Preskočiť na obsah
Chcete tieto pokusy naživo? Prinesiem ich do vašej školy ako show.Show a workshopy
Späť

Vzdelávanie · Učivo

Voda, vzduch a životné prostredie

lekcia 3

Vzduch a jeho zloženie

Úroveň výkladu:
základná školastredná škola, s rozšíreniami pre náročnejších

úvod

Vzduch nevidíme, a predsa nás obklopuje zo všetkých strán. Dospelý človek ho za minútu vdýchne a vydýchne niekoľko litrov. Vzduch je zmes plynov, ako ukazuje lekcia Čisté látky a zmesi, a jeho zložky sa dajú od seba oddeliť.

teória

Z čoho je vzduch

zložka suchého vzduchuobjemové percento
dusík N₂78,08 %
kyslík O₂20,95 %
argón Ar0,93 %
oxid uhličitý CO₂asi 0,04 %
neón, hélium, metán, kryptón, vodíkspolu menej ako 0,01 %

Zloženie sa udáva pre suchý vzduch, lebo vodnej pary býva vo vzduchu od takmer nuly v mrazivý deň po niekoľko percent v teplom a vlhkom počasí. Vo vzduchu sú aj drobné čiastočky prachu, peľu, sadzí a soli z mora.

Najviac je vo vzduchu dusíka, nie kyslíka. Dusík je málo reaktívny, a tak sa v atmosfére hromadil, ako vysvetľuje lekcia Dusík. Hoci oxidu uhličitého je len nepatrne, je to najdôležitejší skleníkový plyn, ktorý pridáva človek.

vyskúšaj si

Poskladaj vzduch

Mriežka má 100 štvorčekov, každý je 1 % objemu suchého vzduchu. Vyber farbu a ťahaj alebo klikaj po štvorčekoch.

0 / 0

Prázdnych štvorčekov: 100

teória

Atmosféra a jej vrstvy

Vzduch okolo Zeme tvorí atmosféru. Smerom nahor ho rýchlo ubúda a tlak klesá. Atmosféra má vrstvy:

  • troposféra siaha do výšky asi 10 až 12 km. Je v nej takmer všetka vodná para, tvoria sa v nej oblaky a odohráva sa počasie. S výškou sa v nej ochladzuje,
  • stratosféra siaha asi do 50 km. Asi 15 až 35 km nad zemou je v nej ozónová vrstva, ktorá pohlcuje väčšinu ultrafialového žiarenia Slnka, ako ukazuje lekcia Ozón,
  • mezosféra a termosféra sú riedke vrstvy, v ktorých zhoria meteory a svietia polárne žiary.

teória

Prečo potrebujeme vzduch

  • Dýchanie: telo z vdýchnutého vzduchu odoberie časť kyslíka a pridá oxid uhličitý. Vydychovaný vzduch má asi 16 % kyslíka a asi 4 % CO₂.
  • Horenie: bez kyslíka nič nehorí, ako ukazuje lekcia Spaľovanie v kyslíku.
  • Fotosyntéza: rastliny zo vzduchu berú oxid uhličitý a vracajú doň kyslík.
  • Ochrana: atmosféra pohlcuje ultrafialové žiarenie, zachytáva meteority a drží teplo, takže na Zemi nie sú také veľké rozdiely teplôt ako na Mesiaci.

teória

Kyslík a dusík zo vzduchu

Plyny do oceľových fliaš sa vyrábajú zo vzduchu. Vzduch sa najprv vyčistí od prachu, vodnej pary a oxidu uhličitého, potom sa stlačí, ochladí a nechá rozopnúť, až pri asi −200 °C skvapalnie. Kvapalný vzduch sa potom pomaly ohrieva a zložky sa z neho vyparujú pri svojich teplotách varu. Tomuto deleniu sa hovorí frakčná destilácia, ako ukazuje lekcia Destilácia, sublimácia, chromatografia.

  • Kyslík dýchajú pacienti v nemocniciach, používa sa pri zváraní a pri výrobe ocele.
  • Dusík chráni potraviny v obaloch pred oxidáciou a kvapalný dusík chladí, ako ukazuje pokus Tekutý dusík.
  • Argón chráni zvar pred vzduchom a plní sa do žiaroviek a okien s dvojsklom.

vyskúšaj si

Skvapalnený vzduch

20 °C
  • H₂O vodná paraplyn
  • CO₂ oxid uhličitýplyn
  • O₂ kyslíkplyn
  • Ar argónplyn
  • N₂ dusíkplyn

Nastav teplotu, pri ktorej je kyslík kvapalný, ale argón aj dusík sú ešte plyny.

0 / 0

Zapamätaj si tri čísla: 78 % dusíka, 21 % kyslíka, 1 % ostatných plynov. A to, že kyslík a dusík sa zo vzduchu získavajú tak, že sa vzduch skvapalní a zložky sa potom vyparujú pri rôznych teplotách.

Ako sa počíta so vzduchom

Malé koncentrácie sa udávajú v ppm (z angl. parts per million), teda v milióntinách. Pri plynoch je 1 ppm jeden kubický centimeter plynu v jednom kubickom metri vzduchu. Platí 1 % = 10 000 ppm, a tak oxid uhličitý s koncentráciou 420 ppm tvorí 0,042 % vzduchu.

Priemerná molárna hmotnosť vzduchu je vážený priemer jeho zložiek: M ≈ 0,78 · 28 + 0,21 · 32 + 0,01 · 40 ≈ 29 g/mol. Plyny s väčšou molárnou hmotnosťou, napríklad CO₂ (44 g/mol), sú ťažšie ako vzduch a hromadia sa pri zemi, ako ukazuje pokus Plyn ťažší ako vzduch. Ľahšie plyny, napríklad hélium alebo vodík, stúpajú nahor.

Podľa Daltonovho zákona je tlak zmesi plynov súčtom tlakov jej zložiek a každá zložka má tlak úmerný svojmu objemovému podielu. Pri tlaku 101 kPa je parciálny tlak kyslíka asi 0,21 · 101 kPa ≈ 21 kPa. Na vrchole Mount Everestu je celkový tlak asi tretinový, preto tam má kyslík aj tretinový tlak a bez kyslíkového prístroja sa dýcha veľmi ťažko.

rozšírenie Koľko váži vzduch v triede

Liter vzduchu má pri izbovej teplote hmotnosť asi 1,2 g, kubický meter teda asi 1,2 kg. V triede s rozmermi 8 m × 6 m × 3 m je 144 m³ vzduchu a ten váži asi 170 kg, toľko ako dvaja až traja dospelí ľudia.

Kvapalný kyslík je bledomodrý a priťahuje ho magnet, lebo jeho molekuly majú dva nespárené elektróny. Kvapalný dusík je bezfarebný a magnet si ho nevšíma. Ozónovú vrstvu by sme, keby sme ju stlačili na tlak pri zemi, mohli zmerať pravítkom: mala by hrúbku len asi 3 mm.

teória

Časté chyby

  • „Vzduch je kyslík.“ Kyslík tvorí len pätinu vzduchu. Najviac je vo vzduchu dusíka.
  • „Vydychujeme oxid uhličitý.“ Vydychujeme hlavne dusík a stále asi 16 % kyslíka. Oxidu uhličitého je vo vydychovanom vzduchu asi 4 %, oveľa viac ako vo vdychovanom.
  • „Vzduch nič neváži.“ Kubický meter vzduchu váži asi 1,2 kg. Tlak vzduchu, ktorý cítime, vzniká práve tiažou vzduchu nad nami.
  • „Ozónová vrstva je hrubý obal z čistého ozónu.“ Ozón je v stratosfére rozptýlený medzi ostatnými plynmi, je ho tam len o niečo viac ako inde.

Čo sa do vzduchu dostáva z výfukov, komínov a polí a čo s tým robí, ukazuje ďalšia lekcia Znečistenie vzduchu.

zloženie vzduchu, kyslík v miestnosti, skvapalnenie a koncentrácia v ppm

Vzduch

príklad 1

0 / 0

rozumieš tomu?

Otestuj sa

4 otázok · úroveň ZŠ4 otázok · úroveň SŠ

Kvíz: Vzduch a jeho zloženie

Otázka 1/4

Ktorého plynu je vo vzduchu najviac?

Skóre: 0

Najprv vyber odpoveď.

Chcete tento pokus naživo?

Ukážem ho vašim žiakom na chemickej show: 15 pokusov za jednu hodinu, 5 € na žiaka.

Rezervovať termín

Nahlásiť chybu

Chyba v texte, zlá odpoveď alebo niečo, čo nefunguje? Stačí pár slov.

Čo sa stalo?
vedeckeokienko.sk/

Hlásenie uvidí len správca webu. Osobné údaje sem nepatria. Ochrana osobných údajov