Какой газ тяжелее воздуха при нормальных условиях. Чем отличается кислород от воздуха

Существует расхожая фраза, что человек не может жить без чего-то (подставляйте сами), как без воздуха, – и это абсолютная правда. Именно он и кислород являются необходимым условием существования преобладающего количества живых существ на Земле.

Что такое кислород и воздух

Кислород – это газ, чья молекула состоит из двух атомов кислорода.
Воздух – это смесь газов, которые образуют атмосферу Земли.

Сравнение кислорода и воздуха

В чем же разница между кислородом и воздухом?
Кислород – это газ, не имеющий цвета, вкуса или какого-либо запаха. Молекула кислорода состоит из двух атомов. Ее химическая формула записывается как O2. Трехатомный кислород именуется озоном. Один литр кислорода равен 1,4 граммам. Он слабо растворяется в воде и спирте. Кроме газообразного, может быть в жидком состоянии, образуя вещество бледно-голубого цвета.
Воздух – это смесь газов. 78% в нем занимает азот, 21% – кислород. Меньше одного процента припадает на аргон, углекислый газ, неон, метан, гелий, криптон, водород и ксенон. Кроме того, в воздухе находятся молекулы воды, пыль, песчинки, споры растений. Масса воздуха меньшая, чем масса кислорода того же объема.
Открыл кислород в 1774 году англичанин Джозеф Пристли, раскладывая оксид ртути в закрытом сосуде. Сам термин «кислород» был веден в обиход Ломоносовым, а поставлен «на место №8» химиком Менделеевым. Согласно его периодической системе, кислород является неметаллом и самым легким элементом группы халькогенов.
В 1754 году шотландец Джозеф Блек доказал, что воздух является не однородным веществом, а смесью газов, водяного пара и различных примесей.
Кислород считается самым распространенным на Земле химическим элементом. Во-первых, из-за его присутствия в силикатах (кремний, кварц), которые составляют 47% земной коры, и еще 1500 минералов, входящих в «земную твердь». Во-вторых, из-за его присутствия в воде, которая укрывает 2/3 поверхности планеты. В-третьих, кислород является неизменным компонентом атмосферы, точнее, занимает 21% от ее объема и 23% от ее массы. В-четвертых, данный химический элемент входит в состав клеток всех земных живых организмов, являясь каждым четвертым атомом в любой органике.
Кислород – обязательное условие процессов дыхания, горения и гниения. Используется в металлургии, в медицине, в химической промышленности и сельском хозяйстве.
Воздух образует земную атмосферу. Он необходим для существования жизни на Земле, является обязательным условием процессов дыхания, фотосинтеза и прочих жизненных процессов всех существ-аэробов. Воздух нужен для процесса сжигания топлива; из него, путем сжижения, добывают инертные газы.

TheDifference.ru определил, что отличие кислорода от воздуха заключается в следующем:

Кислород – это однородное вещество, воздух состоит из ряда компонентов.
Чистый кислород тяжелее воздуха равного объема.
Воздух входит лишь в состав атмосферы, а кислород является обязательным компонентом гидросферы, литосферы, атмосферы и биосферы.

Наверное, вопрос, что тяжелее - воздух или углекислый газ, может возникнуть у любого человека. С одной стороны дышать воздухом приходится постоянно - без него даже натренированный человек не продержится дольше нескольких минут. С другой - каждый с детства знает, что при дыхании выделяется углекислый газ. Поэтому давайте разберемся с этим вопросом более детально.

Состав воздуха

Воздух, в отличие от углекислого газа, является не одним веществом, а сложнейшей смесью, в состав которой входят больше десяти веществ. И это только нормальный воздух, а не городской, в который входит еще несколько десятков опасных для человека ингредиентов.

Итак, самая большая доля приходится на азот - воздух состоит из него на 76%. Он не поддерживает горение, не используется при дыхании.

А вот следующий компонент жизненно важен всему живому - кислород. Его в составе воздуха значительно меньше, лишь 23%. Но именно он позволяет человеку, животным, птицам, рыбам и растениям жить. Да-да, растения тоже дышат, хотя это и известно не всем.

Третий газ в составе воздуха - аргон. Его уже совсем немного, лишь 1,3 процента. В живой природе он также почти не применяется, зато активно используется людьми в разных сферах деятельности.

Четвертое же место занимает именно углекислый газ. Правда, количество очень невелико - только 0,046%. Представьте себе, все заводы, автомобили и живые существа на планете почти не могут повысить этот показатель. Хотя, по прогнозам экологов, вредное производство и вырубка лесов приводят к тому, что этот показатель все-таки увеличивается.

Также воздух состоит из неона, криптона, метана, гелия, водорода и ксенона. Последний занимает всего 0,00004% от общей массы. Другие примеси настолько незначительны, что о них можно и не говорить.

Из чего состоит углекислый газ?

Углекислый газ же представляет собой отдельное вещество. Его формула - СО2. Что интересно, в отличие от большинства химических смесей, в природе он совершенно не существует в жидком состоянии. Встречается только в газообразном и твердом, постепенно переходя из одного состояния в другое при определенных условиях.

Он легко пропускает ультрафиолетовые лучи, позволяя Солнцу обогревать Землю. А вот инфракрасное тепло, исходящее от поверхности планеты, не пропускает. Из-за этого оно накапливается, и постепенно температура во всем мире повышается. Это и называется парниковым эффектом, из-за которого экологи всего мира бьют тревогу.

Сравнение плотности

Ученые любят все взвешивать, сравнивать и анализировать. Разумеется, этой участи не избежали и воздух с углекислым газом. Путем сложнейших вычислений с использованием современного оборудования удалось предельно точно установить плотность обоих веществ. Зная их, можно определить, что тяжелее - воздух или углекислый газ, а что - легче.

Для углекислого газа этот показатель составляет 1,977 килограмма на кубический метр. У обычного воздуха же меньше - всего 1,204 кг/м3. Однако стоит учитывать, что столь чистый воздух в природе редко встречается - обычно в нем присутствует также пыль, влага и различные примеси.

Но с научной точки зрения рассматривать следует именно эталонные показатели. Поэтому можно с уверенностью сказать, во сколько раз углекислый газ тяжелее воздуха - почти в 1,64 раза.

Почему они важны?

О важности воздуха уже говорилось выше. Но любой образованный человек и так прекрасно знает, что без него ничто живое на планете Земля не смогло бы выжить в принципе.

А вот что можно сказать про углекислый газ? Парадоксально, но если он внезапно исчезнет с Земли, то и человечество вымрет удивительно быстро. Дело даже не в том, что углекислый газ активно применяется в различных сферах промышленности. Просто он необходим растениям.

Как говорилось выше, любые живые организмы дышат кислородом. И растения - не исключение. Однако им также необходим углекислый газ. Ведь на свету в зеленых клетках активно идет процесс фотосинтеза. Он заключается в расщеплении клеток CO2 на углерод и кислород. Последний выделяется в атмосферу (или в воду, если речь идет о зеленых водорослях, в которых также идет фотосинтез), а углерод используется для построения новых клеток и роста растений. Если весь углекислый газ исчезнет, то и процесс фотосинтеза замрет. А значит, растения перестанут расти, животные и люди останутся без еды, что очень быстро приведет к голоду и вымиранию всего человечества.

Где используется разница массы?

Зная, что тяжелее - воздух или углекислый газ, можно предположить, что последний всегда стремится вниз. И это можно использовать на практике. Например, применяется данный эффект водолазами при погружении с колпаком. Запас воздуха здесь ограничен, и, если бы углекислый газ смешивался с ним равномерно, дыхание было бы затруднено. Но его избыток преимущественно выделяется и опускается ниже, позволяя человеку легко дышать.

Применяется этот эффект и при пожаротушении. Углекислым газом заправляют специальные огнетушители - углекислотные. Когда сжиженный газ вырывается из раструба, он тут же расширяется примерно в 400-500 раз, заодно охлаждаясь на 72 градуса. Уже этого достаточно, чтобы многие горящие предметы потухли. Но тяжелый газ расползается по полу и горящим предметам, вытесняя воздух. Так как СО2 не поддерживает горение, то пламя, оставшись без подпитки кислородом, просто гаснет.

Заключение

На этом можно закончить статью. Теперь вам известно, что тяжелее - воздух или углекислый газ, и во сколько раз. Заодно вы узнали об основных свойствах обоих веществ, их важности в природе, а также использовании разницы плотности в человеческой жизни. Будем надеяться, что эта информация окажется для вас полезной.

Воздух – это смесь газов, которые образуют атмосферу Земли.

Сравнение

Кислород – это газ, не имеющий цвета, вкуса или какого-либо запаха. Молекула кислорода состоит из двух атомов. Ее химическая формула записывается как O 2 . Трехатомный кислород именуется озоном. Один литр кислорода равен 1,4 граммам. Он слабо растворяется в воде и спирте. Кроме газообразного, может быть в жидком состоянии, образуя вещество бледно-голубого цвета.

Воздух – это смесь газов. 78% в нем занимает азот, 21% – кислород. Меньше одного процента припадает на аргон, углекислый газ, неон, метан, гелий, криптон, водород и ксенон. Кроме того, в воздухе находятся молекулы воды, пыль, песчинки, споры растений. Масса воздуха меньшая, чем масса кислорода того же объема.

Открыл кислород в 1774 году англичанин Джозеф Пристли, раскладывая оксид ртути в закрытом сосуде. Сам термин «кислород» был веден в обиход Ломоносовым, а поставлен «на место №8» химиком Менделеевым. Согласно его периодической системе, кислород является неметаллом и самым легким элементом группы халькогенов.

В 1754 году шотландец Джозеф Блек доказал, что воздух является не однородным веществом, а смесью газов, водяного пара и различных примесей.

Кислород считается самым распространенным на Земле химическим элементом. Во-первых, из-за его присутствия в силикатах (кремний, кварц), которые составляют 47% земной коры, и еще 1500 минералов, входящих в «земную твердь». Во-вторых, из-за его присутствия в воде, которая укрывает 2/3 поверхности планеты. В-третьих, кислород является неизменным компонентом атмосферы, точнее, занимает 21% от ее объема и 23% от ее массы. В-четвертых, данный химический элемент входит в состав клеток всех земных живых организмов, являясь каждым четвертым атомом в любой органике.

Кислород – обязательное условие процессов дыхания, горения и гниения. Используется в металлургии, в медицине, в химической промышленности и сельском хозяйстве.

Воздух образует земную атмосферу. Он необходим для существования жизни на Земле, является обязательным условием процессов дыхания, фотосинтеза и прочих жизненных процессов всех существ-аэробов. Воздух нужен для процесса сжигания топлива; из него, путем сжижения, добывают инертные газы.

Выводы сайт

Кислород – это однородное вещество, воздух состоит из ряда компонентов.
Чистый кислород тяжелее воздуха равного объема.
Воздух входит лишь в состав атмосферы, а кислород является обязательным компонентом гидросферы, литосферы, атмосферы и биосферы.

Газ - одно из состояний вещества. Он не обладает конкретным объемом, заполняя собой всю емкость, в которой находится. Зато обладает текучестью и плотностью. Какие самые легкие газы существуют? Чем они характеризуются?

Самые легкие газы

Название «газ» было придумано ещё в XVII веке из-за созвучия со словом "хаос". Частицы вещества и вправду, хаотичны. Они движутся в произвольном порядке, меняя траекторию каждый раз, когда сталкиваются друг с другом. Они стараются заполнить все доступное пространство.

Молекулы газа слабо связаны между собой, в отличие от молекул жидких и твердых веществ. Большинство его видов невозможно ощутить при помощи органов чувств. Но газы обладают другими характеристиками, например, температурой, давлением, плотностью.

Их плотность увеличивается по мере возрастания давления, а при увеличении температуры они расширяются. Самым легким газом является водородом, тяжелым - гексафторид урана. Газы всегда смешиваются. Если действуют силы тяготения, то смесь становится неоднородной. Легкие поднимаются вверх, тяжелые, наоборот опускаются вниз.

Самые легкие газы - это:

водород;
азот;
кислород;
метан;

Первые три относятся к нулевой группе таблицы Менделеева, о них и поговорим ниже.

Водород

Какой газ является самым легким? Ответ очевиден - водород. Это первый элемент периодической таблицы, который в 14,4 раза легче воздуха. Он обозначаете буквой Н, от латинского названия Hydrogenium (рождающий воду). Водород является Он входит в состав большинства звезд и межзвездной материи.

В нормальных условиях водород абсолютно безвреден и нетоксичен, не обладает запахом вкусом и цветом. В определенных условиях может значительно изменять свойства. Например, смешиваясь с кислородом, этот газ запросто взрывается.

Может растворяться в платине, железе, титане, никеле и в этаноле. От воздействия больших температур он переходит в металлическое состояние. Его молекула двухатомная и обладает большой скоростью, что обеспечивает отличную теплопроводность газа (в 7 раз выше, чем у воздуха).

На нашей планете водород находится в основном в соединениях. По своей важности и задействованности в химических процессах он является вторым после кислорода. Водород содержится в атмосфере, входит в состав воды и органических веществ в клетках живых организмов.

Кислород

Кислород обозначается буквой О (Oxygenium). Он также не обладает запахом, вкусом и цветом в нормальных условиях, и находится в газообразном состоянии. Его молекулу часто называют дикислород, так как она содержит два атома. Существует его аллотропная форма или же модификация - газ озон (О3), состоящий из трех молекул. Он имеет голубой цвет и отличается многими характеристиками.

Кислород и водород - самые распространенные и самые легкие газы на Земле. В коре нашей планеты больше кислорода, он составляет примерно 47 % её массы. В связанном состоянии в воде его содержится больше 80 %.

Газ является важнейшим элементом жизнедеятельности растений, животных, человека и многих микроорганизмов. В теле человека он способствует осуществлению окислительно-восстановительных реакций, попадая в наши легкие с воздухом.

Благодаря особым свойствам кислорода, его широко используют в медицинских целях. С его помощью устраняют гипоксию, патологии ЖКТ, приступы бронхиальной астмы. В пищевой промышленности его применяют в качестве упаковочного газа. В сельском хозяйстве кислород используют для обогащения воды, при разведении рыбы.

Азот

Как и два предыдущих газа, азот состоит из двух атомов, не обладает выраженными вкусовыми качествами, цветом и запахом. Символ для его обозначения - латинская буква N. Вместе с фосфором и мышьяком он относится к подгруппе пниктогенов. Газ очень инертный, за что и получил название azote, которое переводится с французского как «безжизненный». Латинское название Nitrogenium, то есть «рождающий селитру».

Азот содержится в нуклеиновых кислотах, хлорофилле, гемоглобине и белках, является основной составляющей воздуха. Его содержание в гумусе и земной коре многие ученые объясняют извержением вулканов, которые переносят его с мантии Земли. Во Вселенной газ существует на Нептуне и Уране, входит в состав солнечной атмосферы, межзвездного пространства и некоторых туманностей.

Человек использует азот в основном в жидком виде. Его применяют в криотерапии, в качестве среды для упаковки и хранения продуктов. Он считается наиболее эффективным для тушения пожаров, вытесняет кислород и лишает огонь «потпитки». Вместе с кремнием он образует керамику. Азот нередко используют для синтеза различных соединений, например, красителей, аммиака, взрывчатых веществ.

Заключение

Какой газ самый легкий? Теперь вы и сами знаете ответ. Самыми легкими считаются водород, азот и кислород, относящиеся к нулевой группе периодической системы. После них следуют метан (углерод+водород) и оксид