อากาศ (The air)
อากาศเป็นของผสม ประกอบด้วยก๊าซไนโตรเจน 78% ก๊าซออกซิเจน 21% ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 0.03% ก๊าซเฉื่อย เช่น Helium , Nion , Argon , Krypton ซึ่งเป็นก๊าซที่ไม่ทำปฏิกิริยาเคมี โดยมากมักใส่หลอดไฟ นอกจากนี้ยังมีสารพิษในอากาศ (Air Pollution) ซึ่งอาจเป็นก๊าซ เช่น sulfur dioxide , nitrogen oxide , ozone , hydrocarbons และ carbon monoxide หรืออาจจะเป็นอนุภาคของสารบางชนิด เช่น ควัน astestos และ lead aerosols (มาจาก lead gasoline) แหล่งของก๊าซพิษในอากาศส่วนใหญ่มาจากยวดยานพาหนะ , ควันบุหรี่และโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ นอกจากนี้ในอากาศยังมีฝุ่นละอองและจุลินทรีย์ชนิดต่างๆ การแก้ไขมลพิษในอากาศไม่ใช่เรื่องง่าย เพราะว่ายวดยานพาหนะเป็นสาเหตุที่ก่อให้เกิดมลพิษมากกว่าครึ่งหนึ่ง ใครเป็นคนขับรถยนต์พาหนะเหล่านี้ ตัวเราเองด้วยใช่หรือไม่ หากเรามีความปรารถนาอย่างแท้จริงในการแก้ปัญหานี้ เราควรจะเดิน ขี่จักรยาน ขึ้นรถประจำทางและหากมีความจำเป็นจริงๆ ที่จะต้องใช้รถยนต์ รถมอเตอร์ไซด์ ก็ควรซื้อเครื่องยนต์ที่มีกำลังแรงต่ำ ไม่มีเครื่องประกอบกระจุกกระจิกที่ฟุ่มเฟือย
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้จากการสันดาป (combustion) หรือจากการหายใจของคน, สัตว์, พืช พืชได้ใช้ก๊าซคาร์บอกไดออกไซด์ในการสังเคราะห์แสง เพื่อสร้างอาหารหรือคาร์โบไฮ- เดรท โดยขบวนการสังเคราะห์แสง (Photosynthesis)
การสังเคราะห์แสง (Photosynthesis) หมายถึง กระบวนการที่พืชสีเขียวเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศและน้ำในดิน โดยอาศัย chlorophyll (วัตถุสีเขียวในพืช) และแสงแดดเปลี่ยนไปเป็น glucose หรือ carbohydrate และออกซิเจน
6 CO2 + 6 H2O chlorophyll C6H12O6 + 6O2
sunlight
ขบวนการสังเคราะห์แสงนี้จะทำให้ปริมาณของออกซิเจนในอากาศคงที่
ก๊าซออกซิเจน (O2) ออกซิเจนเป็นธาตุที่มีมากที่สุดบนพื้นผิวโลก เช่นในอากาหรือผสมกับสารอื่นทั่วๆ ไป ในทะเลและทะเลสาบมีออกซิเจนประมาณ 80% โดยรวมเป็นสารประกอบต่างๆ ในดินมีประมาณ 50%
คุณสมบัติทางฟิสิกส์ของออกซิเจน ในอุณหภูมิห้องออกซิเจนเป็นก๊าซที่ไม่มีสี, กลิ่นและรส หนักกว่าอากาศเล็กน้อยและละลายน้ำได้เล็กน้อย ความหนาแน่นของออกซิเจน คือ 1.43 g/litter ส่วนความหนาแน่นของอากาศคือ 1.29 g/litter ดังนั้นออกซิเจนจึงหนักกว่าอากาศเล็กน้อย เมื่อลดอุณหภูมิให้ต่ำลง ออกซิเจนจะกลายเป็นของเหลว สีฟ้าอ่อน ที่ -182.5 oc และถ้าลดอุณหภูมิลงอีก จะกลายเป็นของแข็ง สีฟ้าอ่อน มีจุดเยือกแข็งที่ -218.4 oc
คุณสมบัติทางเคมีของออกซิเจน เป็นธาตุที่สามารถทำปฏิกิริยากับธาตุต่างๆ ปานกลางในอุณหภูมิห้อง และจะมีปฏิกิริยามากขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ออกซิเจนสามารถทำปฏิกิริยากับธาตุต่างๆ เกือบทั้งหมด ให้สารประกอบเรียกว่า oxidesปฏิกิริยาระหว่างออกซิเจนกับสารอื่นดังกล่าว เป็นตัวอย่างของออกซิเดชั่น (oxidation)
ออกซิเดชั่น (Oxidation) หมายถึงกระบาวนการที่มีการเติมออกซิเจน หรือหมายถึงการสูญเสีย electron หรือการเพิ่ม oxidation number
ตัวอย่างการออกซิเดชั่น
1. การสันดาป (combustion) หมายถึงขบวนการที่สารรวมกับออกซิเจนจนเกิดเป็น oxide มีความร้อนและแสงสว่างเกิดขึ้น เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิงพวกถ่านหิน ถ่านไฟ หรือน้ำมัน
ปัจจัยที่มีผลต่อการสันดาป คือ เชื้อเพลิงและออกซิเจน หากเกิดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ (complete combustion) จะได้เปลวไฟสีน้ำเงินใส (bright blue) แต่ถ้าเเกิดการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์จะมีสีเหลือแดง ทำให้เกิดเขม่าดำแก่ภาชนะ อย่างไรก็ตามออกซิเจนไม่มีความจำเป็นทั้งหมดสำหรับปฏิกิริยาการสันดาป เช่น เมื่อเอาผงเหล็กและกำมะถันไปทำให้ร้อนในหลอดแก้ว จะเกิดปฏิกิริยาอย่างรวดเร็ว เกิดความร้อนและแสงสว่างขึ้น ปฏิกิริยานี้เรียกว่าการสันดาปเช่นกันแต่ไม่มีออกซิเจนที่เกี่ยวข้องด้วย
2. การระเบิด คือขบวนการสันดาปที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว เช่น การระเบิดของดินปืนหรือก๊าซถ่านหิน
3. การหายใจ คือขบวนการนำออกซิเจนเข้าไปในร่างกายเพื่อไปทำให้เกิดปฏิกิริยากับสารอาหาร เช่น คาร์โบไฮเดรต ไขมันและโปรตีน ทำให้เกิดคาร์บอกไดออกไซด์ น้ำ และพลังงาน เช่น ออกซิเดชั่นของกลูโคส (Glucose) ปฏิกิริยาดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้ในอุณหภูมิต่ำ โดยอาศัยเอนไซม์ (enzyme) เป็น catalyst และจะต้องผ่านขั้นตอนหลายขั้นตอนด้วยกันกว่าจะได้คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และพลังงาน
4. การฟอกจาง คือขบวนการที่เติมออกซิเจนให้กับสารที่มีสี เพื่อไปเปลี่ยนเป็นไม่มีสี หรือจางลง เช่น การฟอกจางเส้นใย ผ้า และแป้งต่างๆ
5. การเกิดสนิมเหล็ก คือ ขบวนการเติมออกซิเจให้กับเหล็กอย่างช้าๆ โดยมีไอน้ำด้วย ทำให้เกิดเหล็กออกไซด์เป็น ferrous oxide หรือ ferric oxide เกิดเป็นสนิมขึ้น
