Gases y sustancias que conforman el aire Se denomina aire a la mezcla de gases que constituye la atmósfera terrestre, que permanecen alrededor de la Tierra por la acción de la fuerza de gravedad. El aire es esencial para la vida en el planeta, es particularmente delicado y está compuesto en proporciones ligeramente variables por sustancias tales como el nitrógeno (78%), oxígeno (21%), vapor de agua (variable entre 0-7%), ozono, dióxido de carbono, hidrógeno y algunos gases nobles como el criptón o el argón, es decir, 1% de otras sustancias. El aire esta compuesto principalmente por nitrógeno, oxígeno y argón. El resto de los componentes, entre los cuales se encuentran los gases de efecto invernadero, son el vapor de agua, dióxido de carbono, metano, oxido nitroso y ozono, entre otros.1 Otro tipo de substancias pueden estar presente en pequeñas cantidades como polvo, polen y esporas, y Ceniza volcánica. También es detectable la presencia de elementos vertidos a la atmósfera en forma de contaminante como el cloro y sus compuestos, flúor, mercurio y compuestos de azufre. Composición de la atmósfera libre de vapor de agua, por volumen Porcentaje por volumen Gas Volumen Óxido nitroso (N2O) 0,00003% Nitrógeno (N2) 78,084% Monóxido de carbono (CO) Oxígeno (O2) 20,946% 0,00001% Argón (Ar) 0,9340% Xenón (Xe) 0,000009% Dióxido de carbono (CO2) 0,039% Ozono (O3) 0 to 7×10−6% Neón (Ne) 0,001818% Dióxido de nitrógeno (NO2) Helio (He) 0,000524% 0,000002% Metano (CH4) 0,000179% Yodo (I2) 0,000001% Criptón (Kr) 0,000114% Amoníaco (NH3) trazas Hidrógeno (H2) 0,000055% No incluido en aire seco: Vapor de agua (H2O) ~0,40% en capas altas de la atmósfera, normalmente 1% a 4% en la superficie. El aire esta compuesto principalmente por nitrógeno, oxígeno ox ígeno y argón. El resto de los componentes, entre los cuales se encuentran los gases de efecto invernadero, son el vapor de agua, dióxido de carbono, metano, oxido nitroso y ozono, entre otros. Otro tipo de substancias pueden estar presente en pequeñas cantidades como polvo, polen y esporas, y Ceniza volcánica. También es detectable la presencia de elementos vertidos a la atmósfera en forma de contaminante como el cloro y sus compuestos, flúor, mercurio y compuestos de azufre. Uno de los principales motores del desarrollo de la Química en el siglo XVIII fue el interés por el aire en particular y por los gases en general. Surge así lo
que se denomina Química Neumática que permitió desvelar el misterio de la composición del aire, así como el descubrimiento de sustancias gaseosas sumamente importantes. El aire había sido considerado como un elemento químico hasta la época moderna. Se le consideraba homogéneo e inerte, o sea, que no participaba en las reacciones químicas, premisa en la que se fundamenta la teoría del flogisto. Todos los gases conocidos hasta entonces eran "aires" ya que se suponía que el aire podía estar contaminado por vapores y olores que lo impurificaban temporalmente. EL D ESCUB RIMIENTO DEL DIÓXIDO DE CARB ONO (CO ) 2 Jo seph Black (1728-1799)
El asalto definitivo al conocimiento de los gases fue emprendido por J. Black, médico escocés, al descubrir el anhídrido carbónico (dióxido de carbono). Black estaba estudiando las posibilidades del bicarbonato de magnesio para neutralizar el exceso de acidez en el estómago. Comprobó que se liberaba una sustancia gaseosa cuando dicha sustancia se ponía en contacto con ácido vitriólico (ácido sulfúrico). Se le llamó "aire fijo" , ya que parecía que se encontraba fijo en el bicarbonato en forma sólida. Black demostraría más tarde la presencia del " aire fijo" en los productos de la fermentación y en el aire espirado. El descubrimiento contradecía todas las creencias sobre la inercia del aire y se abría con ello la sospecha de que en muchas reacciones se liberasen sustancias gaseosas. LA CAR ACTER IZACIÓN DEL HIDRÓGENO Y EL DESCUB RIMIENTO DEL NITR ÓGEN O Henry Cavendis h (1731-1810)
Aunque el hidrógeno ya fue obtenido por Boyle y por otros químicos, nadie lo había caracterizado ni probado su individualidad. Se conocía que podía obtenerse hidrógeno por la acción de un ácido sobre un metal, reacción que utilizó Cavendish para determinar el peso específico del hidrógeno. El nitrógeno es más que probable que fuese encontrado independientemente por tres científicos, y por métodos científicos: Daniel Rutherford (1749-1819), discípulo de Black, Scheele y Cavendish. Ninguno de ellos hizo públicos sus resultados. Los tres coincidieron al evaluar de forma bastante aproximada la proporción de nitrógeno en el aire, aunque avanzaron poco en la comprensión de su naturaleza. EL D ESCU B RIMIENTO DE L O XÍGENO Carl Wilh elm Sc heele (1742-1786) Jo seph Priestley (1733-1804)
Pese a las reivindicaciones que hubo en su momento, no cabe duda que fue Schelle el primero que caracterizó al oxígeno entre 1770 y 1773. Mediante el calentamiento de óxido de mercurio, carbonato de plata y otras sustancias, Scheele recogió un gas, al que inicialmente llamó "aire vitriólico", caracterizado por ser inodoro e insípido y, sobre todo, por alimentar la combustión de forma más activa que el aire ordinario. Scheele también descubrió el cloro, el molibdeno y el tungsteno. En la misma época, Priestley da a conocer sus resultados sobre el mismo gas. Muy habilidoso para el trabajo de laboratorio, en especial para con los gases, caracterizó un número mayor que ningún otro químico en su tiempo. Entres otros: el óxido nítrico, el monóxido de carbono, el dióxido de azufre y el amoniaco. El descubrimiento del oxígeno por parte de Priestley se gestó hacia 1774. También utilizó el óxido de mercurio como sustancia de partida. ¿Cuál es el gas más abundante en el aire? Es el nitrógeno. Si pudiéramos observar cada una de las unidades que constituye este gas, veríamos que están formadas, a su vez, por dos partículas, por lo que los científicos le llaman dinitrógeno. Y sucede que las plantas, a pesar de que necesitan que el nitrógeno participe en el proceso de elaboración de sus alimentos, no lo pueden tomar directamente del aire atmosférico.
