Das am häufigsten vorkommende Gas auf dem Planeten ist Stickstoff, der etwa vier Fünftel der Erdatmosphäre einnimmt. Dieses Element wurde bei den ersten Luftuntersuchungen isoliert und als spezifische Substanz erkannt.
Carl Wilhelm Scheele, ein schwedischer Chemiker, zeigte 1772, dass Luft ein Gemisch aus zwei Gasen ist, von denen eines "Feuerluft" (Sauerstoff) genannt wird, weil es die Verbrennung unterstützt, und das andere "schmutzige Luft" (Stickstoff), weil es war das, was übrig blieb, nachdem die "Feuerluft" erschöpft war.
Etwa zur gleichen Zeit wurde Stickstoff auch von einem schottischen Botaniker, Daniel Rutherford (der als erster seine Ergebnisse veröffentlichte), vom britischen Chemiker Henry Cavendish und vom britischen Geistlichen und Wissenschaftler Joseph Priestley, der zusammen mit Scheele erhielt, erkannt Anerkennung für die Entdeckung von Sauerstoff (Sanderson, 2017).
Welche Gase bilden die Atmosphäre des Planeten?
Die Atmosphäre besteht aus einem Gemisch mehrerer verschiedener Gase in unterschiedlichen Mengen. Die permanenten Gase, deren Prozentsätze sich nicht von Tag zu Tag ändern, sind: Stickstoff, Sauerstoff und Argon.
Stickstoff macht 78% der Atmosphäre aus, Sauerstoff 21% und Argon 0,9%. Gase wie Kohlendioxid, Lachgase, Methan und Ozon sind Abgase, die etwa ein Zehntel von einem Prozent der Atmosphäre ausmachen (NC Estate University, 2013).
Wir vermuten also, dass Stickstoff und Sauerstoff etwa 99% der Gase in der Atmosphäre ausmachen.
Die verbleibenden Gase wie Kohlendioxid, Wasserdampf und Edelgase wie Argon werden in viel geringeren Anteilen gefunden (BBC, 2014).
Wasserdampf ist der einzige, dessen Konzentration je nach Standort und Tageszeit zwischen 0 und 4% der Atmosphäre variiert.
In kalten und trockenen Trockengebieten macht Wasserdampf typischerweise weniger als 1% der Atmosphäre aus, während in feuchten tropischen Regionen Wasserdampf fast 4% der Atmosphäre ausmachen kann. Der Wasserdampfgehalt ist sehr wichtig für die Vorhersage des Wetters.
Treibhausgase, deren Prozentsätze täglich, saisonal und jährlich variieren, haben physikalische und chemische Eigenschaften, die sie mit Sonnenstrahlung und von der Erde freigesetztem Infrarotlicht (Wärme) interagieren lassen, um die Energiebilanz des Globus zu beeinflussen.
Dies ist der Grund, warum Wissenschaftler den beobachteten Anstieg von Treibhausgasen wie Kohlendioxid und Methan genau beobachten, da sie, obwohl sie von geringer Menge sind, die globale Energiebilanz und Temperatur durchgehend stark beeinflussen können. im Laufe der Zeit (NASA, SF).
Stickstoffgas
Stickstoff ist für das Leben auf der Erde essentiell, da er ein zusammengesetzter Bestandteil aller Proteine ist und in allen lebenden Systemen vorkommt.
Stickstoffverbindungen sind in organischen Materialien, Lebensmitteln, Düngemitteln, Sprengstoffen und Giften enthalten. Stickstoff ist lebenswichtig, kann aber im Übermaß auch umweltschädlich sein.
Benannt nach dem griechischen Wort Nitron, was "native Soda" bedeutet, und Gen, was "bilden" bedeutet, ist Stickstoff das fünfthäufigste Element im Universum.
Wie bereits erwähnt, macht Stickstoffgas laut dem Los Alamos National Laboratory, Kalifornien, USA, 78 Prozent der Luft der Erde aus. Andererseits besteht die Marsatmosphäre nur aus 2,6 Prozent Stickstoff .
Die Struktur des Stickstoffmoleküls hat eine Dreifachbindung. Dies macht es sehr schwierig zu zersetzen und verleiht ihm einen bestimmten Inertgascharakter.
Chemiker arbeiten häufig in stickstoffgesättigten Atmosphären, um Bedingungen mit geringer Reaktivität zu erhalten (Royal Society of Chemistry, 2017).
Stickstoffkreislauf
Stickstoff ist wie Wasser und Kohlenstoff eine erneuerbare natürliche Ressource, die durch den Stickstoffkreislauf ersetzt wird.
Der Stickstoffkreislauf, in dem Luftstickstoff in verschiedene organische Verbindungen umgewandelt wird, ist einer der wichtigsten natürlichen Prozesse zur Erhaltung lebender Organismen.
Während des Zyklus verarbeiten oder "binden" Bakterien im Boden Luftstickstoff in Ammoniak, das Pflanzen zum Wachsen benötigen.
Andere Bakterien wandeln Ammoniak in Aminosäuren und Proteine um. Also fressen die Tiere die Pflanzen und verbrauchen das Protein.
Stickstoffverbindungen kehren durch tierische Abfälle in den Boden zurück. Die Bakterien wandeln den restlichen Stickstoff in Stickstoffgas um, das in die Atmosphäre zurückkehrt.
Stickstoffkreislauf
Um das Wachstum der Pflanzen zu beschleunigen, verwenden die Menschen Stickstoff in Düngemitteln.
Der übermäßige Einsatz dieser Düngemittel in der Landwirtschaft hatte jedoch verheerende Folgen für die Umwelt und die menschliche Gesundheit, da er zur Kontamination von Grund- und Oberflächengewässern beigetragen hat.
Laut der United States Environmental Protection Agency (EPA) ist die Nährstoffverschmutzung durch überschüssigen Stickstoff und Phosphor in Luft und Wasser eines der am weitesten verbreiteten, kostspieligsten und herausforderndsten Umweltprobleme (Blaszczak-Boxe, 2014).
Stickstoffverbindungen sind ein Hauptbestandteil bei der Bildung von Ozon in Bodennähe. Stickstoffverbindungen in der Atmosphäre verursachen nicht nur Atemprobleme, sondern tragen auch zur Bildung von saurem Regen bei (Oblack, 2016).
Verweise
- (2014). Die Erdatmosphäre. Von bbc.co.uk wiederhergestellt.
- Blaszczak-Boxe, A. (2014, 22. Dezember). Fakten über Stickstoff. Von lifescience.com wiederhergestellt.
- (SF). Atmosphärische Zusammensetzung. Von science.nasa.gov wiederhergestellt.
- NC Estate University. (2013, 9. August). Zusammensetzung der Atmosphäre. Von ncsu.edu wiederhergestellt.
- Oblack, R. (2016, 3. Februar). Stickstoff - Gase in der Atmosphäre. Vonoughtco.com wiederhergestellt.
- Royal Society of Chemistry. (2017). Stickstoff. Von rsc.org wiederhergestellt.
- Sanderson, RT (2017, 12. Februar). Stickstoff (N). Von britannica.com wiederhergestellt.