空气的特征

常温下的空气是无色无味的气体，液态空气则是一种易流动的浅黄色液体，具有流动性

空气 在远古时代，空气曾被人们认为是简单的物质，在1669年梅猷曾根据蜡烛燃烧的实验，推断空气的组成是复杂的。德国史达尔约在1700年提出了一个普遍的化学理论，就是“燃素学说”。他认为有一种看不见的所谓的燃素，存在于可燃物质内。例如蜡烛燃烧，燃烧时燃素逸去，蜡烛缩小下塌而化为灰烬，他认为，燃烧失去燃素现象，即：蜡烛-燃素=灰烬。然而燃素学说终究不能解释自然界变化中的一些现象，它存在着严重的矛盾。第一是没有人见过“燃素”的存在；第二金属燃烧后质量增加，那么“燃素”就必然有负的质量，这是不可思议的。1774年法国的化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说，才否定燃素学说。拉瓦锡在进行铅、汞等金属的燃烧实验过程中，发现有一部分金属变为有色的粉末，空气在钟罩内体积减小了原体积的1/5，剩余的空气不能支持燃烧，动物在其中会窒息。他把剩下的4/5气体叫做氮气（原文意思是不支持生命），在他证明了普利斯特里和舍勒从氧化汞分解制备出来的气体是氧气以后，空气的组成才确定为氮和氧. 空气的成分以氮气、氧气为主，是长期以来自然界里各种变化所造成的。在原始的绿色植物出现以前，原始大气是以一氧化碳、二氧化碳、甲烷和氨为主的。在绿色植物出现以后，植物在光合作用中放出的游离氧，使原始大气里的一氧化碳氧化成为二氧化碳，甲烷氧化成为水蒸气和二氧化碳，氨氧化成为水蒸气和氮气。以后，由于植物的光合作用持续地进行，空气里的二氧化碳在植物发生光合作用的过程中被吸收了大部分，并使空气里的氧气越来越多，终于形成了以氮气和氧气为主的现代空气。 空气是混合物，它的成分是很复杂的。空气的恒定成分是氮气、氧气以及稀有气体，这些成分所以几乎不变，主要是自然界各种变化相互补偿的结果。空气的可变成分是二氧化碳和水蒸气。空气的不定成分完全因地区而异。例如，在工厂区附近的空气里就会因生产项目的不同，而分别含有氨气、酸蒸气等。另外，空气里还含有极微量的氢、臭氧、氮的氧化物、甲烷等气体。灰尘是空气里或多或少的悬浮杂质。总的来说，空气的成分一般是比较固定的。 由于地球有强大的吸引力，使百分之八十的空气集中在离地面平均为十五公里的范围里。这一空气层对人类生活、生产活动影响很大。人们通常所说的大气污染指的是这一范围内的空气污染。工业的发展，向空气排放了有害物质，污染了空气，使空气里增加了有害成分。当空气里的有害物质达到一定浓度后，就会严重地损害人类的健康和农作物的生长，破坏了某些物质，又会使人的能见度降低，影响交通安全等等。因此，必须大力防止空气的污染。 排放到空气里的有害物质，可以分为以下几类：粉尘类（如炭粒等），金属尘类（如铁、铝等），湿雾类（如油雾、酸雾等），有害气体类（如一氧化碳、硫化氢、氮的氧化物等）。从世界范围来看，排放量较多、危害较大的有害气体是二氧化硫和一氧化碳。二氧化硫是煤、石油在燃烧中产生的。一氧化碳主要是汽车开动时排出的。从全球估计，一氧化碳的排出量超过二氧化硫的排出量。

空气是多种气体的混合物。它的恒定组成部分为氧、氮和氩、氖、氦、氪、氙等稀有气体，可变组成部分为二氧化碳和水蒸气，它们在空气中的含量随地球上的位置和温度不同在很小限度的范围内会微有变动。至于空气中的不定组成部分，则随不同地区变化而有不同，例如，靠近冶金工厂的地方会含有二氧化硫，靠近氯碱工厂的地方会含有氯等等。此外空气中还有微量的氢、臭氧、氧化二氮、甲烷以及或多或少的尘埃。 实验证明，空气中恒定组成部分的含量百分比，在离地面100km高度以内几乎是不变的。以体积含量计,氧约占20.95%,氮约占78.09%,氩约占0.932%, 空气中主要成分氮和氧相对恒定的原因是自然界各种变化相互补偿的结果。 动植物的呼吸、物质的燃烧、动植物的腐烂、钢铁的锈蚀都需要耗用大量的氧气，但是绿色植物在日光下也要进行光合作用，即吸入空气中的二氧化碳，同时放出氧气。实验证明植物放出氧气的总量比它呼吸时需要氧的量多20倍左右。这就是氧气量保持相对平衡的原因。 植物生长需要氮元素。氮元素的来源就是空气中的氮气。天然固氮主要是靠闪电将氮气氧化成一氧化氮，一氧化氮进一步氧化成二氧化氮，在雨水中溶解形成亚硝酸和硝酸。进入土壤中转变为亚硝酸盐和硝酸盐。据估计，通过这种途径，每年可以从大气中固定约4000万吨的氮，还有少量氮是通过豆科植物的根瘤菌固定的；人工固氮的主要途径是用氮气合成氨。而被固定的氮，又可以被一类叫反硝化细菌的微生物分解成氮气返回大气。就这样，在自然界又完成了另一个循环——氮循环，使得大气中氮的含量也几乎保持恒定。