研究空气组成的原理和方法论文

!!!!!!!!空气的成分一般说来是比较固定的，这对于人类和其他动植物的生存是非常重要的。然而，特殊情况下，空气的成分也会发生变化。这些变化有人为的，也有天然的。人为的变化。自近代以来，随着现代化工业的发展和燃料用量的激增，从世界范围看，排放到空气中的有害气体和烟尘改变了空气的成分，并使空气受到污染。排放到空气中的气体污染物较多的是二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等，这些气体主要来自矿物燃料（煤和石油）的燃烧和工厂排放的废气。我国是世界上燃煤最多的国家，空气污染以烟尘和燃煤污染为主。在煤燃烧过程中会产生大量烟尘和二氧化硫，造成空气污染。另外，工厂废气及汽车尾气也是污染空气的一个重要原因。这种空气成分的改变对人类造成很大的危害。由于大气中存在二氧化硫和氮氧化合物，这些物质在对流层中经过一连串的大气光化学反应，可生成硫酸和硝酸蒸气，而气态的硫酸和硝酸极易溶于云雨滴中，再经降水过程形成雨滴落下，造成酸性降雨，这就是危害极大的酸雨。被污染的空气进入人体，可导致呼吸、循环、神经等系统疾病，严重地损害人体健康。空气的污染及酸雨对农、林、渔、牧业生产所造成的损失更为严重。还有一种变化是天然的。它是地下矿藏中挥发性物质在天然条件下逸散到大气中造成的。例如，汞是许多有色金属和贵金属矿（如铜、铅、锌、金、银、钼等）的重要伴生元素，因此汞矿床或与它有关的矿床的上空都可能有汞蒸气存在。由于它在空气中扩散的范围广，比直接找矿更容易发现，根据空气中汞成分含量的分布情况能迅速找到矿床所在地。在美国内华达州北部就曾用这种方法发现一处埋藏在地下"#米的金矿带。事实上，在天然条件下，不仅汞会挥发逸散到大气中去，另外一些元素，如氟、氯、溴、碘、硫、氦、氢等也会在大气中造成强弱不等的分布变化。曾经查明，在许多金属矿床，如斑岩铜矿、黄铁矿，甚至某些煤矿的上空，二氧化硫的含量要比正常情况下高出二至六倍。我国目前在防止空气污染方面所采取的主要措施有：$）减少或防止大气污染物的排放；（%）大力开展植树造林活动，通常$公顷阔叶林可以吸收$吨二氧化碳，并放出#&’"吨氧气；（"）对空气污染源进行治理，废气经过处理才能排放到空气中。另外，对于天然原因引起的空气成分变化，可通过研究空气成分变化的情况，探察地下矿藏。总之，空气成分的变化不容忽视。

空气的成分 空气的成分之一 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。 空气的成分之二 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。 防止空气污染，保护环境，是关系到保护人民健康，关系到多快好省地发展社会主义工农业生产的大事。我们一定要在实现四个现代化的同时，解决好环境保护的问题。

空气的组成以氮气和氧气为主. 原始大气是以二氧化炭,一氧化炭,甲烷为主. 氮气78%,氧气21%,稀有气体,二氧化炭,其它气体和杂质占 氮气:在国民经济和日常生活中，氮气有广泛的用途。首先，利用它“性格孤独”的特点，我们将它充灌在电灯泡里，可防止钨丝的氧化和减慢钨丝的挥发速度，延长灯泡的使用寿命。还可用它来代替惰性气体作焊接金属时的保护气。 氧气:1.冶金工业 在炼钢过程中吹以高纯度氧气，氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反应，这不但降低了钢的含碳量，还有利于清除磷、硫、硅等杂质。而且氧化过程中产生的热量足以维持炼钢过程所需的温度，因此，吹氧不但缩短了冶炼时间，同时提高了钢的质量。高炉炼铁时，提高鼓风中的氧浓度可以降焦比，提高产量。在有色金属冶炼中，采用富氧也可以缩短冶炼时间提高产量。 2.化学工业 在生产合成氨时，氧气主要用于原料气的氧化，例如，重油的高温裂化，以及煤粉的气化等，以强化工艺过程，提高化肥产量。 3.国防工业 液氧是现代火箭最好的助燃剂，在超音速飞机中也需要液氧作氧化剂，可燃物质浸渍液氧后具有强烈的爆炸性，可制作液氧炸药。 4,医疗保健方面:供给呼吸：用于缺氧、低氧或无 氧环境，例如：潜水作业、登山运动、高空飞行、宇宙航行、医疗抢救等时。 此外氧气在金属切割及焊接等方面也有着广泛的用途。