Importância, Composição e Propriedades do Ar

O ar é a mistura homogênea de gases que constituem a atmosfera terrestre. Graças a ele o processos biológicos (como respirar) e ciclos biogeoquímicos (como o ciclo da água). É o ambiente em que ocorrem as condições climáticas e é composto de uma variedade de elementos e compostos químicos.

Composição percentual do ar

O ar contém os seguintes elementos e compostos químicos, naturalmente equilibrados para suportar os processos do planeta:

• Nitrogênio (N₂): 78%
• Oxigênio (O₂): 21%
• Argônio (Ar): 0,9%
• Dióxido de carbono (CO₂): 0.03%
• Os outros 0,07% são compostos de proporções variáveis ​​de vapor d'água (H₂O), hidrogênio (H₂), ozônio (O₃), metano (CH₄), monóxido de carbono (CO), hélio (He), néon (Ne), criptônio (Kr) e xenônio (Xe).

Importância do oxigênio do ar

O oxigênio é um elemento químico muito reativo, capaz de se envolver com uma grande variedade de elementos, como metais, não metais e metalóides. O que mais, é essencial para a respiração de todos os seres vivos. Sua presença no ar é, portanto, o que preserva a vida no planeta.

Oxigênio é o oxidante por excelencia. Ou seja, é a substância que preserva as reações de combustão. Quando uma substância que contém carbono entra em uma reação de combustão, ela se combinará com o oxigênio para liberar seus átomos de carbono como dióxido de carbono (CO₂) ou monóxido de carbono (CO), dependendo da qualidade da reação.

Importância do nitrogênio no ar

78% de nitrogênio (N₂) é vital, porque é o elemento responsável por amortecer a reatividade do oxigênio. 21% de oxigênio (O₂) é o suficiente para acender toda a matéria combustível do planeta. No entanto, há presença de gás nitrogênio (N₂), que é inerte à temperatura atmosférica.

Se a porcentagem de oxigênio (O₂) ultrapassar 21%, estaríamos perdidos: toda a matéria orgânica do planeta queimaria espontaneamente, acompanhada pela radiação solar. O mesmo efeito ocorreria se a porcentagem de nitrogênio (N₂) cairá de 78%. Portanto, é essencial manter o equilíbrio entre esses dois componentes do ar e evitar o excesso de poluição do ar.

Reações de oxigênio

O oxigênio no ar (O₂) é um reagente químico disponível para muitas substâncias, de modo que comecem a se transformar em outras, que terão propriedades físicas e químicas diferentes. Cada transformação será descrita com uma equação química. Entre as reações das quais o oxigênio participa estão:

• Reações de combustão
• Reações de oxidação
• Reações de síntese

Nas reações de combustão, o oxigênio vai se juntar aos átomos de carbono de uma substância combustível, para liberar uma grande quantidade de calor e gases de combustão: dióxido de carbono (CO₂) ou monóxido de carbono (CO). Além desses produtos, é gerado vapor d'água.

Nas reações de oxidação, o oxigênio vai se ligar aos átomos dos elementos metálicos, em um fenômeno de corrosão chamado de oxidação. Os óxidos de metal serão formados como produtos.

Nas reações de síntese, o oxigênio vai se combinar com elementos não metálicos para formar seus respectivos óxidos, também chamados de anidridos. Geralmente são gases, como óxidos de nitrogênio (NOx), óxidos de enxofre (SOx) e poluentes do ar.

Exemplos de reações de oxigênio

1.- A combustão do gás metano (CH₄):

CH₄ + (3/2) O₂ -> CO₂ + 2H₂OU

2.- A combustão do gás etano (C₂H₆):

C₂H₆ + (7/2) O₂ -> 2CO₂ + 3H₂OU

3.- A combustão do gás propano (C₃H₈):

C₃H₈ + 5O₂ -> 3CO₂ + 4H₂OU

4.- A combustão do gás butano (C₄H₁₀):

C₄H₁₀ + (13/2) O₂ -> 4CO₂ + 5H₂OU

5.- A oxidação do ferro metálico (Fe) para formar óxido férrico:

2Fe + (3/2) O₂ -> Fé₂OU₃

6.- A oxidação do metal de ferro (Fe) para formar óxido ferroso:

Fe + (1/2) O₂ -> FeO

7.- A oxidação do sódio metálico (Na) para formar óxido de sódio (Na₂OU):

2Na + (1/2) O₂ -> Na₂OU

8.- A síntese de óxido nítrico (NO):

N₂ + O₂ + calor -> 2NO

9.- A síntese de dióxido de enxofre (SO₂):

S + O₂ + calor -> SO₂

10.- A síntese de trióxido de enxofre (SO₃):

S + (3/2) O₂ + calor -> SO₃

Poluentes do ar

Apesar dos esforços do planeta para equilibrar as concentrações dos componentes atmosféricos, as atividades humanas geram um grande número de substâncias intrusivas: os poluentes. Poluentes são espécies químicas que alteram as propriedades do ar e suas funções para sustentar a vida. Entre eles estão:

• Monóxido de carbono (CO), cuja principal fonte é a combustão incompleta em motores de combustão interna.
• Dióxido de enxofre (SO₂), cuja principal fonte são as plantas produtoras de ácido sulfúrico.
• Partículas suspensas, provenientes da combustão em motores. Incluem-se partículas menores que 10 mícrons (PM10), que podem atingir o sistema respiratório dos seres vivos e causar doenças.
• Chumbo (Pb), cuja principal fonte são os fornos das fundições.
• Hidrocarbonetos de cadeia longa, que vêm do petróleo e são liberados durante a queima do petróleo.

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