องค์ประกอบของอากาศ: แก๊สในบรรยากาศโลกเป็นร้อยละ
อากาศแห้งที่ระดับน้ำทะเลเป็นสารผสมของแก๊ส ส่วนใหญ่คือไนโตรเจนและออกซิเจน แผนภูมิแสดงแก๊สแต่ละชนิดพร้อมสูตรและร้อยละโดยปริมาตร
| ชื่อ | Formula | % โดยปริมาตร |
|---|---|---|
| ไนโตรเจน | N₂ | 78.084 |
| ออกซิเจน | O₂ | 20.946 |
| อาร์กอน | Ar | 0.934 |
| คาร์บอนไดออกไซด์ | CO₂ | 0.042 |
| นีออน | Ne | 0.001818 |
| ฮีเลียม | He | 0.000524 |
| มีเทน | CH₄ | 0.00019 |
| คริปทอน | Kr | 0.000114 |
| ไฮโดรเจน | H₂ | 0.00005 |
อากาศแห้งที่ระดับน้ำทะเล ไอน้ำแปรผันตั้งแต่ประมาณ 0–4% คาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นประมาณ 2–3 ppm ต่อปี
แผนภูมิแสดงอะไร
ไนโตรเจน (N₂) เป็น 78.084% ของอากาศแห้ง และออกซิเจน (O₂) เป็น 20.946% รวมกันจึงเป็นประมาณ 99% อาร์กอน (Ar) ที่ 0.934% เป็นส่วนที่เหลือเกือบทั้งหมด คาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 0.042% หรือ 420 ส่วนในล้านส่วน (ppm) และนีออน ฮีเลียม มีเทน คริปทอน และไฮโดรเจนมีเพียงเล็กน้อย
วิธีอ่านร้อยละ
ค่าเป็นร้อยละโดยปริมาตร สำหรับแก๊ส ร้อยละโดยปริมาตรเท่ากับร้อยละโดยโมล เพราะแก๊สปริมาตรเท่ากันที่อุณหภูมิและความดันเดียวกันมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน ตัวเลขเป็นของอากาศแห้ง อากาศจริงยังมีไอน้ำตั้งแต่เกือบ 0% ถึงประมาณ 4% ซึ่งทำให้ร้อยละของแก๊สอื่นลดลงเล็กน้อย
เหตุใดองค์ประกอบจึงสำคัญ
ออกซิเจนช่วยการหายใจและการเผาไหม้ และไนโตรเจนทำให้เจือจางลง ไฟลุกไหม้รุนแรงกว่ามากในออกซิเจนบริสุทธิ์ อาร์กอนไม่ว่องไวต่อปฏิกิริยา จึงใช้ปกป้องโลหะขณะเชื่อม ที่พบมากเพราะโพแทสเซียม-40 ในหินค่อย ๆ สลายเป็นอาร์กอน-40
คาร์บอนไดออกไซด์และมีเทนเป็นเพียงส่วนเล็กน้อย แต่เป็นแก๊สเรือนกระจกที่กักเก็บความร้อน และคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นประมาณ 2 ถึง 3 ppm ต่อปี สาเหตุหลักมาจากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล อุตสาหกรรมแยกไนโตรเจน ออกซิเจน และอาร์กอนโดยทำให้อากาศเย็นจนกลายเป็นของเหลวแล้วกลั่น
ตัวอย่างวิธีทำ
กฎของดาลตันกล่าวว่าแก๊สแต่ละชนิดมีส่วนต่อความดันรวมตามสัดส่วนของมัน ที่ความดันระดับน้ำทะเล 101.325 kPa ความดันย่อยของออกซิเจนคือ 0.20946 × 101.325 kPa = 21.22 kPa ในทำนองเดียวกัน อากาศแห้งตัวอย่าง 10.0 L มีไนโตรเจนประมาณ 7.81 L ออกซิเจน 2.09 L และอาร์กอน 0.0934 L
คำถามที่พบบ่อย
อากาศมีออกซิเจนกี่เปอร์เซ็นต์
ออกซิเจนเป็น 20.946% ของอากาศแห้งโดยปริมาตร ซึ่งมักปัดเป็น 21% สัดส่วนนี้แทบไม่ต่างกันที่ยอดเขาเอเวอเรสต์ สิ่งที่ลดลงตามความสูงคือความดันรวม ลมหายใจแต่ละครั้งจึงมีออกซิเจนน้อยลง
แก๊สใดมีมากที่สุดในบรรยากาศ
ไนโตรเจน N₂ ที่ 78.084% ของอากาศแห้งโดยปริมาตร ค่อนข้างไม่ว่องไวต่อปฏิกิริยา เพราะพันธะสามที่เชื่อมสองอะตอมของมันแข็งแรงมาก
มวลโมลาร์ของอากาศคือเท่าใด
มวลโมลาร์เฉลี่ยของอากาศแห้งประมาณ 28.97 g/mol หาได้จากการถ่วงน้ำหนักมวลโมลาร์ของแต่ละแก๊สด้วยสัดส่วนโมลของมัน แก๊สที่มีมวลโมลาร์ต่ำกว่า เช่น ฮีเลียมที่ 4.003 g/mol จะลอยขึ้นในอากาศ
อากาศเป็นสารประกอบหรือสารผสม
อากาศเป็นสารผสม แก๊สในอากาศไม่ได้สร้างพันธะเคมีต่อกัน องค์ประกอบเปลี่ยนแปรได้ เช่น ปริมาณไอน้ำ และแยกได้ด้วยวิธีทางกายภาพ เช่น การกลั่นลำดับส่วนของอากาศเหลว