Složení vzduchu: plyny v zemské atmosféře v procentech
Suchý vzduch u hladiny moře je směs plynů, především dusíku a kyslíku. Graf ukazuje každý plyn s jeho vzorcem a objemovým procentem.
| Název | Formula | % obj. |
|---|---|---|
| Dusík | N₂ | 78,084 |
| Kyslík | O₂ | 20,946 |
| Argon | Ar | 0,934 |
| Oxid uhličitý | CO₂ | 0,042 |
| Neon | Ne | 0,001818 |
| Helium | He | 0,000524 |
| Methan | CH₄ | 0,00019 |
| Krypton | Kr | 0,000114 |
| Vodík | H₂ | 0,00005 |
Suchý vzduch u hladiny moře. Vodní pára kolísá asi od 0 do 4 %. Oxid uhličitý roste zhruba o 2–3 ppm za rok.
Co graf ukazuje
Dusík (N₂) tvoří 78,084 % suchého vzduchu a kyslík (O₂) 20,946 %, takže dohromady představují asi 99 %. Argon (Ar) s 0,934 % je téměř celý zbytek. Oxid uhličitý tvoří asi 0,042 %, tedy 420 částic na milion (ppm), a neon, helium, methan, krypton a vodík jsou přítomny jen ve stopách.
Jak číst procenta
Hodnoty jsou objemová procenta. U plynů se objemové procento rovná molárnímu procentu, protože stejné objemy plynů při stejné teplotě a tlaku obsahují stejný počet molekul. Údaje platí pro suchý vzduch; skutečný vzduch obsahuje také od téměř 0 % do asi 4 % vodní páry, která ostatní procenta mírně snižuje.
Proč na složení záleží
Kyslík podporuje dýchání a hoření a dusík ho ředí; oheň hoří v čistém kyslíku mnohem prudčeji. Argon je nereaktivní, a proto chrání kovy při svařování. Je hojný, protože draslík-40 v horninách se pomalu rozpadá na argon-40.
Oxid uhličitý a methan tvoří jen malé podíly, ale jsou to skleníkové plyny, které zadržují teplo, a oxid uhličitý roste asi o 2 až 3 ppm za rok, hlavně spalováním fosilních paliv. Průmysl odděluje dusík, kyslík a argon ochlazováním vzduchu, dokud se nezkapalní, a jeho následnou destilací.
Řešený příklad
Daltonův zákon říká, že každý plyn přispívá k celkovému tlaku úměrně svému podílu. Při tlaku u hladiny moře 101,325 kPa je parciální tlak kyslíku 0,20946 × 101,325 kPa = 21,22 kPa. Stejně tak 10,0 L vzorku suchého vzduchu obsahuje asi 7,81 L dusíku, 2,09 L kyslíku a 0,0934 L argonu.
Časté dotazy
Kolik procent vzduchu je kyslík?
Kyslík tvoří 20,946 % suchého vzduchu podle objemu, obvykle zaokrouhleno na 21 %. Na vrcholu Mount Everestu je podíl téměř stejný; s nadmořskou výškou klesá celkový tlak, takže každý nádech obsahuje méně kyslíku.
Který plyn je v atmosféře nejhojnější?
Dusík N₂, který tvoří 78,084 % suchého vzduchu podle objemu. Je poměrně nereaktivní, protože trojná vazba spojující jeho dva atomy je velmi pevná.
Jaká je molární hmotnost vzduchu?
Průměrná molární hmotnost suchého vzduchu je asi 28,97 g/mol, zjištěná vážením molární hmotnosti každého plynu jeho molárním zlomkem. Plyny s nižší molární hmotností, například helium s 4,003 g/mol, stoupají ve vzduchu vzhůru.
Je vzduch sloučenina, nebo směs?
Vzduch je směs. Jeho plyny nejsou navzájem chemicky vázány, jeho složení se mění, například u vodní páry, a lze ho rozdělit fyzikálními metodami, například frakční destilací kapalného vzduchu.