Nejhojnější plynu na planetě je atom dusíku, který zabírá asi čtyři pětiny zemské atmosféry. Tento prvek byl izolován a rozpoznán jako specifická látka během prvních zkoušek na vzduchu.
Carl Wilhelm Scheele, švédský chemik, ukázal v roce 1772, že vzduch je směsí dvou plynů, z nichž jeden nazýval „požární vzduch“ (kyslík), protože podporoval spalování a druhý „špinavý vzduch“ (dusík), protože to bylo to, co zbylo po vyčerpání „ohnivého vzduchu“.
Zhruba ve stejnou dobu byl dusík uznán také skotským botanikem Danielem Rutherfordem (který jako první publikoval svá zjištění), britským chemikem Henrym Cavendishem a britským duchovním a vědcem Josephem Priestleym, kteří společně se Scheele získali uznání za objev kyslíku (Sanderson, 2017).
Jaké plyny vytvářejí atmosféru planety?
Atmosféra je tvořena směsí několika různých plynů v různých množstvích. Trvalé plyny, jejichž procenta se ze dne na den nemění, jsou; dusík, kyslík a argon.
Dusík představuje 78% atmosféry, kyslík 21% a argon 0,9%. Plyny, jako je oxid uhličitý, oxidy dusíku, metan a ozon, jsou odpadní plyny, které tvoří asi jednu desetinu jednoho procenta atmosféry (NC Estate University, 2013).
Hádáme tedy, že dusík a kyslík tvoří asi 99% plynů v atmosféře.
Zbývající plyny, jako je oxid uhličitý, vodní pára a vzácné plyny, jako je argon, se nacházejí v mnohem menších poměrech (BBC, 2014).
Vodní pára je jediná, jejíž koncentrace se pohybuje od 0 do 4% atmosféry v závislosti na tom, kde je a denní dobu.
V chladných a suchých vyprahlých oblastech představuje vodní pára obvykle méně než 1% atmosféry, zatímco ve vlhkých tropických oblastech může vodní pára představovat téměř 4% atmosféry. Obsah vodních par je při předpovídání počasí velmi důležitý.
Skleníkové plyny, jejichž procenta se mění každý den, sezónně a ročně, mají fyzikální a chemické vlastnosti, díky nimž interagují se slunečním zářením a infračerveným světlem (teplom) uvolňovaným ze Země, což ovlivňuje energetickou rovnováhu zeměkoule.
To je důvod, proč vědci pozorně sledují pozorovaný nárůst skleníkových plynů, jako je oxid uhličitý a metan, protože ačkoli jsou malého množství, mohou výrazně ovlivnit globální energetickou rovnováhu a teplotu v celém rozsahu. v průběhu času (NASA, SF).
Plynný dusík
Dusík je nezbytný pro život na Zemi, protože je složkou všech proteinů a lze jej nalézt ve všech živých systémech.
Dusíkaté sloučeniny jsou přítomny v organických materiálech, potravinách, hnojivech, výbušninách a jedech. Dusík je životně důležitý, ale navíc může být také škodlivý pro životní prostředí.
Pojmenován po řeckém slově nitron, což znamená „nativní soda“, a gen, což znamená „tvořit“, je dusík pátým nejhojnějším prvkem ve vesmíru.
Jak bylo uvedeno, dusík tvoří 78 procent zemského vzduchu, podle Los Alamos National Laboratory, Kalifornie, USA. Na druhé straně je atmosféra Marsu pouze 2,6 procenta dusíku..
Struktura molekuly dusíku má trojnou vazbu. To velmi ztěžuje rozklad a dává mu určitý charakter inertního plynu.
Pro chemiky je běžné pracovat v atmosféře nasycené dusíkem, aby se dosáhlo podmínek nízké reaktivity (Royal Society of Chemistry, 2017).
Cyklus dusíku
Dusík, jako voda a uhlík, je obnovitelný přírodní zdroj, který je nahrazen dusíkovým cyklem.
Cyklus dusíku, ve kterém se atmosférický dusík přeměňuje na různé organické sloučeniny, je jedním z nejdůležitějších přírodních procesů pro udržení živých organismů.
Během cyklu bakterie v půdním procesu nebo „fixují“ atmosférický dusík na amoniak, který rostliny musí růst.
Jiné bakterie přeměňují amoniak na aminokyseliny a proteiny. Takže zvířata jedí rostliny a konzumují protein.
Dusíkaté sloučeniny se vracejí do půdy prostřednictvím zvířecího odpadu. Bakterie přeměňují zbytkový dusík na plynný dusík, který se vrací do atmosféry.
Cyklus dusíku
Ve snaze urychlit růst plodin lidé používají dusík v hnojivech.
Nadměrné používání těchto hnojiv v zemědělství však mělo devastující důsledky pro životní prostředí a lidské zdraví, protože přispělo ke kontaminaci podzemních a povrchových vod.
Podle Agentury pro ochranu životního prostředí Spojených států (EPA) je znečištění živinami způsobené přebytkem dusíku a fosforu ve vzduchu a vodě jedním z nejrozšířenějších, nákladných a nejnáročnějších environmentálních problémů (Blaszczak-Boxe, 2014).
Dusíkaté sloučeniny jsou primární složkou tvorby ozonu na úrovni terénu. Kromě toho, že způsobují respirační problémy, přispívají sloučeniny dusíku v atmosféře k tvorbě kyselého deště (Oblack, 2016).
Reference
- (2014). Atmosféra Země. Obnoveno z bbc.co.uk.
- Blaszczak-Boxe, A. (2014, 22. prosince). Fakta o dusíku. Obnoveno z livescience.com.
- (SF). Atmosférické složení. Obnoveno z science.nasa.gov.
- NC Estate University. (2013, 9. srpna). Složení atmosféry. Obnoveno z ncsu.edu.
- Oblack, R. (2016, 3. února). Dusík - plyny v atmosféře. Obnoveno z webu thinkco.com.
- Královská společnost chemie. (2017). Dusík. Obnoveno z rsc.org.
- Sanderson, RT (2017, 12. února). Dusík (N). Obnoveno z britannica.com.