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人类每时每刻都离不开空气,没有空气就没有生命,也就没有生机勃勃的地球。 一、空气是由什么组成的 二百多年前,法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。 他把少量汞放在密闭的容器里连续加热 12 天, 发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末, 同时容器里空气的体积差不多减少了 1/5。他研究了剩余4/5 体积的气体,发现这部分气体既不能供给呼吸,也不能支持燃烧, 他认为这些气体全部都是氮气(拉丁文原意是“不能维持生命”)。 拉瓦锡又把在汞表面上所生成的红色粉末收集起来, 放在另一个较小的容器里再加强热, 得到了汞(化学符号Hg)和氧气(化学符号O2 ),而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积。 他把得到的氧气加到前一个容器里剩下的4/5 体积的气体中,结果所得气体跟空气的性质完全一样。 通过这些实验, 拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气(化学符号N2 )组成, 其中氧气约占空气总体积 1/5 的结论。 ...... 红磷(化学符号P)与空气中的氧气反应, 生成一种叫做五氧化二磷(化学符号P2O5 )的新物质。 ...... 在19世纪末以前,人们深信空气中仅含有氧气和氮气。后来人们陆续发现了氦、氖、氩、氪、氙、氡等稀有气体, 才认识到空气中除了氧气和氮气外,还有其他成分。目前,人们已能用实验方法精确地测定空气的成分。 通过实验测定, 空气的成分按体积计算, 大约是: 氮气78%、氧气 21%、稀有气体0.94%、二氧化 碳0.03%、 其他气体和杂质0.03%。 像空气这样由两种或两种以上的物质混合而成的物质叫做混合物,组成混合物的各种成分保持着它们各自的性质。 氮气、氧气、二氧化碳等分别只由一种物质组成, 它们都是纯净物。纯净物可以用化学符号来表示, 如氮气可以用N2 来表示, 氧气、二氧化碳可分别表示为O2 、CO2 等。 上面实验中使用的红磷(P)和生成的五氧化二磷(P2O5 ) 也是纯净物。 二、空气是一种宝贵的资源 空气中的各种成分作为原料广泛用于化工、炼钢、石油加工、运输、电光源等领域,是人类生产活动的重要资源。 1. 氧气 过去,人们曾把氧气叫做“养气”,这充分说明了氧气的重要性。医疗急救时要用到纯氧,燃料燃烧离不开氧气, 炼钢、气焊以及化工生产和航空航天等都要用到氧气。 2. 氮气 氮气具有广泛用途, 它是制造硝酸和氮肥的重要原料;由于氮气的化学性质不活泼, 因此常用作保护气, 如焊接金属时常用氮气作保护气, 灯泡中充氮气以延长使用寿命,食品包装中充氮气以防腐; 医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术;超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。 3. 稀有气体 在空气的成分中, 稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙和氡)所占比率虽然很小, 但它们却是一类很重要的气体。它们都没有颜色,没有气味, 化学性质很不活泼。 在生产和科学研究中, 稀有气体有广泛的用途。如稀有气体在通电时能发出不同颜色的光, 可制成多种用途的电光源, 如航标灯、强照明灯、闪光灯、 霓虹灯等;氦可用于制造低温环境。 三、保护空气 洁净的空气对于人类和其他动植物都是非常重要的。但是, 随着工业的发展, 排放到空气中的有害气体和烟尘对空气造成了污染。被污染的空气会严重损害人体健康, 影响作物生长, 破坏生态平衡。全球气候变暖、 臭氧层破坏和酸雨等也都与空气污染有关。 为了使天空更蓝, 人类正在积极行动起来, 如加强大气质量监测, 改善环境状况, 使用清洁能源, 积极植树、造林、种草等,以保护空气。
参考资料: 课题1《空气》 |