空气中的成份是什么性质,人类一直就生活在空气里,但人们对空气的成分和性质的认识还不过是近一二百年来的事情。
最初人们曾错误地认为空气是一种简单物质,后来才知道它并不是一种单纯的气体,而是氧气和氮气两种气体的混和物。
到了19世纪末,经过仔细研究,发现空气里除了氧气和氮气以外,还含有少量氨气、氖气、氩气、气和氙气,它们几乎完全不能和其他物质发生化学反应,所以总称它们为情性气体.惰性气体都是单质,而且它们的每个分子都只含有个原子,因此是单原子分子(参看1·9).
此外,空气里还含有少量的二氧化碳、水蒸气,以及或多或少的灰尘和别的杂质。
根据实验测定,空气里所含各种气体的百分比,按体积计算是:氧气约约21%,氮气约78%,惰性气体约0.94%,二氧化碳约0.03%,其他气体和杂质约0.03%,这就是说,在100体积的空气里,大约含有氧气21体积,氮气78体积,……,等。
在不同的地区,空气里各种气体的百分比也会稍有不同例如在人烟密的工厂区,由于那里燃料烧得多①,空气里的二氧化碳可能就会多些在森林区,由于那里绿色植物的光合作用②,空气里的二氧化碳可能就会少些.但空气是能够动的,因此,从整个地球上大气的成分来看,空空气里各种气体的百分比几乎是不变的。
空气是无色、无味、无嗅(没有气味)的气体,在0℃和1大气压下,每升空气重1.293克.用增加压强和降低温度的办法,能使空气变成液态,称做“液态空气”。
空气能够供给动植物呼吸,能够支持物质的燃烧,这是由于空气里存在着氧气的缘故。
空气里的氮气是一种性质比较稳定的气体②,它在空气里起着“冲淡”氧气的作用.例如物质在纯粹氧气里的燃烧要比在空气里剧烈得多(见2·2),这就是因为空气里的氧气已被氮气“冲淡”的缘故。
空气里氮气的这种“冲谈”作用,对动物的生命来说,有着十分重大的意义.纯净氧气对动物机体的作用十分剧烈,会严重伤害机体的组织,它是不适宜于动物呼吸的许多金属在空气里会生锈.例如,在潮湿的空气里铁容易变成棕黄色的铁锈,铜器表面上容易生成一层铜绿,这是由于空气里的氧气、水蒸气、二氧化碳等气体的共同作用面发生的复杂的化学反应的结果。
组成空气的各种气体,在空气里都各自独立地存在着.空气的性质,实际上就是这些气体性质的总和.因此,空气是这些气体的混和物。
①绝大部分燃料(象,煤气、石油等)燃烧时都有二氧化放出
②绿色植物发生合作用时要吸收二氧化酸并故出氧气
①关于氮气的性质,格在化学第二册五拿里讲讨论。
空气的用途,空气是人们生活不可缺少的东西,如果没有空气,人的生命连几分钟都不能维持。
空气能够支持物质的燃烧,在生产和生活中,各种燃料的燃烧大都是在空气里进行的。
从液态空气可以制得氧气和氮气(见§2·5).氧气在很多方面有着重要的用途(见§2·4);氮气是制造氮肥、硝酸等的重要原料。
空气里所含的少量惰性气体也有很多实际用途.例如氮气很轻①,可以充装气球(氢气虽然更轻,但有燃烧爆炸的危险,不如氮气安全).氩气和氮气混和后,可以充装在电灯泡里,使灯泡经久耐用.在氖气里放电可以产生红色的光,在氩气里放电可以产生淡蓝色的光,利用氖气、氩气等的这种性质可以用来制造霓虹灯。