الغلاف الجوي · طبقة الغازات المحيطة بالأرضالغاز الخامل · غاز لا يتفاعل إلا قليلًا مع المواد الأخرى مثل النيتروجين والأرجونالغاز الدفيء · غاز مثل ثاني أكسيد الكربون يحتفظ بالحرارة في الغلاف الجوي
الشرح
الغلاف الجوي طبقة من الغازات تحيط بالأرض. والهواء الجاف نحو ٧٨% نيتروجين، ونحو ٢١% أكسجين، ونحو ٠٫٩٣% أرجون (غاز نبيل)، ونحو ٠٫٠٤% ثاني أكسيد الكربون (غاز دفيء)، إضافةً إلى كميات قليلة من بخار الماء (وتتغير) وثاني أكسيد الكبريت والأوزون وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد النيتروجين. والنيتروجين هو الغاز الرئيسي وليس الأكسجين. والنيتروجين خامل تقريبًا لأن ذرتيه مرتبطتان برابطة ثلاثية قوية جدًا، فأكاسيده نادرة وتحتاج إلى البرق أو درجات حرارة عالية جدًا لتتكون. ويأتي الأكسجين معظمه من البناء الضوئي ويلزم للتنفس والاحتراق. وتتغير النسب باستمرار: فالتنفس يأخذ O₂ ويطلق CO₂، والبناء الضوئي يفعل العكس، والبراكين تضيف غازات. ويحمي الغلاف الجوي الأرض من الإشعاعات الضارة ومن الأجسام القادمة من الفضاء (فمعظم الشهب تحترق)، ويحتفظ بجزء من إشعاع الشمس فتبقى حرارة السطح معتدلة، ويحرك دورة الماء. وCO₂ نسبته ٠٫٠٤% فقط لكنه مهم.
أمثلة محلولة
الغاز
النسبة
لترات في ١٠ ٠٠٠ L
النيتروجين
78%
7800
الأكسجين
21%
2100
الأرجون
0.93%
93
ثاني أكسيد الكربون
0.04%
4
نوجد حجم كل غاز في ١٠ ٠٠٠ لتر من الهواء الجاف. النيتروجين: ٧٨% من ١٠ ٠٠٠ = ٧٨٠٠ L. الأكسجين: ٢١% = ٢١٠٠ L. الأرجون: ٠٫٩٣% = ٩٣ L. ثاني أكسيد الكربون: ٠٫٠٤% = ٤ L. المجموع ٧٨٠٠ + ٢١٠٠ + ٩٣ + ٤ = ٩٩٩٧ L؛ والـ ٣ L الباقية آثار من غازات أخرى.
لماذا تتغير نسب الغازات؟ عندما تنمو غابة نهارًا يأخذ البناء الضوئي CO₂ ويطلق O₂. وفي الليل وفي كل الكائنات الحية يأخذ التنفس O₂ ويطلق CO₂. وقد يضيف البركان غازات مثل ثاني أكسيد الكبريت. والتغيرات صغيرة مقارنةً بالغلاف الجوي كله.
قال تلميذ إن الأكسجين هو الغاز الرئيسي في الهواء. هل هذا صحيح؟ لا. الأكسجين هو الغاز الثاني بنحو ٢١%؛ والنيتروجين بنحو ٧٨% هو الرئيسي. ويبقى النيتروجين في الهواء دون تغيير في الغالب لأنه خامل تقريبًا.
نشاط الفصل
للهواء وزن، بمساعدة أحد الكبار. ثبّت مسطرة أو عودًا خفيفًا من منتصفه بقلم أو خيط بحيث يتزن. اربط بالونًا فارغًا عند كل طرف بحيث يبقى متزنًا. ينفخ الكبير أحد البالونين ويربطه، ثم تضعه مكان الفارغ. صف أي الطرفين ينزل وماذا يوحي ذلك عن الهواء داخل البالون. لا تتبادلوا البالونات بالفم. ثم ارسم شبكة من ١٠ × ١٠ (١٠٠ مربع) ولوّن ٧٨ للنيتروجين و٢١ للأكسجين و١ للبقية.
تدرّب
1
اذكر أكثر غازين وفرة في الهواء الجاف ونسبتيهما.
النيتروجين (نحو ٧٨%) والأكسجين (نحو ٢١%).
2
كم لترًا من الأكسجين في ٥٠٠٠ L من الهواء؟
٢١% من ٥٠٠٠ = ١٠٥٠ L.
3
لماذا يوصف النيتروجين بأنه خامل تقريبًا؟
ذرتاه مرتبطتان برابطة ثلاثية قوية جدًا، فلا يتفاعل إلا قليلًا.
4
اذكر طريقتين يفيد بهما الغلاف الجوي الحياة.
مثلًا: يُبقي حرارة السطح معتدلة، ويحمي الأرض من الإشعاعات الضارة والشهب، ويحرك دورة الماء.
