大氣的秘密-發現空氣成分

2021-01-15 化學教學大咖



地球的周圍聚集了厚厚的一層空氣，它既看不見又摸不著，就像地球的「外衣」一樣保護著地球。空氣也是包括人類在內的所有生物生存的基礎。然而，直到18世紀,人類才開始對空氣的成分有了真正的認識。

17 世紀中葉以前,人們對空氣和氣體的認識還是模糊的,如今，我們已經知道空氣主要由氧氣和氮氣組成，這兩種成分佔空氣總量的99%,而其餘的1%的成分為水蒸氣、二氧化碳及稀有氣體等。然而在當時，歐洲流行著一種存在嚴重錯誤的「燃素說」，認為物質在燃燒時，可燃的要素是一種氣態的物質,存在於一切可燃物質中。

1772年，丹尼爾●盧瑟福在密閉容器中燃燒磷。除去空氣中可助燃和可供動物呼吸的氣體，他對剩下的氣體進行了研究,發現有一一種氣體既不能被鹼液吸收，又不能維持生命，並且具有可以滅火的性質，因此他把這種氣體叫做「濁氣」或「毒氣」。同年，英國化學家普裡斯特利也了解到木炭在密閉於水上的空氣中燃燒時，能使1/5 的空氣變為「碳酸氣」。這種氣體用石灰水吸收後，剩下的那部分氣體，不助燃也不助呼吸。其實，盧瑟福和普裡斯特利已經發現了氧氣和氮氣，但是因為受到「燃素說」 的束縛，他們認為自己發現的是「脫燃素空氣」。

盧瑟福

後來，法國著名化學家拉瓦錫也做了許多關於燃燒的實驗，像磷、硫、木炭的燃燒，有機物質的燃燒，錫、鉛、鐵的燃燒等。經過這些實驗，他終於得出了這樣的結論:空氣由兩種氣體組成，一種是能夠幫助燃燒的，稱為「氧氣」;另一種是不能幫助燃燒的，他稱之為「窒息空氣」，即「氮氣」。儘管拉瓦錫明確地揭示了空氣的成分，但是，在很長的一段時間裡，很多人依然抱著「燃素說」不放。直到18世紀末，拉瓦錫的學說才被化學界普遍承認，「燃素說」終於被推翻了。

百多年後，英國物理學家瑞利和英國化學家拉姆賽合作研究大氣中各種氣體的密度。他們發現，空氣中除了氮氣和氧氣外，還有少許殘留氣體存在。拉姆賽意識到這種殘留氣體中可能隱藏著另一族的化學元素， 為此，他和瑞利進行了不懈的研究。他們終於發現了空氣裡的一-種稀有氣體元素,並把這種氣體命名為「氬」，這是第一個被發現的稀有氣體。此後，拉姆賽又陸續發現了氦、氖、氪和氙這幾種稀有氣體。1910 年，拉姆賽又與格萊一起，經過反覆探索，終於找到了具有放射性的,也是惰性最強的一種氣體元素一氡。拉姆賽因在稀有氣體研究方面的傑出貢獻，被譽為「稀有氣體之父」。

拉姆塞在做實驗

今天，我們已經知道，空氣的主要成分是氮氣和氧氣，還有極少量的氦、氖、氬、氪、氙、氡等稀有氣體和水蒸氣、二氧化碳以及其他物質等。但是，空氣成分的探究過程卻歷經了二百多年，為此，我們應該記住丹尼爾●盧瑟福、拉瓦錫和拉姆賽等人為這一領域的研究作出的歷史性貢獻。


限化學教師進群，學生勿入


最近微信官方改變了公眾號推送規則，不是按更新時間順序排了。所以想要第一時間收到化學教學大咖的推送，你可以每次讀完後點個在看，或者星標，這樣化學教學大咖才會第一時間出現在你的訂閱列表。

▍ 本文編輯 ：化學君（Chem-Xu）

▍ 特別提示 ：如需查找資料，可點擊公眾號內任意文章頂部的「化學教學大咖」藍字，即會跳轉到公眾號首頁，頂部有搜索圖標可搜索下載。

▍ 免責聲明 ：本文轉載自網絡，本號特尊重原創，版權歸原作者所有。本號誌在為更多老師、學生及家長提供學習交流平臺，轉發文章不代表平臺立場。如有侵權請聯繫我們（微信號 vlznet）刪除!





感謝您抽出  · 來閱讀此文

相關焦點

  • 是誰發現空氣成分的?
    拉瓦錫在進行鉛、汞等金屬的燃燒實驗過程中，發現有一部分金屬變為有色的粉末，空氣在鐘罩內體積減小了原體積的1/5,剩餘的空氣不能支持燃燒，動物在其中會窒息。他把剩下的4/5氣體叫作氮氣(原意是不支持生命)，在他證明了普利斯特裡和舍勒從氧化汞分解製備出來的氣體是氧氣以後，空氣的組成才確定為氮和氧。
  • 空氣的成分
    在遠古時代，空氣曾被人們認為是簡單的物質，在1669年梅猷曾根據蠟燭燃燒的實驗，推斷空氣的組成是複雜的。
  • 讀書|《大氣成分與大氣環境》:酸雨
    （P18-P20）張小曳 主編氣象出版社2010年出版的《大氣成分與大氣環境》
  • 大氣成分
    大氣成分指組成大氣的各種氣體和微粒。包括幹潔空氣，水蒸氣，塵埃。地球上的大氣，有氮、氧、氬等常定的氣體成分，有二氧化碳、一氧化二氮等含量大體上比較固定的氣體成分，也有水汽、一氧化碳、二氧化硫和臭氧等變化很大的氣體成分。其中還常懸浮有塵埃、煙粒、鹽粒、水滴、冰晶、花粉、孢子、細菌等固體和液體的氣溶膠粒子。
  • 人類呼吸的空氣有什麼營養?哪裡來的?空氣的秘密!
    人類呼吸的空氣有什麼營養？哪裡來的？空氣裡面有什麼秘密？幾分鐘不呼吸就不行了，離開了綠色植物也呼吸困難，現在比過去呼吸困難了，為什麼？。1.直接說吧，空氣比水重要，比飯重要。空氣裡面的營養主要是植物氧氣，還有不可忽視的水汽，植物化學氣，和地球礦物氣。氮氣和二氧化碳氣，也是人類需要的。這些氣體混合成空氣，就是提供給人類呼吸的空氣營養，缺一不可。過去說空氣裡面只是氧氣是營養，是不全面的。只有氧氣暫時可以維持生命，長期沒有其它氣體就會生病。
  • 幹潔大氣的主要成分
    幹空氣的成分可分為兩類。一類是定常成分，主要有氮、氧、氬、氖、氦、氪和氙，其中又以氮、氧、氬為主,約佔大氣總體積的99.96%。
  • 那些「高精尖」的大氣成分探測儀
    近年來，隨著人們對大氣環境質量和美麗生態環境的要求越來越高，氣溶膠、PM2.5、溫室氣體、霧-霾、臭氧等成為高頻詞，備受公眾關注。當然，它們也是大氣成分科研的重要課題。這些似乎看不見摸不著的大氣成分，是怎麼探測到的？技術人員用了哪些高精尖的設備？今天，讓我們一探究竟。
  • 初三化學知識點總結:空氣的成分
    空氣的組成以氮氣和氧氣為主，是長期以來自然界裡各種變化造成的。原始大氣是以二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨氣為主的，隨著生命的出現，斷而人類活動的影響，形成了今天的大氣組成，經過無數實驗我們知道了現在空氣中各種成分的體積分數：氮氣78%，氧氣21%，稀有氣體0.94%，二氧化碳0.03%，其他氣體和雜質佔0.03%。需要注意的是這裡的百分數是體積分數。
  • 京津冀大氣汙染物成分探秘
    新華網天津頻道３月３日電（記者李鯤、張正富、任珂） 環保權威人士說，霧霾高發的京津冀及周邊地區，大氣汙染髮展趨勢相似，但不同地區的汙染物構成存在著明顯差異。　　全國人大代表、國家環境保護惡臭汙染控制重點實驗室主任包景嶺對新華社記者說，了解髒空氣成分的地區差異，有助找到汙染原因並推導出個性化的治理方案。
  • 大氣中氣體成分會隨著季節的變化而變化嗎?
    對大氣中溫室氣體濃度的關注以及不同季節中氣候事件的增加，已經引起了關於季節對地球的影響的許多新問題。更具體地說，不同氣體的濃度是否隨季節而變化？大氣成分眾所周知，生命之所以能夠在這個星球上生存和繁榮，是因為我們的星球保持了穩定的大氣，這與我們的月亮和火星等天體鄰居不同。
  • 低層大氣成分的意義如何?
    地理問答    有問必答低層大氣成分的意義如何？
  • 低層大氣成分的意義如何？
    低層大氣成分的意義如何？原創 盧達晨 中學地理問答 地理問答 有問必答答：低層大氣由幹潔空氣、水汽和雜質組成。1 幹潔空氣氮：大氣中的氮能衝淡氧，使氧不致太濃，氧化作用不致過於激烈。氮是生命體的基礎。閃電能把大氣中氮和氧結合成一氧化氮，然後被雨水衝洗進入土壤。氮可以作為化肥原料和直接為豆科植物的根瘤菌吸收，固定到土壤中，成為植物所需的氮化合物。
  • 讀書|《大氣成分與大氣環境》:反應性氣體與大氣光化學過程
    張小曳 主編氣象出版社2010年出版的《大氣成分與大氣環境》主要介紹了與現代氣象業務有關的大氣成分研究和業務服務的一些內容，包括
  • 「好奇」號初步測出火星空氣成分 二氧化碳佔多數
    據英國廣播公司網站9月7日報導，美國「好奇」號探測器已抵達火星達一個月之久，日前它所攜帶的火星樣本分析儀(SAM)採集了一些空氣樣本，並得出火星大氣組成成分的部分結果。根據現階段的分析結果，火星空氣的主要成分是二氧化碳，這和上世紀70年代發射的火星探測器「海盜」號發現的結果一樣。
  • 專家談大氣灰霾溯源研究:與光化學煙霧成分一致
    專家談大氣灰霾溯源研究：與光化學煙霧成分一致 China’s smog similar to L.A.’s in 1950s　　儘管河北官方表示，2月該省霧霾有所削弱，空氣品質好於1月。不過春節後霧霾天捲土重來，觸發該省多地空氣嚴重汙染。據石家莊市環保部門監測，17日，該市出現本月空氣汙染最重的一天，而關於空氣汙染的公眾議題亦再被關注。
  • 大氣成分的演變
    作為《大氣的起源》一文的補充，於此列舉了文中提及的三種大氣的組成成份。　　原始大氣：距今45至50億年前，僅存在數千萬年。按重量計，氫佔63.5％，氦佔34.9％，水汽佔0.60％，氖佔0.34％，氨佔0.26％，甲烷佔0.11％，氬佔0.15％。
  • 【初中化學】2.1 空氣的成分
    2.1 空氣的成分一、 拉瓦錫測定空氣成分的實驗二百多年前，法國化學家拉瓦錫通過實驗
  • 研究發現蜘蛛能依靠大氣電場「飛行」
    美國《當代生物學》雜誌發表的一項新研究發現，蜘蛛「飛行」，大氣電場可能也發揮了關鍵作用。蜘蛛朝天吐出一束絲線，然後乘勢升上天空，行進數米甚至數百公裡，這種「飛行」方式有點類似熱氣球的升空飛行，故被稱為「乘氣球」。此前一些觀點認為，蜘蛛升空「飛行」，藉助的是風或上升暖流的拖曳力。
  • 新溫室氣體監測系統能區分大氣成分
    據物理學家組織網報導，美國科羅拉多大學博爾德分校的一個研究小組開發出一種監測大氣成分變化的新型系統，可分析和比較陰暗大氣中人類燃燒化石燃料所排放的溫室氣體和微量氣體，其很可能作為未來監控溫室氣體排放的有效措施。相關研究論文發表在近日美國地球物理聯合會出版的《地球物理研究雜誌》上。
  • 這幾種大氣中的成分，正在影響著地球上的每一個生命
    關於大氣中的組成成分，昨天我們了解關於氧氣的一些內容，那麼大氣中還有哪些成分呢？很多人會想到二氧化碳，沒錯，二氧化碳在大氣成分中的佔比雖然很小，但是在氣象學中，它卻是很重要的成分。其顯著性在於，一部分來自地表的能量被二氧化碳吸收，這些能量再重新放射，一部分再次回到地表。因此，有二氧化碳時地面附近的空氣比沒有二氧化碳時要暖一些。