空氣中各氣體的含量、體積比和質(zhì)量比

  空氣是指地球大氣層中的氣體混合。它主要由78%的氮氣、21%氧氣、還有許多稀有氣體和雜質(zhì)組成的混合物。空氣的成分不是固定的，隨著高度的改變、氣壓的改變，空氣的組成比例也會改變。但是長期以來人們一直認(rèn)為空氣是一種單一的物質(zhì)，直到后來法國科學(xué)家拉瓦錫通過實驗首先得出了空氣是有氧氣和氮氣組成的結(jié)論。19世紀(jì)末，科學(xué)家們又通過大量的實驗發(fā)現(xiàn)，空氣里還有氦、氬、氤等稀有氣體。在自然狀態(tài)下空氣是無味無臭的。

空氣中的氧氣對于所有需氧生物來說是必須的。所有動物需要呼吸氧氣。此外植物利用空氣中的二氧化碳進(jìn)行光合作用，二氧化硫是近乎所有植物的唯一的碳的來源。

1、空氣的組成

空氣是一種混合物，一般來說它的成分比較固定。穩(wěn)重憨厚的氮氣兄弟(空氣組成中按體積計算氮氣占78%);博學(xué)多才的氧氣博士(氧氣占21%);用途廣大的二氧化碳教授(二氧化碳占0.03%);沉默寡言的惰性世家〔稀有氣體占0.94%);還有其它氣體和雜質(zhì)（占0.03%)

可見空氣的成分以氮氣、氧氣為主，其中氮氣約占空氣體積的4/ 5，氧氣約占空氣體積的1/ 5。

2、純凈物與混合物

純凈物是由一種物質(zhì)組成的，如氧氣、氮氣、二氧化碳等都是純凈物。混合物是由兩種或多種物質(zhì)混合而成的，如空氣是由氮氣、氧氣、稀有氣體、二氧化碳等多種成分組成的，這些物質(zhì)相互間沒有發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)都保持各自的性質(zhì)。

3、氧氣的用途

主要是供給呼吸（醫(yī)療急救、登山、潛水、航空〉和支持燃燒（煉鋼、氣焊、化工生產(chǎn)、宇宙航行)。這些用途一般都是利用氧氣易于跟其他物質(zhì)起反應(yīng)并放出熱量的性質(zhì)。

由于氧氣是化學(xué)性質(zhì)比較活潑的氣體，能跟許多物質(zhì)發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)。氧氣在生產(chǎn)生活中用途廣泛:利用物質(zhì)在空氣中或氧氣中燃燒產(chǎn)生大量的熱，制做焊槍和割槍，進(jìn)行金屬的氣焊和氣割;在煉鐵煉鋼的生產(chǎn)中通入富氧空氣（利用氧氣)，提高爐溫，加速冶煉過程，提高冶煉質(zhì)量;制做液氧炸藥和火箭中的液態(tài)氧助燃劑等。利用氧氣可供給呼吸的性質(zhì)，醫(yī)療時急救病人、高空、潛水、登山等缺氧環(huán)境中供給所需的氧氣。

4、氮氣的性質(zhì)和用途

氮氣是一種沒有顏色、沒有氣味、熔點和沸點都很低的氣體，不能支持燃燒，性質(zhì)不活潑。

⑴很多電燈泡里都灌有氮氣，因為這樣可以減慢鎢絲的氧化速度，使燈泡經(jīng)久耐用。(2)充氮包裝，把貴重而罕有的畫頁、書卷保存在充滿氮氣的圓筒里。有許多產(chǎn)品也采用充氮包裝。因為蛀蟲在氮氣中不能生存，也就無法搗蛋了。

(3)我國近年來，把糧食用巨大的塑料帳幕籠罩起來，抽走里面的空氣，充進(jìn)氮氣。這樣可以使霉菌、蛀蟲無法生存，而且可以抑制糧食的呼吸作用，使糧食能夠長期安全保存。氮氣雖在一般的情況下很“孤獨”，不愛跟其它的物質(zhì)反應(yīng)。但在高溫下能跟其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，顯示出活潑性。利用氮氣的這種性質(zhì)可以制取氮肥、炸藥等。氮氣還是重要的化工原料。

(4）氮氣可以作焊接金屬的保護(hù)氣。豆科作物的根瘤菌具有特殊的固氮能力，它能巧妙地把空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為植物能吸收的氮肥。化學(xué)家正在努力研究生物固氮的奧秘。

5、稀有氣體的性質(zhì)和用途

稀有氣體都是沒有顏色、沒有氣味，性質(zhì)不活潑的氣體，曾被稱為“惰性氣體”。在電流的作用下能發(fā)出特殊顏色的光。

稀有氣體的用途有:

(1）作為保護(hù)氣:焊接金屬時用來隔絕空氣;燈泡中充稀有氣體使燈泡耐用;(2）制成多種電光源，如航標(biāo)燈、強(qiáng)照明燈、閃光燈、霓紅燈等;

(3）用于激光技術(shù)或醫(yī)療麻醉。

不要把氮氣化學(xué)性質(zhì)的相對穩(wěn)定性和稀有氣體化學(xué)性質(zhì)的穩(wěn)定性相提并論。稀有氣體的化學(xué)性質(zhì)比氮氣或其他物質(zhì)都穩(wěn)定。