgrūtina sadalīšanu un piešķir tai noteiktu inerto gāzu raksturu.
Ķīmiķiem ir ierasts strādāt atmosfērā, kas ir piesātināta ar slāpekli, lai iegūtu zemas reaktivitātes apstākļus (Karaliskā ķīmijas biedrība, 2017).
Slāpekļa cikls
Slāpeklis, tāpat kā ūdens un ogleklis, ir atjaunojams dabas resurss, ko aizvieto slāpekļa cikla laikā.
Slāpekļa cikls, kurā atmosfēras slāpeklis tiek pārveidots par dažādiem organiskiem savienojumiem, ir viens no vissvarīgākajiem dabiskajiem procesiem dzīvo organismu uzturēšanai.
Cikla laikā baktērijas augsnes procesā vai atmosfēras slāpekli "piestiprina" amonjakā, kas augiem jāaudzē.
Citas baktērijas pārvērš amonjaku aminoskābēs un olbaltumvielās. Tātad dzīvnieki ēd augus un patērē olbaltumvielas.
Slāpekļa savienojumi nokļūst augsnē caur dzīvnieku atkritumiem. Baktērijas pārējo slāpekli pārvērš slāpekļa gāzē, kas atgriežas atmosfērā.
Slāpekļa cikls
Cenšoties panākt, lai kultūraugi augtu ātrāk, cilvēki mēslošanā izmanto slāpekli.
Tomēr šo mēslošanas līdzekļu pārmērīgai izmantošanai lauksaimniecībā ir bijusi postoša ietekme uz vidi un cilvēku veselību, jo tas ir veicinājis grunts un virszemes ūdeņu piesārņojumu.
Saskaņā ar Amerikas Savienoto Valstu Vides aizsardzības aģentūras (EPA) teikto, barības vielu piesārņojums, ko rada slāpekļa un fosfora pārpalikums gaisā un ūdenī, ir viena no visizplatītākajām, dārgākajām un izaicinošākajām vides problēmām (Blaszczak-Boxe, 2014).
Slāpekļa savienojumi ir galvenā sastāvdaļa ozona veidošanā zemes līmenī. Papildus elpošanas problēmu radīšanai slāpekļa savienojumi atmosfērā veicina skāba lietus veidošanos (Oblack, 2016).
Atsauces
- (2014). Zemes atmosfēra. Atgūts no bbc.co.uk.
- Blaszczak-Boxe, A. (2014, 22. decembris). Fakti par slāpekli. Atgūts no livescience.com.
- (SF). Atmosfēras kompozīcija. Atgūts no zinātnes.nasa.gov.
- NC īpašuma universitāte. (2013, 9. augusts). Atmosfēras sastāvs. Atgūts no ncsu.edu.
- Oblack, R. (2016, 3. februāris). Slāpeklis - gāzes atmosfērā. Atgūts no domaco.com.
- Karaliskā ķīmijas biedrība. (2017). Slāpeklis. Atgūts no rsc.org.
- Sandersons, RT (2017, 12. februāris). Slāpeklis (N). Atgūts no britannica.com.