Composition de l'air : les gaz de l'atmosphère terrestre en pourcentage
L'air sec au niveau de la mer est un mélange de gaz, surtout de l'azote et de l'oxygène. Le tableau montre chaque gaz avec sa formule et son pourcentage en volume.
| Nom | Formula | % vol |
|---|---|---|
| Azote | N₂ | 78,084 |
| Oxygène | O₂ | 20,946 |
| Argon | Ar | 0,934 |
| Dioxyde de carbone | CO₂ | 0,042 |
| Néon | Ne | 0,001818 |
| Hélium | He | 0,000524 |
| Méthane | CH₄ | 0,00019 |
| Krypton | Kr | 0,000114 |
| Hydrogène | H₂ | 0,00005 |
Air sec au niveau de la mer. La vapeur d'eau varie d'environ 0 à 4 %. Le dioxyde de carbone augmente d'environ 2 à 3 ppm par an.
Ce que montre le tableau
L'azote (N₂) représente 78,084 % de l'air sec et l'oxygène (O₂) 20,946 %, soit environ 99 % à eux deux. L'argon (Ar), à 0,934 %, constitue presque tout le reste. Le dioxyde de carbone représente environ 0,042 %, soit 420 parties par million (ppm), et le néon, l'hélium, le méthane, le krypton et l'hydrogène ne sont présents qu'à l'état de traces.
Comment lire les pourcentages
Les valeurs sont des pourcentages en volume. Pour les gaz, le pourcentage en volume égale le pourcentage molaire, car des volumes égaux de gaz à la même température et à la même pression contiennent le même nombre de molécules. Les chiffres concernent l'air sec ; l'air réel contient aussi de presque 0 % à environ 4 % de vapeur d'eau, ce qui abaisse légèrement les autres pourcentages.
Pourquoi la composition compte
L'oxygène entretient la respiration et la combustion, et l'azote le dilue ; un feu brûle bien plus violemment dans l'oxygène pur. L'argon est inerte : il protège donc les métaux pendant le soudage. Il est abondant parce que le potassium 40 des roches se désintègre lentement en argon 40.
Le dioxyde de carbone et le méthane ne représentent que de petites fractions, mais ce sont des gaz à effet de serre qui retiennent la chaleur, et le dioxyde de carbone augmente d'environ 2 à 3 ppm par an, principalement à cause de la combustion des combustibles fossiles. L'industrie sépare l'azote, l'oxygène et l'argon en refroidissant l'air jusqu'à sa liquéfaction, puis en le distillant.
Exemple détaillé
La loi de Dalton dit que chaque gaz contribue à la pression totale en proportion de sa part. À une pression de 101,325 kPa au niveau de la mer, la pression partielle de l'oxygène est 0,20946 × 101,325 kPa = 21,22 kPa. De même, un échantillon de 10,0 L d'air sec contient environ 7,81 L d'azote, 2,09 L d'oxygène et 0,0934 L d'argon.
FAQ
Quel pourcentage de l'air est de l'oxygène ?
L'oxygène représente 20,946 % de l'air sec en volume, généralement arrondi à 21 %. Cette proportion est presque la même au sommet de l'Everest ; ce qui diminue avec l'altitude, c'est la pression totale : chaque inspiration contient donc moins d'oxygène.
Quel est le gaz le plus abondant de l'atmosphère ?
L'azote, N₂, à 78,084 % de l'air sec en volume. Il est assez peu réactif parce que la triple liaison qui unit ses deux atomes est très forte.
Quelle est la masse molaire de l'air ?
La masse molaire moyenne de l'air sec est d'environ 28,97 g/mol, obtenue en pondérant la masse molaire de chaque gaz par sa fraction molaire. Les gaz de masse molaire plus faible, comme l'hélium à 4,003 g/mol, s'élèvent dans l'air.
L'air est-il un composé ou un mélange ?
L'air est un mélange. Ses gaz ne sont pas liés chimiquement entre eux, sa composition varie, par exemple pour la vapeur d'eau, et on peut le séparer par des méthodes physiques comme la distillation fractionnée de l'air liquide.