Теория:
Воздух — необходимое условие для жизни растений, животных и человека. Многие исследователи прошлых столетий изучали воздух, но его состав был впервые установлен только во второй половине \(XVIII\) века французским учёным А. Лавуазье. Он доказал, что воздух — это смесь газов, в которой пятую часть занимает кислород.
Массовые и объёмные доли газов
Для характеристики состава смесей обычно используют доли. Для каждого газа в воздухе можно рассчитать массовую и объёмную доли.
Пример:
массовую долю кислорода в воздухе можно вычислить по формуле:
Для газовых смесей удобно использовать объёмную долю. Она обозначается буквой \(φ\).
Пример:
для кислорода объёмную долю в воздухе можно вычислить по формуле:
Содержание газов в воздухе
Больше всего в воздухе азота и кислорода . В \(100\) м³ воздуха находится \(78\) м³ азота и \(21\) м³ кислорода, а объём остальных веществ: и других инертных газов, углекислого газа , озона , паров воды — составляет всего \(1\) м³.
Объёмные и массовые доли веществ в воздухе приведены в таблице.
Название и формула газа | Объёмная доля, \(\%\) | Массовая доля, \(\%\) |
| Азот, | \(78,08\) | \(75,51\) |
| Кислород, | \(20,95\) | \(23,15\) |
| Аргон, | \(0,93\) | \(1,28\) |
| Углекислый газ, | \(0,03\) | \(0,05\) |
| Озон, | \(0,00004\) | \(0,00006\) |
Содержание азота, кислорода и аргона в воздухе всегда одинаковое. Оно не зависит от места и времени измерения.
В воздухе всегда присутствуют углекислый газ и вода, но их количество над разными местами на Земле может различаться. Углекислого газа больше там, где много машин и людей, а водяного пара — над водоёмами.
В воздухе также могут оказаться случайные компоненты, вредные для живых организмов. Это вещества, которые попадают в атмосферу в результате природных процессов и деятельности человека: пыль, сероводород , сернистый газ , оксид азота(\(IV\)) , угарный газ .
Свойства воздуха
Чистый воздух прозрачный, бесцветный, не имеет запаха. Он немного растворяется в воде, плохо проводит тепло.
Для смесей принято определять среднюю молярную массу. Молярная масса воздуха равна \(29\) г\(/\)моль. Эту величину часто используют при решении расчётных задач, а также для того, чтобы определить, легче или тяжелее газ по сравнению с воздухом.
Если молярная масса газа больше \(29\), то газ тяжелее воздуха и будет опускаться вниз. Если же молярная масса меньше \(29\), то газ легче воздуха и будет подниматься вверх.
Пример:
г\(/\)моль. Водород в \(14,5\) раз легче воздуха.
г\(/\)моль. Углекислый газ тяжелее воздуха в \(1,5\).
При получении разных газов в лаборатории их часто собирают способом вытеснения воздуха. Устройство прибора зависит от молярной массы газа.
 |  |
Рис. \(1\). Прибор для собирания газа с \(>\) \(29\) \(г/моль\) | Рис. \(2\). Прибор для собирания газа с \(<\) \(29\) \(г/моль\) |
Источники:
Рис. 1, 2. © ЯКласс.