CURS NR.2COMPOZITIA AERULUI ATMOSFERIC
• Grecii antici considerau aerul ca fiind un element chimic
simplu. Aceasta conceptie a fost infirmata abia in secolul al
XIX-lea cand A.L. Lavoisier a separat, identificat si denumit
principalele doua gaze care compun aerul atmosferic: azotul si
oxigenul;
• Ulterior Gay-Lussac a stabilit proportiile volumetrice ale celor
doua gaze (79,2 % azotul si 20,8 % oxigenul), demonstrand
totodata prezenta in cantitati variabile a CO2, NH3 si vaporilor
de apa;
• In anul 1882 savantul englez Rayleigh impreuna cu W.
Ramsay, descopera argonul, heliul, kriptonul, neonul, xenonul
si radonul;
• In aerul de la suprafata terestra, unele gaze prezinta variatii
procentuale in timp si spatiu, deci sunt variabile: CO2, vaporii
de apa, radonul si ozonul, iar alte gaze sunt constante (O2 si
N2);• a treia componenta a aerului - suspensiile lichide si solide,
numite aerosoli;
Principalele elemente constante• Azotul - principalul component al atmosferei, ce reprezinta
78,088 % din volum; nu intretine viata, insa, in amestec cu O2,
tempereaza actiunea oxidanta a acestuia, facand posibila
dezvoltarea vietii;
Aerul este un element indispensabil vietii, cantitatea consumata de organismul uman fiind foarte mare. In lipsa ae ru l u i omul nu poa te supravietui decat cateva minute, intre organism si aer existand un schimb permanent de gaze la nivelul plamanilor.
• in absenta sa, oxigenul ar avea o actiune prea violenta asupra
vietii;• sintetizat din aerul atmosferic, este folosit la fabricarea
explozibililor, ingrasamintelor azotoase, a colorantilor si medicamentelor;
Oxigenul (O2) - detine 20,949 % din volumul aerului; el intretine
viata, absorbind o parte din radiatiile ultraviolete;• se presupune ca, la fiecare 3000 de ani plantele reinoiesc, in
intregime, oxigenul liber din atmosfera, prin fotosinteza;
• oxigenul este un component constant al aerului, deoarece
pierderea sa in procesul respiratiei, descompunerii materiei
organice si combinatiei chimice cu alte elemente, este
compensata prin producerea sa, in urma procesului asimilatiei
clorofiliene;
• un om consuma zilnic, in procesul respiratiei cca. 600 litri de
oxigen, iar un avion Boeing 707, la o singura traversare a
Oceanului Atlantic, consuma 35 tone de oxigen !!!!;
ELEMENTELE VARIABILE ALE ATMOSFEREI
• Dioxidul de carbon are o proportie de cca. 0,02-0,03 % ca
volum din aerul uscat; inregistreaza concentratii mari in aerul
centrelor populate si industriale, precum si in regiunile cu
intensa activitate vulcanica;
• este un produs de ardere, dar provine si din procesele
biochimice (respiratie, descompuneri organice sau eruptii
vulcanice);
• cresterea concentratiei CO2 din atmosfera se datoreaza, atat
proceselor de ardere, incendii, eruptii vulcanice, cat si cresterii
numarului populatiei, a dezvoltarii industriale si agriculturii;
• este un gaz cu rol important in procesul fotosintezei plantelor;
• apa incarcata cu CO2 dizolva unele minerale din sol necesare
nutritiei elementelor vegetale;
• pe verticala, concentratia CO2 scade o data cu cresterea
altitudinii, astfel ca, la 20-30 km, prezenta sa este neglijabila;
• CO2 absoarbe o parte din caldura emanata de suprafata
terestra, contribuind la incalzirea aerului si impiedicand
realizarea unor puternice raciri nocturne, deci are efect de
sera, la care contribuie alaturi de vaporii de apa si alte gaze;
• se considera ca, de variatia cantitatii CO2 din aer sunt legate
oscilatiile climatice, din timpul erelor glaciare;
• in timpul epocilor de intensa activitate vulcanica si crestere
a concentratiei de CO2 din atmosfera, s-au produs incalziri
accentuate ale aerului;
ROLUL POZITIV AL EFECTULUI DE SERA
• viata terestra exista datorita efectului de sera natural;• Efectul de seră (natural) încălzeşte suprafaţa Pamântului cu
330C:• -datorită lui temperatura medie a suprafeţei terestre este
150 C;• -în absenţa acestuia ar fi -180 C• Această încălzire naturală este o condiţie a prezenţei apei ( în
stare lichidă) pe suprafaţa terestră, ceea ce constituie baza
existenţei biologice.
• Contributiile diferitelor gaze la efectul de sera nu sunt determinate numai de concentratiile lor in atmosfera. Fiecare
molecula intervine cu un anumit “potential” in efectul de sera,
ce trebuie inmultit cu concentratiile in atmosfera pentru a
obtine “cotele de participare”:• CO2 ------------------- 48 % • CFC ------------------ 18 % • CH4 ------------------- 17 % • N2O ------------------- 6 % • O3 si altele ----------- 11 %
• Concentraţia atmosferică a CO2 a crescut de la valoarea
pre-industrială de ≈ 280 ppm la 379 ppm în 2005;
• Valorile existente în mod natural în ultimii 650.000 s-au
încadrat în intervalul (180 - 300 ppm);
• Creşterea concentraţiei de CO2 se datorează, în principal,
arderii combustibililor fosili şi schimbărilor privind folosirea
terenului (despăduriri, desertificare);
• Este cel mai important gaz cu efect de seră;
OZONUL (O3) - starea alotropica, triatomica a oxigenului, ce
se gaseste intr-o proportie redusa in aer; • este un oxidant puternic, foarte toxic, de culoare
albastruie si miros caracteristic; • se formeaza in atmosfera, intre 10 si 60 km altitudine, sub
actiunea razelor solare ultraviolete si a particulelor
electrizate, emanate de Soare, care bombardeaza
moleculele de oxigen; • absorbind un foton, molecula de oxigen se descompune
conform relatiei: O2 + hv = O + O, in care hv reprezinta
energia fotonului;
• atomii de oxigen rezultati, posedand un surplus de energie din
absorbtia fotonului, fac posibila o tripla ciocnire, prin care rezulta
ozonul: O2 + O + M = O3 + M”, in care M si M” reprezinta
moleculele de azot sau ale oricarui gaz, care receptioneaza
energia, ce se degaja la formarea moleculei de ozon;
• repartitia verticala a ozonului in atmosfera, se caracterizeaza
printr-un maxim de concentrare intre 25 si 30 km altitudine, in
stratosfera si intre 40 si 50 km, in mezosfera, zone numite
ozonosfera;
• concomitent cu procesele de formare a ozonului au loc si
procese de dezagregare a sa, cu producere de caldura de cateva zeci de grade;
• aceasta degajare de caldura genereaza curenti ascendenti,
care afecteaza si dinamica straturilor inferioare ale atmosferei;
• distrugerea ozonului se produce atat pe cale naturala cat si
antropica; pe cale naturala, fotodisocierea ozonului se
produce prin absorbtia radiatiei ultraviolete, apoi prin
coliziunea cu alti atomi sau molecule de gaze (O3 +
ultraviolete = O2 + O);
• mai accentuata este distrugerea ozonului prin difuzarea in
atmosfera a unor compusi ai azotului, din ingrasamintele
azotoase sau emisii de clor:
Cl + O3 = ClO + O2
• ozonul are rol protector pentru viata de pe Terra, in sensul
ca absoarbe cea mai mare parte a radiatiilor solare
ultraviolete, lasand sa treaca o cantitate mica, care nu este
daunatoare vietii;• cresterea concentratiei este maxima primavara, ca urmare
a cresterii insolatiei;
VAPORII DE APA• patrund in aerul atmosferic in urma proceselor de evaporare,
ce au loc la suprafata terestra, a proceselor fiziologice de
respiratie si transpiratie ale plantelor si animalelor, si in urma
eruptiilor vulcanice;• distributia lor depinde de temperatura aerului, de prezenta
surselor de evaporare si de dinamica curentilor de aer;• pe verticala, concentratia vaporilor de apa scade, ca urmare a
condensarii acestora, fiind prezenti, in general, pana la cca. 5
km inaltime;
• la 10 km inaltime apar accidental si in cantitati foarte mici;• in atmosfera, vaporii de apa se pot transforma in stare
lichida, prin condensare, sau in stare solida, prin sublimare;
• ei absorb o parte din radiatiile infrarosii emise de suprafata
terestra si, in acelasi timp, emit inapoi spre suprafata terestra,
radiatii cu aceeasi lungime de unda cu care le-au absorbit,
accentuand, impreuna cu CO2, efectul de sera;• prin aceasta, ei influenteaza bilantul caloric al sistemului
Pamant - Atmosfera;
Top Related