sâmbătă, 24 noiembrie 2012

AERUL


AERUL
 
             Aerul era mult timp considerat o substanta simpla. In 1778, savantul francez Antoine Laurent de Lavoisier a descoperit ca aerul este compus dintr-o mixtura de doua gaze, pe care le-a denumit oxigen si azot. Lavoisier a fost supranumit tatal chimiei moderne. El a facut niste experimente remarcabile, dar a fost activ si in afacerile interne ale tarii sale. Fiind aristocrat, a investit intr-o companie privata angajata de guvern pentru colectarea impozitelor. Din averea sa a construit un imens laborator, unde a si facut descoperirea în privinta aerului. Lavoisier a descoperit de asemenea legea conservarii masei si a elaborat metoda moderna de denumire a compusilor chimici, care a inlocuit-o pe mai vechea metoda nonsistematica.

   Aerul contne 1/5 (dupa volum) de oxigen (21%), azot („azot” inseamna in limba greaca „fara viata”) - 78% si gaze inerte: argon (Ar), neon (Ne), cripton (Kr), xenon (Xe), heliu (He) care impreuna constitue 0.94%, dioxid de carbon – 0.03%, alte gaze si vapori de apa 0.03%. Pe masura indepartarii de suprafata pamantului, compozitia aerului atmosferic se schimba. La 10 km distanta de la suprafata Terrei compozitia ramane aceeasi enumerata mai sus. La 25-30 km distanta apare zona de ozon din care fac parte oxigen (O2), ozon (O3), azot (N2). La 100 km in componenta aerului intra: azot (N2), oxigen atomar (O), oxigen molecular (O2), ozon (O3), heliu (He), Na+, Fe3+, Ca2+, Mg2+. Intre 100 km si 200 km distanta de la suprafata pamantului se atesta compozitia aerului: azot (N2), oxigen atomar (O), oxigen mole-cular (O2) si heliu (He). Intre 200 km si 400 km in componenta aerului intra: azot molecular (N2), azot atomar (N), oxigen atomar (O), oxigen molecular (O2) si heliu (He). Intre 400 km si 700 km distanta de la suprafata Terrei, in componenta aerului intra: azot atomar (N), oxigen atomar (O), hidrogen atomar (H) si heliu (He). Intre 700 km si 1400 km in compozitia aerului intra doar hidrogen atomar (H) si heliu (He).

  Arderea in aer decurge mai lent decat in oxigen. Motivul este urmatorul: oxigenul din aer este diluat cu azot, iar azotul nu intretine arderea. Pentru a se aprinde o substanta trebue sa fie incalzita pana la o anumita temperatura, numita temperatura de inflamabilitate. Pentru a initia arderea este necesar: 1. a incalzi substanta pana la temperatura de inflamabilitate; 2. a asigura accesul oxigenului;

  Putem stinge focul prin acoperirea locului arzand cu o plapuma, panza de cort, sau alt material aflat la indemana. Cu apa se sting doar obiectele ce „primesc” apa, de exemplu lemnul, carbunele. Apa raceste obiectul inflamabil si vaporii ei intrerup accesul aerului. Cu apa nu poate fi stins petrolul arzand. Flacara se va mari, deoarece petrolul, fiind mai usor decat apa, se va intinde pe suprafata acesteia. In caz de incendiu se foloseste stingatorul de foc, care izoleaza si raceste obiectul ce arde.

   Formarea ozonului: Acum un miliard de ani, algele albastre-verzi au inceput sa foloseasca energie solara pentru a descompune moleculele de H2O si CO2 si pentru a le recombina in compusi organici si oxigen molecular (O2). Aceasta transformare bazata pe energia solara poarta numele de fotosinteza. O parte din oxigenul rezultat in urma fotosintezei combinat cu carbonul organic au recreat molecule de CO2. Oxigenul ramas, acumulat in atmosfera a creat un dezastru ecologic in ce priveste organismele anaerobe. Pe masura ce cantitatea de oxigen din atmosfera a crescut cea de CO2 a scazut. In atmosfera superioara o parte din moleculele de oxigen au absorbit energie de la razele ultraviolete ale soarelui si s-au transformat in oxigen atomic. Acesti atomi combinati cu oxigenul molecular ramas au format molecule de ozon (O3) care absorb eficient razele ultraviolete. Acest strat fin de ozon actioneaza ca un scut protector al planetei improtriva razelor ultraviolete. Cantitatea de ozon necesara pentru protejarea Pamantului de razele ultraviolete nocive variaza intra 200 si 300 nanometri (nm) si se crede ca exista de peste 600 milioane de ani. Atunci nivelul de oxigen era aproximativ 10% din concentratia actuala din atmosfera. Inainte de acest moment existenta vietei era posibila doar in ocean. Prezenta ozonului a dat organisemlor ocazia sa evolueze si sa traiasca pe uscat. Ozonul a jucat un rol semnificativ in evolutia vietei pe pamant si datorita ozonului exista viata asa cum o stim azi.

   La fel ca si oxigenul O2, ozonul O3 e alcatuit din atomi ai elementului chimic oxigenul si reprezinta modificatii alotropice ale elementului oxigen. Avand un continut diferit al moleculelor, poseda proprieteti diferite. Astfel oxigenul este inodor, iar ozonul are un miros specific. In timpul furtunilor, cand fulgera se formeaza mici cantitati de ozon din oxigen si de aceea dupa ploaie se simte un miros de prospetime.

   In laborator ozonul se obtine din oxigen cu ajutorul unui aparat numit ozonizor ce are la baza fenomenul descarcarii electrice.

   In cantitati mici ozonul e de folos oamenilor din cauza ca el distruge bacteriile din atmosfera, le oxideaza. Dar in cantitati mari el devine toxic si pentru oameni - care pot muri daca in aer se afla mai mult de 1% ozon.

   Stratul de ozon daca ar fi adunat compact pe suprafata pamantului, ar constitui doar 3 mm. Dar cu toate ca pare infima, aceasta cantitate de ozon are o importanta enorma. Zona de aer in care se gaseste ozonul are grosimea de circa 10 km si este situata la inaltimea de 25 – 30 km de la suprafata Pamantului.

   Stratul de ozon protejeaza suprafata Pamantului de radiatiile ultraviolete solare, lipsa lui ar insemna sfarsitul vietii pe Pamant!

   Poluarea aerului  este adesea vizibila sub forma fumului din hornuri si a gazelor de la tevile de esapament ale masinilor. Fumul este un amestec de gaze si chimicale si poate deveni mai toxic sub actiunea soarelui puternic, datorita unei reactii chimice provocate de lumina. Smogul care rezulta are un miros neplacut si provoaca lacrimarea. Mai demult el invaluia Londra in timpul iernii, cand in fiecare casa ardeau focuri de carbine. In anul 1950 guvernul a emis legi pentru a impiedica ca in anumite regiuni oamenii sa arda altceva decat combustibili fara fum. Cresterea numarului de cazuri de astm si de boli bronhiale este o dovada a efectelor daunatoare a poluarii aerului. In lupta pentru aer curat, multe autaritati au instalat monitoare pentru verificarea calitatii aerului. Monitoarele masoara particulele suspendate (precum oxizii de azot si de plumb) si gazele, inclusiv dioxidul de sulf (principalul agent de poluarea aerului) si monoxidul de carbon (provenit in principal din gazele de esapament).

   Stratul de ozon din stratosfera ne protejeaza retinand razele ultraviolete ale soarelui. Deoarece in zilele noastre a crescut foarte mult folosirea hidrocarburilor clorinate, fluorinate (freoni) in flacoanele cu aerosoli, frigidere, detergenti si polistroli, aceste gaze au ajuns in aer in cantitati mai mari decat cele care ar putea fi suportate de atmosfera. Pe masura ce se ridica, se descompun, formandu-se cloridioni, care ataca si distrug stratul de ozon. Efectul respectiv a fost semnalat pentru prima oara de catre  oamenii de stiinta care lucrau in Antarctica, in momentul in care au observat formarea unei gauri in stratul de ozon.

   Echilibrul natural al gazelor atmosferice care s-a mentinut timp de milioane de ani, este amenintat acum de activitatea omului. Aceste pericole ar fi efectul de sera, incalzirea globala, poluarea aerului, subtierea stratului de ozon si ploile acide.

   In ultimii 200 de ani industrializarea globala a dereglat raportul de gaze necesar pentru echilibrul atmosferic. Arderea carbunelui si a gazului metan a dus la formarea unor cantitati enorme de dioxid de carbon si alte gaze, mai ales dupa ce la sfarsitul  secolului  trecut  a  aparut automobilul. Dezvoltarea agriculturii a determinat acumularea unor cantitati mari de metan si oxizi de azot in atmosfera.

   Pentru a reduce poluarea aerului, Los Angeles a interzis deplasarea a 70% din camioanele grele pe strazile orasului in orele de varf si un proiect de plan propunea ca pana in 1998, 40% din autovehicule sa functioneze cu methanol sau alti combustibili “curati”. Proiectantii spera ca pana in 2008 toate autoturismele noi si toate autovehiculele sa fie alimentate cu combustibili alternativi sau cu electricitate.

   In multe tari ale lumii pentru a micsora efectul gazelor de esapament, care constitue sursa principala de poluare a aerului, se produce benzina fara plumb, iar unele masini sunt dotate cu filtre catalitice care transforma gazele nocive in gaze inofensive. Insa eficienta acestor imbunatatiri e diminuata de cresterea consumului de petrol.

   Oceanul de aer ce ne inconjoara e ca si izvorul vietii noastre. Daca fara hrana sau apa omul poate trai un timp mai indelungat, fara aer am muri in cateva minute. Pacat ca lumea nu coinstintizeaza gravitatea poluarii aerului care este la fel de periculoasa ca si o arma de distrugere in masa. De aceea de mici copii trebue sa ne familiarizam cu metodele de reducere a poluarii mediului ambiant, cum ar fi: utilizarea vantului si a energiei solare ca sursa de energie alternativa, sadirea padurilor, parcurilor – care transforma dioxidul de carbon in oxigen, jucand un rol important in mentinerea proportiei “gazelor de sera”.

 

 

 


 

 

 

 
AE