 Quase
que tudo o que respiramos é o gás nitrogênio:
praticamente 80% da atmosfera é feita por este gás.
Felizmente, os seres vivos se adaptaram a este gás
e ele é totalmente inerte e atóxico ao nosso
corpo.
Sob
a forma líquida, a cerca de 170 graus celsius negativo,
o nitrogênio é utilizado como um criogênico.
É um líquido em constante ebulição,
e o gás escapa para a atmosfera. A cor branca - vista
na foto ao lado - é na verdade resultante da condensação
do vapor de água presente na atmosfera, devido o contato
com o gás extremamente frio que sai dos recipientes.
A
atmosfera é uma grande mistura gasosa.
A composição desta mistura é, devido
a ação do campo gravitacional terreste, anisotrópica
- isto é, existem regiões com composições
distintas. A baixas altitudes, na troposfera, os gases mais
pesados são os mais abundantes: nitrogênio, oxigênio,
gás carbônico, argônio e água, entre
outros. Na medida em que se aumenta a altitude, o ar - além
de ficar mais rarefeito - também passa a ser formado
de gases mais leves, como o oxigênio atômico,
o hélio, o hidrogênio, e outros. O infográfico
abaixo indica a composição média
das várias regiões da atmosfera.
A
composição da atmofera foi exaustivamente estudada
por John Dalton, em 1800. Seus estudos, entretanto,
serviram para outro propósito: Dalton compreendeu como
se comportavam misturas de gases, e fez uma observação
importante: "cada gás é
um vácuo para o outro gás",
isto é, os gases, numa mistura, se comportam independentemente,
como se estivessem sozinhos naquele recipiente.
Composição
do ar atmosférico seco
ao nível do mar |
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Este
fato ficou conhecido como a Lei de
Dalton das misturas de gases. De acordo com
seu postulado, a pressão total
de uma mistura gasosa simplesmente é a soma das pressões
parciais de cada um dos gases. Então:
p(total)
= p(A) + p(B)
+ ... p(N)
Por
exemplo: assumindo que o ar atmosférico tenha
79% de moles de nitrogênio, 20% de
moles de oxigênio e 1% de moles de argônio, temos
a seguinte relação em presões:
p(total)
= 1,00 atm = p(N2) + p(O2)
+ p(Ar)
De
acordo com Dalton, a pressão
parcial pode ser obtida pela fração molar (X)
do gás na mistura. Então,
p(N2)
= X(N2).p(total)
= 0,79 x 1,00 atm = 0,79 atm
Da
mesma forma, encontramos que p(O2)
= 0,20 atm e p(Ar)
= 0,01 atm. Isto significa que a pressão exercida
pelo gás oxigênio na atmosfera é de cerca
de 0,2 atm.
A
atmosfera contém, também, moléculas de
água. Na próxima etapa iremos aprender mais
sobre a pressão de vapor da água e a umidade
relativa do ar. Use a barra de ferramentas no topo da página
para seguir adiante.
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