Gaiss pret skābekli: atšķirība un salīdzinājums

Gaiss ir gāzu maisījums, kas galvenokārt sastāv no slāpekļa, skābekļa un nelielu daudzumu citu elementu. No otras puses, skābeklis ir tīrs ķīmisks elements, kas nepieciešams dzīvības uzturēšanai caur elpošanu.

Atslēgas

1. Gaiss ir gāzu, tostarp skābekļa, slāpekļa un oglekļa dioksīda, maisījums, savukārt skābeklis ir tīrs.
2. Skābeklis ir nepieciešams dzīvībai, un mūsu ķermenis to izmanto enerģijas ražošanai, savukārt gaisam ir citas svarīgas funkcijas, piemēram, temperatūras regulēšana un atmosfēras spiediena nodrošināšana.
3. Skābekli no gaisa var iegūt, izmantojot dažādas metodes, piemēram, frakcionētu destilāciju vai elektrolīzi.

Gaiss pret skābekli

Gaiss ir gāze, kas satur vairākas gāzes, nelielas ūdens daļiņas un skābekli. Tas darbojas kā spilvens starp atmosfēru un zemi, glābjot zemi no ekstremālām temperatūrām un bīstamiem stariem. Skābeklis ir ārkārtīgi svarīga gāze, kas ir būtiska visu dzīvo organismu elpošanai. Tam nav krāsas, garšas un smaržas.

Salīdzināšanas tabula

iezīme	Gaisa	Skābeklis (O2)
Sastāvs	Gāzu maisījums	Tīrs elements (diatomiskā molekula)
Galvenās sastāvdaļas	78% slāpeklis (N2), 21% skābeklis (O2), 1% argons (Ar), citas mikrogāzes	100% skābeklis (O2)
Ķīmiskā formula	N/A (maisījums)	O2
Stāvoklis istabas temperatūrā	Gāze	Gāze
Krāsa	Bezkrāsas	Bezkrāsas
smarža	Bez smaržas	Bez smaržas
Dzīves nozīme	Būtisks elpošanai	Būtiska sastāvdaļa elpošanai
Pieejamība dabā	Daudzas Zemes atmosfērā	Tas veido aptuveni 21% no Zemes atmosfēras
Uzliesmojamība	Nav uzliesmojošs	Atbalsta degšanu
Aplikācijas	Elpošana, laikapstākļu sistēmas, lidojums	Medicīniskā izmantošana, rūpnieciskie procesi, metāla griešana

Kas ir Gaiss?

Gaiss ir sarežģīts gāzu maisījums, kas aptver Zemes virsmu un izplatās atmosfērā. Sastāv galvenokārt no slāpekļa un skābekļa, kā arī citu gāzu pēdām, gaisam ir izšķiroša nozīme dzīvības uzturēšanā uz mūsu planētas un laikapstākļu veidošanā.

Gaisa sastāvs

1. Slāpeklis (N2): Visbagātīgākā gāze Zemes atmosfērā, kas pēc tilpuma veido aptuveni 78% gaisa. Slāpeklis ir ķīmiski inerts, un tam ir būtiska loma dažādos bioloģiskos procesos, tostarp slāpekļa fiksācijā, ko veic noteiktas baktērijas.
2. Skābeklis (O2): Otrā visbiežāk sastopamā gāze atmosfērā, kas veido aptuveni 21% no gaisa tilpuma. Skābeklis ir būtisks elpošanai lielākajā daļā organismu, kalpojot kā primārais reaģents šūnu elpošanā, lai ražotu enerģiju.
3. Trace gāzes: Lai gan atmosfērā esošās mikrogāzes ir sastopamas salīdzinoši nelielos daudzumos, tām ir būtiska ietekme uz klimatu, laikapstākļiem un atmosfēras ķīmiju. Daži piemēri ir oglekļa dioksīds (CO2), ūdens tvaiki (H2O), argons (Ar) un metāns (CH4).

Gaisa īpašības

1. Blīvums: gaisa blīvums samazinās līdz ar augstumu, jo samazinās spiediens. Jūras līmenī gaisa blīvums ir visaugstākais, nodrošinot cilvēka elpošanai nepieciešamo skābekli. Palielinoties augstumam, piemēram, augstkalnu reģionos, gaisa blīvums samazinās, kas var ietekmēt elpošanas un degšanas procesus.
2. Spiediens: gaiss izdara spiedienu uz objektiem savā vidē, ko sauc par atmosfēras spiedienu. Šis spiediens rodas no gaisa svara virs noteiktā punkta un samazinās līdz ar augstumu. Izmaiņas atmosfēras spiedienā ietekmē laika apstākļus un ir būtiskas meteoroloģijā.
3. Mitruma saturs: Air can hold varying amounts of water vapor depending on temperature and pressure. Humidity levels affect weather phenomena such as precipitation, cloud formation, and humidity-related discomfort.
4. Temperatūra: Gaisa temperatūra ļoti atšķiras atkarībā no ģeogrāfiskās atrašanās vietas, gada laika un augstuma. Temperatūras gradienti atmosfērā nosaka laika apstākļu sistēmas un atmosfēras cirkulācijas modeļus.

Gaisa nozīme

1. Elpošana: Skābeklis, kas atrodas gaisā, ir būtisks dzīvnieku, tostarp cilvēku, aerobai elpošanai. Elpošana ļauj organismiem iegūt skābekli no gaisa un atbrīvot oglekļa dioksīdu kā blakusproduktu.
2. Fotosintēze: Augi un daži mikroorganismi fotosintēzes laikā izmanto oglekļa dioksīdu no gaisa, lai ražotu skābekli un organiskos savienojumus. Šim procesam ir būtiska nozīme oglekļa ciklā un atmosfēras skābekļa līmeņa uzturēšanā.
3. Laikapstākļu sistēmas: Gaisa īpašības, tostarp temperatūra, spiediens un mitruma saturs, ietekmē laikapstākļu, piemēram, vēju, mākoņu, nokrišņu un vētru, veidošanos. Gaisa dinamikas izpratne ir būtiska laika prognozēšanai un klimata pētījumiem.
4. Cilvēka darbība: Gaiss kalpo kā līdzeklis transporta, sakaru un rūpniecisko procesu veikšanai. Tomēr cilvēka darbības, piemēram, fosilā kurināmā dedzināšana un mežu izciršana, var nogādāt gaisā piesārņotājus, izraisot gaisa kvalitātes pasliktināšanos un vides veselības apdraudējumu.

Kas ir skābeklis?

Skābeklis ir ķīmisks elements ar simbolu O un atomskaitli 8. Tā ir bezkrāsaina, bez smaržas un garšas gāze, kas ir būtiska vairuma dzīvo organismu izdzīvošanai uz Zemes. Skābeklim ir izšķiroša nozīme dažādos bioloģiskos, ķīmiskos un rūpnieciskos procesos.

Skābekļa īpašības

1. Fiziskās īpašības:
   • Valsts: Skābeklis atrodas gāzveida stāvoklī istabas temperatūrā un spiedienā.
   • Blīvums: Skābekļa gāze ir blīvāka par gaisu, un standarta apstākļos tās blīvums ir aptuveni 1.429 grami litrā.
   • Vārīšanās temperatūra un kušanas temperatūra: Skābeklis vārās pie -183 grādiem pēc Celsija (-297 grādi pēc Fārenheita) un sasalst pie -218.79 grādiem pēc Celsija (-361.82 grādi pēc Fārenheita).
2. Ķīmiskās īpašības:
   • Reaģētspēja: Skābeklis ir ļoti reaģējošs un viegli savienojas ar daudziem elementiem, veidojot oksīdus. Šī reaktivitāte ir būtiska sadegšanai un dažādām ķīmiskām reakcijām.
   • oksidācija: Skābeklis ir spēcīgs oksidētājs, kas nozīmē, ka ķīmisko reakciju laikā tas var pieņemt elektronus no citām vielām. Šis īpašums ir ļoti svarīgs šūnu elpošanai, kur skābeklis kalpo kā pēdējais elektronu akceptors elektronu transportēšanas ķēdē.
   • Degtspēja: Skābeklis veicina degšanu, ļaujot sadedzināt kurināmo un organiskās vielas siltuma klātbūtnē.

Skābekļa rašanās un ražošana

1. Dabisks notikums:
   • Skābeklis ir trešais visbiežāk sastopamais elements Visumā, kas galvenokārt veidojas kodolsintēzes procesos zvaigznēs.
   • Uz Zemes atmosfērā ir daudz skābekļa, kas pēc tilpuma veido aptuveni 21% no gaisa. Tas ir atrodams arī hidrosfērā un litosfērā, saistīts tādos savienojumos kā ūdens (H2O) un minerāli.
2. Ražošanas metodes:
   • Šķidrā gaisa frakcionēta destilācija: Skābekli var atdalīt no gaisa, izmantojot frakcionētu destilāciju — procesu, kas izmanto tā sastāvdaļu viršanas punktu atšķirības.
   • Ūdens elektrolīze: Elektrolīze var ražot skābekli, laižot elektrisko strāvu caur ūdeni, izraisot tā sadalīšanos skābekļa gāzē (O2) un ūdeņraža gāzē (H2).
   • Ķīmiskās reakcijas: Dažas ķīmiskas reakcijas, piemēram, ūdeņraža peroksīda (H2O2) sadalīšanās, var izdalīt skābekļa gāzi kā blakusproduktu.

Skābekļa nozīme

1. Elpošana:
   • Skābeklis ir būtisks aerobai elpošanai, procesam, kurā organismi ražo enerģiju no glikozes molekulām, izmantojot skābekli kā pēdējo elektronu akceptoru elektronu transportēšanas ķēdē. Šis process notiek šūnu mitohondrijās un ir vitāli svarīgs lielākajai daļai aerobo organismu, tostarp cilvēku, izdzīvošanai.
2. Fotosintēze:
   • Skābeklis rodas kā fotosintēzes blakusprodukts, kurā zaļie augi, aļģes un dažas baktērijas pārvērš oglekļa dioksīdu (CO2) un ūdeni (H2O) glikozē un skābeklī, izmantojot saules gaismu kā enerģijas avotu. Fotosintēze papildina atmosfēras skābekli un ir ļoti svarīga, lai uzturētu gāzu līdzsvaru atmosfērā.
3. Rūpnieciskie un medicīnas lietojumi:
   • Skābekli plaši izmanto dažādos rūpnieciskos procesos, tostarp metālu kausēšanā, ķīmiskajā sintēzē un notekūdeņu attīrīšanā. Tā ir būtiska arī medicīnas iestādēs elpošanas atbalstam pacientiem ar apgrūtinātu elpošanu, kā arī skābekļa terapijā personām ar elpceļu slimībām.

Galvenās atšķirības starp gaisu un skābekli

• Sastāvs:
  • Gaiss ir gāzu maisījums, kas galvenokārt sastāv no slāpekļa (apmēram 78%) un skābekļa (apmēram 21%), kā arī mikrogāzēm, piemēram, oglekļa dioksīda un argona.
  • No otras puses, skābeklis ir tīrs ķīmisks elements, kas apzīmēts ar simbolu O un pastāv kā diatomiskas molekulas (O2) atmosfērā.
• funkcija:
  • Gaiss pilda dažādas funkcijas, tostarp nodrošina elpošanai nepieciešamās gāzes, veicina degšanu un vada laika apstākļus.
  • Skābeklis īpaši spēlē izšķirošu lomu vairuma aerobo organismu elpošanā, kalpojot kā primārais reaģents šūnu elpošanā, lai ražotu enerģiju.
• Pārpilnība:
  • Zemes atmosfērā ir daudz gaisa, kas pārklāj planētas virsmu un izplatās kosmosā.
  • Skābeklis ir gaisa sastāvdaļa, bet ne vienīgā gāze. Tā veido aptuveni 21% no Zemes atmosfēras tilpuma, padarot to par otro visbiežāk sastopamo gāzi pēc slāpekļa.
• Fiziskā stāvoklī:
  • Gaiss istabas temperatūrā un spiedienā pastāv gāzveida stāvoklī.
  • Skābeklis pastāv arī kā gāze normālos apstākļos, taču to var sašķidrināt zemā temperatūrā un spiedienā.
• Loma dzīves procesos:
  • Gaiss nodrošina nepieciešamās gāzes elpošanai, fotosintēzei un citiem vielmaiņas procesiem dzīvos organismos.
  • Skābeklis ir īpaši nepieciešams aerobai elpošanai, ļaujot organismiem iegūt enerģiju no barības vielām.
• Ķīmiskā reaģētspēja:
  • Gaiss satur dažādas gāzes ar dažādām ķīmiskajām īpašībām, savukārt skābeklis ir ļoti reaģējošs elements.
  • Skābeklis viegli piedalās oksidācijas reakcijās, veicinot sadegšanu un dažādus ķīmiskos procesus.

Atsauces

1. https://science.sciencemag.org/content/259/5097/920.abstract
2. https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/ajpheart.01293.2007
3. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0140673697103415

Pēdējo reizi atjaunināts: 01. gada 2024. martā