空気の組成:地球の大気中の気体の割合(%)

表でわかること

窒素(N₂)は乾燥空気の78.084%、酸素(O₂)は20.946%を占め、合わせて約99%になります。アルゴン(Ar)の0.934%が残りのほぼすべてです。二酸化炭素は約0.042%、つまり百万分の420(420 ppm)で、ネオン、ヘリウム、メタン、クリプトン、水素はごく微量しかありません。

パーセントの読み方

値は体積パーセントです。気体では、同じ温度と圧力で同じ体積の気体には同じ数の分子が含まれるため、体積パーセントはモルパーセントに等しくなります。数値は乾燥空気のものです。実際の空気には、ほぼ0%から約4%の水蒸気も含まれ、他のパーセントをわずかに下げます。

組成が重要な理由

酸素は呼吸や燃焼を支え、窒素はそれを薄めています。純粋な酸素の中では、火ははるかに激しく燃えます。アルゴンは反応しにくいので、溶接中に金属を守ります。岩石中のカリウム40がゆっくりアルゴン40に崩壊するため、アルゴンは多く存在します。

二酸化炭素とメタンはごくわずかですが、熱を閉じ込める温室効果ガスで、二酸化炭素は主に化石燃料の燃焼により、年に約2〜3 ppmずつ増えています。産業では、空気を冷やして液化し、蒸留することで、窒素、酸素、アルゴンを分離します。

例題

ドルトンの法則では、各気体は、その割合に比例して全圧に寄与します。海面の圧力101.325 kPaでの酸素の分圧は、0.20946 × 101.325 kPa = 21.22 kPaです。同様に、乾燥空気10.0 Lの試料には、窒素が約7.81 L、酸素が2.09 L、アルゴンが0.0934 L含まれます。