Vzduch a jeho zloženie Nezačaté

0. Kľúčové fakty

1. Vzduch — Vzduch je zmes plynov, ktorá obklopuje Zem a tvorí ovzdušie (atmosféru). Nie je to čistá látka, ale homogénna zmes (roztok plynov), ktorá nemá vlastnú farbu, vôňu ani chuť. Je nevyhnutný pre dýchanie živých organizmov a pre horenie.

2. Dusík (N₂) — približne 78 % — Dusík je najväčšou zložkou vzduchu a tvorí takmer štyri pätiny jeho objemu. Je to plyn bez farby a zápachu, ktorý je málo reaktívny, preto „riedi" kyslík a bráni príliš prudkému horeniu. Dusík je zároveň dôležitý pre rast rastlín, lebo je súčasťou bielkovín.

3. Kyslík (O₂) — približne 21 % — Kyslík tvorí asi pätinu objemu vzduchu a je najdôležitejšou zložkou pre život. Bez neho by nemohlo prebiehať dýchanie živočíchov a ľudí ani horenie. Práve preto je vzduch s vyšším podielom kyslíka životne dôležitý.

4. Vzácne (vznešené) plyny a oxid uhličitý — približne 1 % — Zvyšný približne 1 % objemu vzduchu tvoria argón, neón, hélium a ďalšie vzácne plyny spolu s oxidom uhličitým (CO₂, asi 0,04 %). Hoci je ich málo, oxid uhličitý je nevyhnutný pre fotosyntézu rastlín. Vzácne plyny sú veľmi málo reaktívne a využívajú sa napríklad v žiarovkách a reklamných trubiciach.

5. Význam kyslíka pre dýchanie — Pri dýchaní organizmy prijímajú kyslík a vydychujú oxid uhličitý. Kyslík v bunkách umožňuje uvoľňovať energiu z potravy, ktorú telo potrebuje na život a pohyb. Človek bez kyslíka neprežije viac ako niekoľko minút, čo dokazuje jeho nenahraditeľnosť.

6. Kyslík a horenie — Horenie je rýchla chemická reakcia látky s kyslíkom, pri ktorej vzniká teplo a svetlo. Bez kyslíka oheň zhasne — preto sa požiar dá uhasiť odrezaním prístupu vzduchu (napríklad prikrytím alebo peniacim hasiacim prístrojom). Táto vlastnosť robí kyslík dôležitým aj v priemysle a v bežnom živote.

7. Fotosyntéza a kolobeh kyslíka — Zelené rastliny pri fotosyntéze prijímajú oxid uhličitý a vodu a za prítomnosti slnečného svetla vyrábajú cukry a kyslík. Tým rastliny dopĺňajú kyslík, ktorý živočíchy spotrebúvajú dýchaním. Vďaka tomuto kolobehu zostáva zloženie vzduchu na Zemi pomerne stále.

8. Vodná para vo vzduchu — Okrem stálych plynov obsahuje vzduch aj premenlivé množstvo vodnej pary. Jej množstvo sa mení podľa počasia, teploty a miesta a súvisí s vlhkosťou vzduchu, tvorbou oblakov, dažďa a hmly. Vodná para je dôležitou súčasťou kolobehu vody v prírode.

9. Znečisťovanie ovzdušia — Znečistenie vzniká, keď sa do vzduchu dostávajú škodlivé látky, najmä z dopravy, tovární, elektrární a kúrenia tuhými palivami. Medzi hlavné znečisťujúce látky patria oxid siričitý (SO₂), oxidy dusíka, oxid uhoľnatý (CO) a prachové častice (smog). Tieto látky poškodzujú zdravie ľudí, najmä dýchacie cesty, a škodia aj rastlinám a budovám.

10. Kyslé dažde — Oxid siričitý a oxidy dusíka sa vo vzduchu spájajú s vodnou parou a vytvárajú kyseliny, ktoré padajú na zem ako kyslé dažde. Kyslé dažde poškodzujú lesy, okysľujú jazerá a pôdu a rozrušujú stavby a sochy. Sú názorným príkladom toho, ako znečistenie ovzdušia ovplyvňuje celú prírodu.

11. Ozónová vrstva — Vo vyšších vrstvách atmosféry sa nachádza ozón (O₃), ktorý tvorí ozónovú vrstvu chrániacu Zem pred škodlivým ultrafialovým žiarením Slnka. Niektoré chemické látky (napríklad freóny) túto vrstvu poškodzujú a vytvárajú „ozónové diery". Ochrana ozónovej vrstvy je preto dôležitá pre zdravie ľudí aj celej prírody.

12. Ochrana ovzdušia — Čistotu vzduchu môžeme chrániť obmedzovaním spaľovania palív, používaním verejnej dopravy a bicyklov, filtrami v továrňach a výsadbou stromov. Stromy a rastliny pohlcujú oxid uhličitý a uvoľňujú kyslík, preto sú prirodzenými „čističkami" vzduchu. Každý človek tak môže svojím správaním prispieť k zdravšiemu ovzdušiu.

1. Poučka

Vzduch je zmes plynov, ktorá obklopuje Zem (tvorí ovzdušie – atmosféru). Najviac obsahuje dusík (asi 78 %) a kyslík (asi 21 %). Zvyšok (asi 1 %) tvoria argón, oxid uhličitý, vodná para a vzácne plyny. Kyslík je nevyhnutný pre dýchanie a horenie. Vnášaním škodlivín do ovzdušia vzniká znečistenie ovzdušia.

2. Vysvetlenie

• Vzduch nie je jedna látka, ale zmes – plyny v ňom sa dajú od seba oddeliť (napr. skvapalnením).
• Dusík (N₂) je hlavná zložka. Je málo reaktívny, takže „riedi" kyslík a horenie nie je príliš prudké.
• Kyslík (O₂) je druhá najväčšia zložka. Bez neho by sme nedýchali a nehorel by oheň.
• Oxid uhličitý (CO₂) je len malá časť (asi 0,04 %), ale je dôležitý – rastliny ho potrebujú na fotosyntézu.
• Vo vzduchu je aj vodná para (jej množstvo sa mení – vlhkosť) a vzácne plyny (argón, hélium, neón).
• Keď do vzduchu vypúšťame výfukové plyny, dym a prach, jeho zloženie sa pokazí – vzniká znečistené ovzdušie.

3. Príklady a prečo je to dôležité

Príklad 1 — koľko kyslíka je v triede: Trieda má objem 200 m³ vzduchu. Koľko m³ dusíka a koľko m³ kyslíka v nej je?
Vzduch obsahuje približne 78 % dusíka a 21 % kyslíka.
dusík: 0,78 · 200 = 156 m³
kyslík: 0,21 · 200 = 42 m³
Výsledok → 156 m³ dusíka a 42 m³ kyslíka

Príklad 2 — sviečka pod pohárom: Horiacu sviečku prikryjeme pohárom. Čo sa stane a prečo?
Na horenie je potrebný kyslík zo vzduchu.
Pod pohárom je len malé množstvo vzduchu a nový sa nedostane dnu.
Keď plameň kyslík spotrebuje, horenie sa zastaví.
Výsledok → sviečka po chvíli zhasne, lebo sa minie kyslík

Príklad 3 — vdychovaný a vydychovaný vzduch: Vdychovaný vzduch má asi 21 % kyslíka, vydychovaný asi 16 % kyslíka a 4 % oxidu uhličitého. Čo z toho vyplýva?
Kyslíka vo vydýchnutom vzduchu ubudlo: 21 % − 16 % = 5 %.
Oxidu uhličitého pribudlo (vo vdychovanom je ho len asi 0,04 %).
Telo kyslík spotrebuje v bunkách na získanie energie a oxid uhličitý vydýchne.
Výsledok → telo kyslík spotrebúva a oxid uhličitý vytvára

Príklad 4 — rastliny a vzduch: Prečo lesy nazývame „pľúca planéty"?
Rastliny pri fotosyntéze prijímajú oxid uhličitý a vodu.
Za pomoci svetla vyrábajú cukry a kyslík uvoľňujú do vzduchu.
Výsledok → rastliny odoberajú zo vzduchu oxid uhličitý a dopĺňajú kyslík

Príklad 5 — smog v meste (prax): V zime je nad mestom v doline hustý smog. Čo ho spôsobuje a čo pomôže?
Znečisťujúce látky (dym, prach, oxidy síry a dusíka) pochádzajú najmä z kúrenia tuhými palivami, z dopravy a z tovární.
V doline za bezvetria zostávajú tieto látky pri zemi.
Pomôže menej spaľovania: kúrenie plynom alebo teplom z tepelného čerpadla, verejná doprava, bicykel.
Výsledok → príčiny: komíny a autá; opatrenie: obmedziť spaľovanie palív

Príklad 6 — vysoko v horách (prax): Prečo sa horolezcom vo výške 5 000 m ťažko dýcha, hoci vzduch tam má stále asi 21 % kyslíka?
Vo výške je vzduch riedší, v rovnakom objeme je menej častíc plynu.
Pri jednom nádychu tak do pľúc dostaneme menej kyslíka, hoci percento je rovnaké.
Výsledok → v každom nádychu je menej kyslíka

Prečo je to dôležité: vzduch potrebujeme každú sekundu života. Keď poznáme jeho zloženie a chápeme, čo ho znečisťuje, vieme chrániť svoje zdravie aj prírodu (menej áut, viac stromov, čistejšie zdroje energie).

Precvič si

1. Ktorého plynu je vo vzduchu najviac?
2. Koľko percent kyslíka približne obsahuje vzduch?
3. Izba má objem 50 m³. Koľko m³ kyslíka v nej je?
4. Prečo pri požiari v byte nemáme otvárať okná dokorán?
5. Oxid uhličitý tvorí asi 0,04 % vzduchu. Koľko litrov oxidu uhličitého je v 10 000 litroch vzduchu?
6. V zatvorenej triede s 25 žiakmi sa po hodine ťažko sústreďuje. Vysvetli prečo a navrhni riešenie.