El aire.Composición química del aire

El aire

→Mezcla de gases que constituye la atmósfera terrestre y permanecen alrededor de la Tierra por la fuerza de gravedad. Esencial para la vida

Capas del aire

→Regiones divididas de acuerdo a la altitud, temperatura…

[pic 1]

1. [pic 2]

Composición química del aire

[pic 3]

Función aire

•Suministrar oxígeno que se necesita para respirar.

Inhalamos oxígeno →→→→→ Exhalamos dióxido de carbono[pic 4]

Necesario para la fotosíntesis → Fabricación de glucosa y liberación de oxígeno

Fórmulas respiración y fotosíntesis (procesos inversos) [pic 5]

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Nitrógeno

***Reactividad de los componentes del aire

Reacciones del [pic 7]

Con Hidrógeno forma amoniaco mediante síntesis de Haber[pic 8]

El amoniaco es un compuesto esencial, se pueden fabricar fertilizantes:

NH3 + HNO3 → NH4NO3

2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4

Asimismo, con el amoniaco se fabrica otro de los compuestos importantes del Nitrógeno: ácido nítrico, mediante Método de Otswald

4NH3 + 502 → (800)° 4NO + 6H2O

2NO + O2 → 2NO2[pic 9]

3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

↑ El monóxido de carbono se vuelve a reciclar

•Según el conjunto de reacciones anterior, el ozono no tendría por qué acumularse en la atmósfera. Sin embargo, la presencia de hidrocarburos interfiere en la tercera de las reacciones anteriores. Los hidrocarburos se oxidan debido a otra reacción fotoquímica con la que se producen radicales peróxidos muy reactivos con fórmula R-O-O. Éstos atrapan al NO mediante la reacción

R-O-O + NO → NO2 + R-O

•Así el ozono no desaparece, pues no ocurre la tercera reacción del ciclo. Además, se produce el NO2 adicional que genera más ozono. Por si fuera poco, los radicales peróxidos también reaccionan con el NO2 para formar nitratos de peroxiacilo, (NPA) sustancias muy irritantes a las que se debe el color entre rojizo y café tan desagradable del smog.

El ozono en la tropósfera

• ¿Cuál es el mecanismo de formación del ozono en la baja atmósfera (tropósfera)? El ozono se crea y destruye naturalmente en la atmósfera mediante un ciclo de reacciones con el O2 y los NOx, las cuales se muestran a continuación. Se ha colocado un punto en el átomo de oxígeno, para señalar que tiene electrones libres que lo hacen muy reactivo.

NO2 + LUZ → NO + O•

O• + O2 → O3

O3 + NO → NO2 + O2

Ozono

•Molécula formada por 3 átomos de oxígeno

•Forma alotrópica del oxígeno

•Gas azul pálido

•Activo químicamente

•Oxidante

•Inestabilidad a temperatura ambiente

•Usado como germicida, y diluido para esterilizar agua y purificar el aire

•Se encuentra en capa externa de la atmósfera, formada por radiación UV de onda corta y por la acción de descargas eléctricas

Con el oxígeno (a temperaturas elevadas) se forman los siguientes óxidos (requieren catalizador y calor)

N2 + O2 + CALOR → 2NO Monóxido de nitrógeno

N2 + 202 + CALOR→ 2NO2 Dióxido de nitrógeno

2N2 + O2 + CALOR → 2N2O Monóxido de dinitrógeno

2N2 + 302 + CALOR → 2N2O3 Trióxido de dinitrógeno

N2 + 202 + CALOR → N2O4 Tetraóxido de dinitrógeno

2N2 + 502 + CALOR → 2N2O3 Pentaóxido de dinitrógeno

Con los metales forma los nitruros metálicos

Nitrógeno + metal + CALOR → Hidruro metálico

N2 + 6 NA + CALOR → 2NA2N

Ciclo de Nitrógeno

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Ciclo:

El nitrógeno del aire es absorbido por bacterias en el suelo (bacterias fijadoras de nitrógeno)

El nitrógeno encuentra otras bacterias que lo transforman en amoniaco, convertido en nitritos por otras bacterias, que se vuelve nitratos por otras bacterias

Se convierte el nitrato a nitrógeno y sube en el aire        

Obtención industrial del nitrógeno

•Destilación fraccionada del aire líquido

•El aire es sometido a bajas temperaturas (-200 °C) y elevadas presiones para licuarla. Posteriormente se somete a una destilación fraccionada para obtener primero el nitrógeno (-195.8 °C) que se separa y se continúa con un leve calentamiento a -182.9 °C para obtener oxígeno. Los dos elementos son obtenidos de forma líquida.

Reacciones del oxígeno

El oxígeno presente en el aire, a pesar de que sólo se encuentra en casi un 21%, representa un papel esencial en la vida. Como ya se vio antes, está presente en la respiración y la fotosíntesis.

Es sumamente activo, reacciona con casi todos elementos EXCEPTO GASES RAROS        

Argón (Ar)

•0.93% del aire

•Incoloro

•Inerte

Dióxido de carbono

•Formado por carbono unido a dos oxígenos

•.0368% atmósfera

•Inestable y reactivo

•Absorbe luz infrarroja

Neón (Ne)

•Inerte

•.0018% atmósfera

•Compuesto con F en laboratorios

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