空气是混合物,它的成分是很复杂的。空气的恒定成分是氮气、氧气以及稀有气体,这些成分所以几乎不变,主要是自然界各种变化相互补偿的结果。空气的可变成分是二氧化碳和水蒸气。空气的不定成分完全因地区而异。例如,在工厂区附近的空气里就会因生产项目的不同,而分别含有氨气、酸蒸气等。另外,空气里还含有极微量的氢、臭氧、氮的氧化物、甲烷等气体。灰尘是空气里或多或少的悬浮杂质。总的来说,空气的成分一般是比较固定的
空气的成分主要有氨气、氧气、稀有气体(氦气、氖气、氩气、氯气、氩气、氡气)、二氧化碳,以及其他气体和杂质,如臭氧、一氧化氮、二氧化氮、水蒸气等。空气,是人类每天都呼吸着的“生命气体”,分层覆盖在地球表面,透明且无色、无味,对人类的生存和生产有重要影响。
空气的成分不是固定的,随着高度的改变、气压的改变,空气的组成比例也会改变。但是长期以来人们一直认为空气是一种单一的物质,直到后来法国科学家拉瓦锡通过实验首先得出了空气是由氧气和氮气组成的结论。
空气的发现史
200多年前法国科学家拉瓦锡(Lavoisier,1743~1794)用定量试验的方法测定了空气成分。
他把少量汞放在密闭容器中加热12天,发现部分汞变成红色粉末HgO,同时,空气体积减少了1/5左右。通过对剩余气体的研究,他发现这部分气体不能供给呼吸,也不助燃,他误认为这全部是氮气。
拉瓦锡又把加热生成的红色粉末收集起来,放在另一个较小的容器中再加热,得到汞和氧气,且氧气体积恰好等于密闭容器中减少的空气体积。他把得到的氧气导入前一个容器,所得气体和空气性质完全相同。
据科学家测定,在干燥的空气中(按体积比例计算)有约78%的氮气、约21%的氧气、约094%的惰性气体、约003%的二氧化碳、约003%的其他杂质。
当然,空气的成分不是固定的,随着高度的改变、气压的改变,空气的组成比例也会改变。
燃烧需要氧,当盖上锅盖后,锅内空气中的氧气很快用完,火也就会熄灭。
在通常状况下,氮气的化学性质很不活泼,所以它常被用做保护气。例如,焊接金属时用氮气保护金属使其不被氧化;在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发;粮食、罐头、水果等食品,也常用氮气做保护气,以防止食品腐烂;在医学上,常用液氮给手术刀降温,让它成为“冷刀”。医生用“冷刀”做手术,可以减少出血或不出血,手术后病人能更快康复。在高科技领域中常用液氮制造低温环境,如有些超导材料就是在经液氮处理后的低温下才获得超导性能的。
氮也是“生命的基础”,它不仅是庄稼制造叶绿素的原料,而且是庄稼制造蛋白质的原料,据统计,全世界的庄稼,在一年之内,要从土壤里摄取约4000万吨氮。
从铁器上削下一把不带铁锈的铁屑,把它润湿后撒在一片木头上,使木片浮在一盆浅水中。然后用一只大玻璃杯倒扣在水中,罩住木片。静置三四天,就见铁屑上生了铁锈,盆里的水已稍稍上升。这说明杯中空气减少了,因为空气中的一部分氧和铁化合成了氧化铁(即铁锈)。
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