Composição do ar: os gases da atmosfera terrestre em porcentagem
O ar seco ao nível do mar é uma mistura de gases, principalmente nitrogênio e oxigênio. A tabela mostra cada gás com sua fórmula e sua porcentagem em volume.
| Nome | Formula | % vol |
|---|---|---|
| Nitrogênio | N₂ | 78,084 |
| Oxigênio | O₂ | 20,946 |
| Argônio | Ar | 0,934 |
| Dióxido de carbono | CO₂ | 0,042 |
| Neônio | Ne | 0,001818 |
| Hélio | He | 0,000524 |
| Metano | CH₄ | 0,00019 |
| Criptônio | Kr | 0,000114 |
| Hidrogênio | H₂ | 0,00005 |
Ar seco ao nível do mar. O vapor de água varia de cerca de 0–4%. O dióxido de carbono aumenta cerca de 2–3 ppm por ano.
O que a tabela mostra
O nitrogênio (N₂) compõe 78,084% do ar seco e o oxigênio (O₂) 20,946%, então juntos respondem por cerca de 99%. O argônio (Ar), com 0,934%, é quase todo o restante. O dióxido de carbono é cerca de 0,042%, ou 420 partes por milhão (ppm), e o neônio, o hélio, o metano, o criptônio e o hidrogênio estão presentes apenas em traços.
Como ler as porcentagens
Os valores são porcentagens em volume. Para gases, a porcentagem em volume é igual à porcentagem em mols, porque volumes iguais de gases à mesma temperatura e pressão contêm números iguais de moléculas. Os números são para ar seco; o ar real também contém de quase 0% a cerca de 4% de vapor de água, o que reduz um pouco as outras porcentagens.
Por que a composição importa
O oxigênio sustenta a respiração e a combustão, e o nitrogênio o dilui; um fogo queima com muito mais intensidade em oxigênio puro. O argônio não reage, então protege os metais durante a soldagem. Ele é abundante porque o potássio-40 das rochas decai lentamente em argônio-40.
O dióxido de carbono e o metano são apenas pequenas frações, mas são gases de efeito estufa que retêm calor, e o dióxido de carbono aumenta cerca de 2 a 3 ppm por ano, principalmente pela queima de combustíveis fósseis. A indústria separa nitrogênio, oxigênio e argônio resfriando o ar até liquefazer e depois destilando-o.
Exemplo resolvido
A lei de Dalton diz que cada gás contribui para a pressão total na proporção de sua parcela. A uma pressão ao nível do mar de 101,325 kPa, a pressão parcial do oxigênio é 0,20946 × 101,325 kPa = 21,22 kPa. Do mesmo modo, uma amostra de 10,0 L de ar seco contém cerca de 7,81 L de nitrogênio, 2,09 L de oxigênio e 0,0934 L de argônio.
Perguntas frequentes
Qual porcentagem do ar é oxigênio?
O oxigênio compõe 20,946% do ar seco em volume, geralmente arredondado para 21%. A proporção é quase a mesma no topo do Monte Everest; o que diminui com a altitude é a pressão total, então cada respiração contém menos oxigênio.
Qual é o gás mais abundante na atmosfera?
O nitrogênio, N₂, com 78,084% do ar seco em volume. Ele é pouco reativo porque a ligação tripla que une seus dois átomos é muito forte.
Qual é a massa molar do ar?
A massa molar média do ar seco é cerca de 28,97 g/mol, obtida ponderando a massa molar de cada gás pela sua fração molar. Gases com massa molar menor, como o hélio com 4,003 g/mol, sobem no ar.
O ar é um composto ou uma mistura?
O ar é uma mistura. Seus gases não estão ligados quimicamente entre si, sua composição varia, por exemplo no vapor de água, e ele pode ser separado por métodos físicos, como a destilação fracionada do ar líquido.