Gases atmosféricos

Nitrógeno (N2): Es un gas que se presenta como molécula diatómica y es el componente más abundante del aire. Es poco reactivo (reacciona con dificultad con otras sustancias, forma óxidos solo a altas temperaturas), no es tóxico, es incoloro e insípido y diluye a los demás componentes del aire. A Lavoisier le parecía tan inerte que lo llamo "azoe" (azote en francés) que significa sin vida. Sin embargo, los compuestos del nitrógeno son componentes vitales de los alimentos, fertilizantes y explosivos. El nitrógeno también forma parte de muchas moléculas biológicas como las proteínas.
Como es un gas bastante inerte se usa en ambientes en que es peligrosa o indeseable la presencia de oxígeno. El nitrógeno tiene la propiedad de licuarse a una temperatura muy baja. En medicina se utiliza el nitrógeno líquido, a una temperatura cercna a -195ºC para congelar muestras biológicas. Sirve para concervar órganos durante períodos prolongados de tiempo con el fin de realizar transplantes. También se utiliza en las técnicas de reproducción asistida, para congelar óvolus, espermatozoides y embriones.

Ciclo de nitrógeno

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Oxígeno (O2): Es un componente fundamental del aire y forma el 20,9% de la atmósfera. Es un gas incoloro, inodoro e insípido. Aunque es relativamente no tóxico, el oxígeno puro puede ser tóxico si se inhala en grandes cantidades. El oxígeno atmosférico proviene de la fotosíntesis de las plantas verdes y del plancton marino y es necesario para la respiración de las plantas y animales. El oxígeno es el elemento más abundante en la corteza terrestre, mientras que en el Sol es el tercer elemento más abundante. La atmósfera de Marte contiene un 0,15% de oxígeno.

El oxígeno juega un papel fundamental en las reacciones de combustión. Una reacción de combustión es aquella en que elementos o compuestos (combustibles) reaccionan con oxígeno (comburente) formando los correspondientes óxidos (ExOy) con liberación de calor y luz. la respiración no es más que una combustión lenta, mientras que otra reacción de combustión importante en los animales es la que se produce con el azúcar pa la obtención de energía.

C6H12O6(ac) + 6O2(g) ====== 6CO2(g) + 6H2O(l) + Energía

El oxígeno es un gas muy reactivo y se conocen óxidos de la mayoría de los elementos. Forma parte de una gran variedad de compuestos fundamentales como el H2O y los silicatos (compuestos que contienen silicio, oxígeno y otros elementos) que constituyen las rocas de la Tierra.

Gases nobles: Se caracteriza por su propiedad de no reaccionar con otras sustancias. El argón, el neón, el helio, el kriptón, el xenón y el radón forman el grupo de elementos llamados gases nobles. Su abundancia en la Tierra es baja y son poco reactivos debido a su estructura electrónica. Por esta razón se utiliza el argón para llenar las ampolletas y evitar que el filamento de wolframio se oxide al calentarse.

El dióxido de carbono (CO2): Que junto con los gases nobles constituyen aproximadamente el 1% del aire, es un gas incoloro, inodoro y no tóxico. Cuando una atmósfera contiene uan alta concentración de CO2 puede tener efectos nocivos y provocar asfixia, pero esto ocurre solamente por la falta de oxígeno.

El dióxido de carbono se produce por la combustión en presencia de oxígeno, de cualquier tipo de carbón o de compuestos que contengan carbono.

C(s) + O2(g) ======= CO2(g)

Cuando hay baja concentración de oxígeno O2, se produce una mezcla de monóxido de carbono CO y CO2 (el monóxido de carbono CO es un gas muy tóxico y peligroso, pues sustituye al oxígeno y puede provocar la muerte por asfixia).

Muchos carbonatos desprenden CO2 cuando se descomponen al calentarlos a elevadas temperaturas y todos desprenden CO2 al hecerlos reaccionar con ácidos. El CO2 también se obtiene comomproducto de la fermentación dela zúcar y otros compuestos vegetales en la que se produce, además, etanol o alcohol etílico.

C6H12O6(ac) + fermento ====== 2C2H5OH(ac) + 2CO2(g)

y constituye un producto final en el metabolismo animal:

C6H12O6(ac) + 6O2(g) ======= 6CO2(g) + 6H2O + Energía

Ciclo del carbono

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Agua (H2O): Se encuentra formando parte del aire en sus tres estados físicos. Su papel es fundamental en la generación de los diversos fenómenos metereológicos y juega un papel importante en las características del clima. La concentración de agua en el aire presenta notables variaciones, entre el día y la noche, entre las estaciones del año y con la altura y posicición sobre la Tierra.