A composição média do ar é 78% de gás nitrogênio, 21% de gás oxigênio e 1% de outros gases, principalmente o argônio, o dióxido de carbono e vapor de água.
O ar, também conhecido por atmosfera, é uma parte extremamente importante do meio ambiente, tanto do ponto de vista biológico quanto do químico, sendo responsável em grande parte pela manutenção da vida na Terra. A composição da atmosfera depende não só das condições iniciais de sua formação, mas também dos processos físicos e químicos contínuos, que permanecem se desenvolvendo e que podem acrescentar ou retirar gases dela.
Mas, basicamente, a composição atual do nosso ar é de 78% do volume em massa de gás nitrogênio (N2), 21% de gás oxigênio e 1% de outros gases, principalmente o gás nobre argônio (Ar), que está presente em uma porcentagem de quase 1%, e o dióxido de carbono (CO2), com cerca de 0,035%. Além disso, um componente variável muito importante da atmosfera é o vapor de água. Existem também vários gases poluentes, sobre os quais falaremos mais adiante.
Composição média do ar
* Nitrogênio:Muitas pessoas pensam que o oxigênio é o principal componente da atmosfera; mas, na realidade, o nitrogênio, na forma de sua molécula diatômica (N2 → N ≡ N), está presente em uma proporção bem maior do que qualquer outro gás.
Ele é importante porque constitui as proteínas e o DNA dos seres vivos, sendo obtido da atmosfera. Mas, para tal, é preciso que ele passe por um processo chamado de fixação de nitrogênio, pois as plantas e os animais não conseguem utilizá-lo diretamente. Essa fixação é qualquer processo que transforme o N2 da atmosfera em outros compostos do nitrogênio.
Na termosfera (altitude maior que 90 km), o N2 pode ser fotolizado ou ionizado, mas é extremamente estável nas outras partes da atmosfera.
* Oxigênio: É o segundo maior componente do ar, mas é o mais importante para a manutenção da vida, pois está presente no processo de respiração dos humanos e animais. Além disso, ele é necessário para as muitas reações de combustão que produzem energia, propicia o preparo de alimentos, permite o funcionamento de indústrias onde são produzidos fármacos e muitos produtos necessários para nossas vidas, contribui para o aquecimento e iluminação e assim por diante.
Para o oxigênio atingir a composição de 21% de volume em massa do ar foi necessário 1,5 bilhão de anos, tendo em vista que praticamente todo oxigênio do ar é resultado da fotossíntese das plantas.
O oxigênio passa também por reações importantes na atmosfera, sendo que a principal é a que forma a camada de ozônio na estratosfera. A radiação UV do Sol causa a decomposição do gás oxigênio, formando oxigênio livre que reage, em uma segunda etapa, com o gás oxigênio:
1ª etapa: O2(g) → 2 O(g)
2ª etapa: O(g) + O2(g) → 1 O3(g)
Formam-se, então, um equilíbrio químico na camada de ozônio:
2 O2(g) ↔ 1 O3(g) + O(g) ?H = + 142,35 kJ/mol
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Infelizmente, o ser humano lançou ao longo do tempo alguns compostos poluentes que deslocaram esse equilíbrio no sentido de decomposição do ozônio, diminuindo a sua concentração na estratosfera e deixando o planeta mais desprotegido. Entre esses gases lançados na atmosfera estão os CFCs ((Clorofluorcarbonetos, também conhecidos como Fréons®), que são compostos formados por átomos de carbono, flúor e cloro. Os CFCs são lançados na atmosfera principalmente pelo seu uso como propelente de aerossóis (sprays), em geladeiras e refrigeradores, como agente expansor de plásticos e em solventes para limpar circuitos eletrônicos.
* Dióxido de carbono: O dióxido de carbono possui ocorrência natural na atmosfera, sendo proveniente da respiração de seres vivos e de erupções vulcânicas. Sua presença é importante porque ele é o principal gás do efeito estufa que mantém o clima terrestre ameno, sem grandes variações, permitindo que a vida se mantenha.
Porém, a concentração do dióxido de carbono na atmosfera vem crescendo cada vez mais, sendo proveniente também das reações de combustão completas, tais como as dos combustíveis fósseis.
* Argônio: A sua maior parte vem do decaimento radioativo de um isótopo do potássio, o potássio-40, em minerais que o contêm. Assim, o gás argônio produzido vai migrando lentamente das rochas para a atmosfera. Ele e outros gases nobres que estão presentes também em menor quantidade no ar são todos inertes.
* Vapor de água: A sua concentração é variável, sendo proveniente da evaporação de rios, lagos, mares, da água do solo, de dejetos, como urina e fezes, da transpiração das plantas e da respiração dos seres vivos. A umidade do ar é importante para uma melhor respiração, bem como para a formação de nuvens.
Um aspecto preocupante do aquecimento global é que ele provoca uma maior evaporação das águas, o que aumenta a concentração de vapor de água no ar.
As atividades humanas, principalmente nos últimos 150 anos, vêm causando modificações nas porcentagens de gases presentes no ar. A poluição causada pelo ser humano resulta em muitos outros gases lançados no ar, tais como outros gases-estufa, como o monóxido de carbono (CO), os óxidos de enxofre (SO2 e SO3), os óxidos de nitrogênio (NO e NO2), alguns hidrocarbonetos, como o metano e os HPAs (hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, que são cancerígenos), além de macromoléculas sólidas e líquidas, como a fuligem. A maioria deles vem da combustão incompleta de combustíveis fósseis como o carvão e os derivados do petróleo.
Poluição atmosférica causada por queima de combustíveis fósseis em fábrica
Esses gases, além de intensificarem o efeito estufa, levando ao aquecimento global, também podem causar outros problemas ambientais. É o caso, por exemplo, dos óxidos de enxofre e nitrogênio que reagem com a água e causam a chuva ácida.