Воздух. Неожиданные факты о том, без чего нельзя прожить - Наталья Голубева
Зло углекислого газа
Я уже упоминала, что занимаюсь системами вентиляции, так что знаю этот газ не понаслышке. Мы, инженеры, называем его «вредностью», содержание которой в воздухе помещения необходимо контролировать. Дело снова в том, что при увеличении концентрации углекислого газа содержание кислорода уменьшается. Если содержание СО2 в воздухе выше 6 %, начинается кислородная недостаточность, удушье, хочется спать, начинает болеть голова. При еще больших концентрациях может наступить обморок. Откуда набираются эти 6 % углекислого газа, ведь в атмосфере его в норме меньше половины процента? Газ выделяют люди, оргтехника. «Спертый» воздух влияет на самочувствие и работоспособность. Именно поэтому необходимо регулярно открывать окна в помещениях, чтобы воздух обновлялся. Если такой возможности нет, нужна приточно-вытяжная вентиляция, которая будет освежать воздух принудительно.
Избыточная концентрация углекислого газа вне помещений тоже не представляет собой ничего хорошего. Парниковый газ СО2 – одна из причин глобального потепления, повышения средней климатической температуры Земли. Если с источниками в помещениях более-менее понятно, то что же увеличивает его концентрацию на всей планете целиком? Ну не офисные же сотрудники?
Большое количество диоксида углерода производится в результате деятельности человека: всевозможная промышленность, фабрики и заводы, сжигание нефти, природного газа и угля вносят свою долю в потепление. Уничтожение лесов и изменение ландшафта также наносят планете существенный урон. Не подумайте, я вас не запугиваю, просто хочу обратить внимание на то, что очень важно держать количество углекислого газа на Земле под контролем. Мы ведь не хотим превратить нашу планету в Венеру, правда?
Итак, подведем итоги: углекислого газа на планете немного, но этого количества вполне достаточно, чтобы сохранять тепло, и больше точно не надо. Растениям он необходим для того, чтобы жить и расти. CO2 вытесняет кислород, поэтому, чтобы быть здоровым и бодрым, помещение необходимо чаще проветривать.
Глава 6
Другие газы
Вот мы и разобрали основных «воздушных титанов». Однако в состав атмосферы входят и другие, не менее интересные и важные газы, несмотря на то что их концентрация достаточно мала. К ним относятся инертные газы, водород и метан.
Инертные газы
Гелий (He), неон (Ne), аргон (Ar), криптон (Kr) и ксенон (Xe). При нормальных условиях они не имеют ни цвета, ни запаха. Инертные газы практически не вступают в химические реакции, не поддерживают горение. Нетоксичные, однако при большом скоплении вытесняют кислород, поэтому могут оказать удушающее действие.
АРГОН – самый распространенный среди инертных газов. Его содержание в атмосфере – 0,93 % по объему и 1,29 % по массе. Сильная сторона этого газа – умение изолировать, поэтому аргон применяют в металлургии, чтобы защитить расплавленные металлы от окружающего воздуха. И в люминесцентных лампах, чтобы разогретый вольфрамовый электрод не перегревался, например. В пищевой промышленности аргон работает как упаковочный газ. А еще у него низкая теплопроводность, поэтому им заполняют стеклопакеты.
НЕОНА на Земле совсем немного, около одной тысячной процента. Его применяют в криогенных установках, так как температура кипения газа составляет –246,6 ℃. Электропроводность неона высока, и если через него пропустить ток, газ начинает светиться красным цветом. Выражение «неоновый свет» возникло именно из-за этого свойства. Неоном наполняют всевозможные лампы, рекламные вывески, сигнальное оборудование.
КСЕНОН и КРИПТОН так же используют для заполнения лампочек, вывесок и автомобильных фар. Кстати, эти инертные газы обладают наркотическим действием. Неужели дворовые хулиганы читали химический справочник и поэтому бьют фары припаркованных во дворе автомобилей? Думаю, что вряд ли, скорее всего, это чистое хулиганство.
Из ГЕЛИЯ можно получить самую холодную жидкость при земном атмосферном давлении, температура кипения которой составляет –268,9 ℃. Именно поэтому его используют в криогенной технике и для достижения сверхпроводимости. Однако серьезный гелий может быть и забавным, если его вдохнуть. Дело в том, что плотность гелия значительно меньше плотности воздуха. Газ заставляет голосовые связки колебаться с более высокой частотой, поэтому после вдыхания вы услышите смешной писклявый голос. Вы наверняка видели, как клоуны вдыхают газ из шарика, чтобы рассмешить зрителей. Но хочу сразу предупредить, что вдыхание чистого гелия опасно и лучше этим не увлекаться: можно устроить себе кислородное голодание, потерю сознания, удушье и даже смерть.
Водород
Газа водорода на Земле ничтожно мало. В основном этот элемент находится на планете в виде химических соединений. С некоторыми из них мы знакомы вплотную, соприкасаемся каждый день и даже употребляем внутрь. Всё верно, я о воде. Состав незаменимой жидкости – два атома водорода и один атом кислорода. Кстати, распространенное вещество из домашней аптечки – перекись водорода – тоже результат взаимодействия водорода и кислорода (его формула H2O2). Но рассмотрим водород как двухатомный газ H2.
Его, так же как и гелий, можно назвать рекордсменом. Это самый легкий газ, а при охлаждении – самая легкая жидкость на планете. Водород обладает поистине взрывным характером: в смеси с кислородом он становится взрывоопасной субстанцией, которую применяют в качестве ракетного топлива. Например, в космических кораблях серии «Спейс Шаттл», вы ведь помните?
Водород – важнейшее сырье для химической индустрии. Его используют для производства аммиака и метанола, в нефтепереработке и металлургии. H2 на Земле в чистом виде просто так не раздобудешь, поэтому его приходится производить промышленным путем, а это довольно затратное и грязное производство.
Самый «чистый» и, как следствие, дорогой водород – полученный при помощи электролиза воды. Электролиз – это химическая реакция, при которой вода под воздействием электрического тока распадается на кислород и водород.
Самый популярный и дешевый, однако неэкологичный способ получить водород – паровой риформинг, или паровая конверсия. Так называют химическую реакцию, которая основывается на взаимодействии углеводородов и водяного пара. В качестве сырья выступают метан, природный газ, бензин, керосин и уголь. Большой потенциал имеют безопасные технологии получения водорода из мусора, бытовых отходов и биомасс, поэтому современная водородная промышленность активно развивается и в этом направлении.
Водород в наши дни – важный промышленный газ. Однако у него есть все шансы стать еще и топливом будущего. Уже сейчас на рынке представлены автомобили и автобусы, которые используют H2 в качестве горючего. Вместо двигателя внутреннего
