Zusammensetzung der Luft: die Gase der Erdatmosphäre in Prozent
Trockene Luft auf Meereshöhe ist ein Gasgemisch, überwiegend aus Stickstoff und Sauerstoff. Die Tabelle zeigt jedes Gas mit seiner Formel und seinem Volumenanteil in Prozent.
| Name | Formula | Vol.-% |
|---|---|---|
| Stickstoff | N₂ | 78,084 |
| Sauerstoff | O₂ | 20,946 |
| Argon | Ar | 0,934 |
| Kohlenstoffdioxid | CO₂ | 0,042 |
| Neon | Ne | 0,001818 |
| Helium | He | 0,000524 |
| Methan | CH₄ | 0,00019 |
| Krypton | Kr | 0,000114 |
| Wasserstoff | H₂ | 0,00005 |
Trockene Luft auf Meereshöhe. Wasserdampf schwankt zwischen etwa 0–4 %. Kohlenstoffdioxid steigt um etwa 2–3 ppm pro Jahr.
Was die Tabelle zeigt
Stickstoff (N₂) macht 78,084 % der trockenen Luft aus und Sauerstoff (O₂) 20,946 %, zusammen also etwa 99 %. Argon (Ar) mit 0,934 % ist fast der ganze Rest. Kohlenstoffdioxid beträgt etwa 0,042 %, also 420 Teile pro Million (ppm), und Neon, Helium, Methan, Krypton und Wasserstoff sind nur in Spuren vorhanden.
So liest du die Prozentwerte
Die Werte sind Volumenprozent. Bei Gasen entspricht der Volumenanteil dem Stoffmengenanteil, weil gleiche Gasvolumina bei gleicher Temperatur und gleichem Druck gleich viele Moleküle enthalten. Die Zahlen gelten für trockene Luft; echte Luft enthält auch von fast 0 % bis etwa 4 % Wasserdampf, der die anderen Prozentwerte leicht senkt.
Warum die Zusammensetzung wichtig ist
Sauerstoff ermöglicht Atmung und Verbrennung, und Stickstoff verdünnt ihn; ein Feuer brennt in reinem Sauerstoff viel heftiger. Argon ist reaktionsträge, daher schützt es Metalle beim Schweißen. Es ist häufig, weil Kalium-40 in Gestein langsam zu Argon-40 zerfällt.
Kohlenstoffdioxid und Methan sind nur kleine Anteile, aber sie sind Treibhausgase, die Wärme einfangen, und Kohlenstoffdioxid steigt um etwa 2 bis 3 ppm pro Jahr, hauptsächlich durch das Verbrennen fossiler Brennstoffe. Die Industrie trennt Stickstoff, Sauerstoff und Argon, indem sie Luft bis zur Verflüssigung abkühlt und dann destilliert.
Rechenbeispiel
Das Gesetz von Dalton besagt, dass jedes Gas im Verhältnis zu seinem Anteil zum Gesamtdruck beiträgt. Bei einem Druck auf Meereshöhe von 101,325 kPa beträgt der Partialdruck von Sauerstoff 0,20946 × 101,325 kPa = 21,22 kPa. Ebenso enthält eine 10,0-L-Probe trockener Luft etwa 7,81 L Stickstoff, 2,09 L Sauerstoff und 0,0934 L Argon.
FAQ
Wie viel Prozent der Luft ist Sauerstoff?
Sauerstoff macht 20,946 % der trockenen Luft nach Volumen aus, meist auf 21 % gerundet. Der Anteil ist auf dem Gipfel des Mount Everest fast gleich; was mit der Höhe sinkt, ist der Gesamtdruck, sodass jeder Atemzug weniger Sauerstoff enthält.
Welches ist das häufigste Gas in der Atmosphäre?
Stickstoff, N₂, mit 78,084 % der trockenen Luft nach Volumen. Er ist ziemlich reaktionsträge, weil die Dreifachbindung zwischen seinen zwei Atomen sehr stark ist.
Wie groß ist die molare Masse von Luft?
Die mittlere molare Masse trockener Luft beträgt etwa 28,97 g/mol, berechnet, indem die molare Masse jedes Gases mit seinem Stoffmengenanteil gewichtet wird. Gase mit geringerer molarer Masse, wie Helium mit 4,003 g/mol, steigen in der Luft auf.
Ist Luft eine Verbindung oder ein Gemisch?
Luft ist ein Gemisch. Ihre Gase sind nicht chemisch miteinander verbunden, ihre Zusammensetzung schwankt, zum Beispiel beim Wasserdampf, und sie lässt sich durch physikalische Verfahren wie die fraktionierte Destillation flüssiger Luft trennen.