Bài 11. Oxygen. Không khí

Oxygen trên Trái Đất

Dù sống trên mặt đất, trong nước hay trong lòng đất, các loài động vật, thực vật đều cần oxygen cho quá trình hô hấp. Cá sống được trong nước vì trong nước có một lượng oxygen hoà tan, dù rất nhỏ. Oxygen có trong không khí, trong nước và trong đất xốp.

Tính chất vật lí và tầm quan trọng của oxygen

Tính chất vật lí: ở điều kiện thường, oxygen ở thể khí, không màu, không mùi, không vị, ít tan trong nước và nặng hơn không khí. Oxygen hoá lỏng ở −183 °C, hoá rắn ở −218 °C. Ở thể lỏng và rắn, oxygen có màu xanh nhạt.

Tầm quan trọng: thông thường, ở đâu có oxygen thì ở đó có sự sống. Oxygen không chỉ cần thiết cho quá trình hô hấp của động vật, thực vật mà còn không thể thiếu cho quá trình đốt cháy nhiên liệu để thắp sáng, cung cấp nhiệt... Nếu không có oxygen thì sự cháy không thể xảy ra.

Thành phần của không khí

Không khí xung quanh ta ngoài oxygen còn có nhiều chất khí khác. Trong điều kiện thông thường, thành phần không khí (gần đúng theo thể tích) như sau:

Chứng minh trong không khí có hơi nước: cho nước pha màu vào hai ống nghiệm có nút, cho vài viên nước đá vào ống A rồi đậy nút cả hai ống. Bên ngoài ống A xuất hiện các giọt nước đọng lại: đó là hơi nước trong không khí gặp lạnh ngưng tụ.

Xác định thành phần thể tích oxygen trong không khí: đặt cây nến trên giá đỡ trong chậu nước vôi trong, châm lửa rồi úp nhanh cốc thuỷ tinh có vạch chia lên. Nến cháy sinh ra khí carbon dioxide và hơi nước; hơi nước ngưng tụ lại còn carbon dioxide bị nước vôi trong hấp thụ hết, nên khi oxygen trong cốc đã cháy hết thì chất lỏng dâng lên chiếm chỗ của oxygen, khoảng một phần năm chiều cao cốc.

Vai trò của không khí

• Sự luân chuyển không khí giúp điều hoà khí hậu, khiến bề mặt Trái Đất không quá nóng hoặc quá lạnh. Không khí còn bảo vệ Trái Đất khỏi các thiên thạch rơi từ vũ trụ vì khi cọ xát với không khí, các thiên thạch bốc cháy hoặc bay hơi gần hết.
• Oxygen trong không khí cần cho sự hô hấp của động vật, thực vật, đốt cháy nhiên liệu.
• Khi mưa dông có sấm sét, nitrogen trong không khí được chuyển hoá thành chất có chứa nitrogen có lợi cho cây cối (dạng phân bón tự nhiên).
• Carbon dioxide cần thiết cho quá trình quang hợp của cây xanh.

Sự ô nhiễm không khí

Nguyên nhân và hậu quả: khi thành phần không khí bị thay đổi như lượng oxygen giảm, lượng carbon dioxide tăng, xuất hiện các khí độc hại, khói, bụi, ta nói không khí bị ô nhiễm. Nguyên nhân tự nhiên: núi lửa phun, cháy rừng (có thể từ tự nhiên hoặc do con người). Nguyên nhân do hoạt động của con người: rác thải, khí thải từ ô tô, nhà máy...

Ô nhiễm không khí ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và đời sống: lượng carbon dioxide tăng làm Trái Đất ấm lên, băng ở hai địa cực tan ra làm nước biển dâng; bụi, khói và khí độc gây nhiều bệnh nguy hiểm, nhất là bệnh về đường hô hấp; gây ra mưa acid làm phá huỷ các công trình xây dựng, giảm chất lượng đất, giảm khả năng quang hợp của cây...

Bảo vệ môi trường không khí: để giữ bầu khí quyển trong lành, các quốc gia và mỗi người cần hành động:

• Tìm nguồn năng lượng sạch (Mặt Trời, gió, nước).
• Hướng dẫn người dân sử dụng năng lượng hợp lí, tiết kiệm.
• Đề ra những quy định nghiêm ngặt về xử lí khí thải, chất thải độc hại.
• Bảo vệ và trồng cây xanh; đi phương tiện công cộng; không xả rác bừa bãi.

Mở rộng

Que đóm còn tàn đỏ bùng cháy khi cắm vào lọ khí oxygen. Muốn có ngọn lửa cần đủ ba yếu tố gọi là "tam giác lửa": chất cháy, nhiệt và oxygen; thiếu một yếu tố thì lửa tắt.

Oxygen không tự cháy nhưng làm vật khác cháy mạnh hơn, vì thế ở nơi có nhiều oxygen càng phải chú ý phòng cháy.

Không khí có hàm lượng oxygen khoảng 21% về thể tích là môi trường sống quen thuộc của con người. Ở nơi không có oxygen hoặc hàm lượng oxygen thấp hơn, ta cần phải dùng thiết bị dưỡng khí. Bình dưỡng khí loại Trimix dùng trong lặn kĩ thuật thông thường (độ sâu không quá 65 mét) chứa 21% oxygen, 78% nitrogen và 1% helium về thể tích.

Mùa lạnh ở Hà Nội và một số thành phố lớn, bụi mịn PM2.5 (hạt rất nhỏ, đường kính dưới 2,5 micromet) có thể xuống phổi, nên nhiều người đeo khẩu trang chống bụi khi ra đường.