З чого складається повітря, які хімічні реакції відбуваються в повітрі

Що таке повітря. Як мало ми собі уявляємо повітря, як мало ми навіть цікавимося цим питанням. Ми звикли, що повітря нас оточує, і, як здоров'я, починаємо цінувати його тільки тоді, коли втрачаємо його, коли потрапляємо в умови, де повітря не вистачає.

Ми знаємо, як важко дихається на великих висотах, як у деяких вже на висоті трьох кілометрів з'являється гірська хвороба, починається слабкість; ми знаємо, як страждають льотчики, коли вони піднімаються на літаках вище п'яти кілометрів; на висоті восьми і десяти кілометрів повітря вже безумовно не вистачає, і доводиться вдаватися до допомоги наявних на літаку запасів кисню.

Ми знаємо, як важко опускатися в глибини рудників, як довго дзвенить у вухах, поки на глибині 1500 м ви звикнете до нового тиском повітря.

Повітря зараз представляє одну з найцікавіших проблем не тільки для науки, але й для хімічної промисловості.

Довгий час людина ніяк не міг зрозуміти, що таке повітря. Протягом декількох століть в первісної хімії панувало переконання, що повітря складається з особливого газу - флогістону і що коли яка-небудь речовина горить, то з нього виділяється флогистон і заповнює, як особлива тонка матерія, весь світ.

Потім, завдяки геніальному відкриттю французького хіміка Лавуазьє, зробилося ясно, що повітря складається в основному з двох речовин - одного цілющого, яке було названо киснем, і іншого, байдужого до життя, який отримав тому ім'я «азот» (по-грецьки - неживий).

У 1894 р було виявлено, що склад повітря набагато складніше, що крім кисню та азоту, цього неживого газу, він містить в собі цілий ряд інших хімічних елементів, які грають в ньому велику роль.

І сучасні хіміки визначають склад повітря по вазі в наступному вигляді:

Азоту 75,7% Неона 0,00125%

Кисню. 23,01% Гелія 0,00007%

Аргону 1,28% Криптону 0,0003%

Вуглекислоти. 0,03% ксенону 0,00004%

Водню. 0,03% Парів води - мінливе

Зараз ми настільки точно знаємо склад повітряного океану, що кожна крапелька, розсіяна в кубічному метрі його, чи не залишається поза увагою наших хіміків.

І ось виявляється, що навколишній нас газовий океан не тільки основа всього нашого життя, але і основа нової, грандіозної промисловості.

Англійці за останні роки підрахували, що все населення Англії і Шотландії за добу поглинає до 20 млн м3 кисню з повітря, а спеціальні установки за цей же термін витягають до 1 млн. М3 цього газу для потреб промисловості.

Одночасно з цим промисловість спалює вугілля та нафту, споживаючи кисень, і повертає в атмосферу грандіозне кількість вуглекислоти. Той же процес відбувається і в живих організмах. Наприклад, людина кожен день виділяє близько трьох літрів вуглекислоти.

Щоб зрозуміти значення цієї цифри, досить вказати, що велике дерево евкаліпт протягом одного дня може розкласти вуглекислоту і повернути вільний кисень атмосфері приблизно в кількості однієї третини кількості вуглекислоти, що видихається людиною. Отже, три великих евкаліпта розкладуть стільки вуглекислоти, скільки виділить один чоловік, і таким чином відновлять рівновагу складу атмосфери.

З цього ми бачимо, яке велике значення тієї рослинності, яка оточує нас і яку ми так дбайливо зберігаємо і насаджуємо в наших містах. Життя рослин є єдиним джерелом відновлення кисню, що поглинається людиною. А тим часом кисень починає використовуватися все в більших і більших кількостях.

У 1885 р маленькі заводи з виготовлення перекису барію вперше започаткували промислового використання кисню повітря. Зараз кисень повітря служить основою для цілого ряду хімічних виробництв; в металургії замість повітря в доменні печі вдувається чистий кисень; в ряді хімічних виробництв кисень є незамінним окислювачем.

З кожним роком зростають все нові і нові установки, які через рідке повітря витягують кисень з навколишнього нас атмосфери.

Нарівні з киснем все ширше і ширше починають використовуватися людиною і інші гази.

Ще недавно аргон, що входить до складу повітря в. кількості 1%, не грав ніякої ролі в промисловості. Зараз за допомогою складних установок з повітря витягують щорічно близько одного мільйона кубічних метрів цього рідкісного газу.

Багато з нас не знають, що кожен рік цим газом наповнюють понад один мільярд електричних лампочок.

В нашу промисловість починають входити навіть самі рідкісні гази, як криптон і ксенон.

Криптону в повітрі менше однієї тисячної відсотка. А між тим як важливо було б отримувати його у великих кількостях, бо тоді на 10%, а при застосуванні ксенону на 20%, підвищилася б яскравість наших електролампочок. А це означає, що на 20% знизилося б споживання електроенергії нашими освітлювальними установками.

Але, звичайно, найважливішим сировиною для промисловості, вилученими з повітря, є азот.

У 1830 р вперше була зроблена спроба використовувати азотні сполуки для удобрення полів.

Про азоті повітря тоді ніхто не думав, і навіть прибуває на судах з Чилі селітра не завжди знаходила собі застосування на бідних полях Західної Європи. Але поступово розвивалася хімізація сільського господарства вимагала все більших і більших кількостей тих трьох цілющих речовин, на яких будується хімічна життя рослини, - азоту, фосфору і калію. Потреба Маяк з неонових трубок на аа. В азоті стала так підвищуватися, родроме. Він дає оранжеве світло що фізик і хімік Крукс в 1898 р передбачав азотний голод і пропонував шукати нові методи для вилучення азоту з повітря.

Минуло кілька років. За допомогою електричних розрядів хіміки навчилися перетворювати азот повітря в аміак, в азотну кислоту і в ціанамід.

Під час імперіалістичної війни азот, потрібний для виробництва вибухових речовин, став предметом численних досліджень. Зараз у всьому світі працює понад 150 азотних заводів; вони щорічно витягають з повітря 4 мільйони тонн азоту. Але і ця цифра виявляється незначною у порівнянні з величезним запасом цього газу, що становить приблизно 81% всього обсягу повітряної стихії.

Досить сказати, що все азотні установки світу щороку отримують приблизно така кількість азоту, що міститься в стовпі атмосфери над половиною квадратного кілометра земної поверхні. Так малюються перед нами нові промислові шляху використання повітря. Промисловість починає все більше і більше використовувати всі складові частини повітряного океану. Атмосфера перетворюється в грандіозний джерело мінеральної сировини, запаси якого практично невичерпні. Однак поки шляху оволодіння цими запасами ще далеко не знайдені.

Процеси, за допомогою яких людина розділяє повітря на складові частини, ще досить недосконалі. Для вилучення азоту потрібні і великі тиску і величезна кількість енергії. Для поділу благородних газів і отримання

кисню треба вдаватися до складних, дорогих установок, переводити повітря спочатку в рідкий стан, щоб потім виділити окремі гази. І ось на цьому шляху за останні роки у нас в Радянському Союзі зроблені блискучі відкриття.

В Інституті фізичних проблем Академії наук СРСР побудовані нові, чудові машини, які дозволяють дуже ретельно розділяти величезні кількості повітря на складові частини.

А нам малюються вже маленькі машинки, встановлені в кожній кімнаті. Включимо електричний струм - закрутиться трубодетаддер; відкриємо кран, на якому буде стояти напис: «Кисень», - і замість повітря з нього потече синювата рідина, охолоджена до мінус 200 °.

Відкриємо інший кран - з нього по крапельок буде витікати рідкий благородний газ криптон або ксенон, а десь на дні, як зола в печах, буде накопичуватися тверда вугільна кислота, яка потім буде надходити під особливий прес і давати нам той твердий сухий лід, який ви всі бачили у наших продавців морозива і який буде охолоджувати наші приміщення в спекотні дні.

Може бути, в цій картині я трохи забіг вперед. Ще немає таких портативних машинок, які можна було б трапилася до нашого штепселю, але я впевнений, що недалеко той час, коли ми зможемо використовувати навколишні нас багатства повітря для наших потреб, і грандіозна хімічна промисловість буде побудована на незліченних запасах азоту і кисню - двох елементів, видатних за своїм значенням в житті Землі.

Я міг би зараз закінчити мою розповідь, але думаю, що він ще далеко не повний.

Я нічого не сказав про використання вугільної кислоти повітря і про можливість використання всіх газів, що утворюються при згорянні вугілля, дров, випалу вапняків.

Вчені вже підраховують ті грандіозні кількості вугільної кислоти, які викидаються в повітря промисловістю як відходи. Вони припускають використовувати її для виготовлення сухого льоду, вони хочуть отримати від нашої атмосфери ті три сотих відсотка вугільної кислоти, які в ній містяться.

А фізики йдуть ще набагато далі: вони говорять, що наше повітря полягає не тільки ІЕ десяти газів, про які ми вище говорили, повітря містить величезну кількість газів ще більш рідкісних, ще більш розсіяних в мільйонних, в мільярдних частках відсотка, - газів радіоактивних.

Йдеться про еманації радію і про різні летючих газах, продуктах розпаду легких металів. Ці гази живуть недовго в нашій атмосфері: життя одних вимірюється днями, інших - секундами, третє - мільйонними частками секунди. Повітря насичене цими продуктами розпаду світових атомних ядер. Космічні промені викликають на кожному кроці руйнування атомів і поява нестійких газів, які повинні знову зникнути і перейти, в більш стійкі форми твердої речовини.

У повітряному океані безперервно відбуваються хімічні реакції. Найскладніші процеси відбуваються між розсіяними атомами речовини, і ще мало зрозумілі нам ті постійні і складні переміщення, ті електричні розряди, які йдуть в цьому повітряному океані навколо нас.

Розгадати їх - значить зробити ще один крок на шляху підпорядкування природи нашим потребам.

Потім, після того, як утворилися атоми водню, почалося поступове формування
Стихії мислилися спочатку як полуматеріальние, напівбожественними, одухотворені субстанції.
У повітряній оболонці морів до сих пір не виявлено вільний кисень.

температура наростала такими темпами в глибину, то в центрі Землі вона перевищувала. б 100 000 єк.
простягаються на відстань до кількох земних радіусів, утворюючи водневу. геокороной. Концентрація водневих атомів в геокороной 102-103 см -3.