El aire es tan necesario que los seres vivos podríamos sobrevivir sólo unos cuantos minutos sin él, mientras que sin agua sobreviviríamos algunos días y sin comida más de un mes. En el aire se encuentran los elementos necesarios para realizar las funciones vitales de todo ser. Su presencia permite la existencia del fuego, el sonido, el viento, las nubes, las lluvias, etcétera.

En la siguiente tabla aparecen los principales componentes del aire, en orden decreciente de abundancia.

Composición del aire que nos rodea

COMPONENTES

CONCENTRACIÓN APROXIMADA
(porcentaje en volumen)

Nitrógeno (N2)

78.09%

Oxígeno (O2)

20.95%

Argón (Ar)

0.93%

Dióxido de carbono (CO2)

0.03%

Neón (Ne)

0.0018%

Helio (He)

0.0005%

Criptón (Kr)

0.0001%

Hidrógeno (H2)

0.00005%

Xenón (Xe)

0.000008%

Radón (Rn)

Pequeños vestigios

Vapor de agua (H20)

Variable

Partículas

Variable

Ozono (O3)

Variable

La composición del aire varía según la estación y la altitud, entre otros factores. Las concentraciones presentadas en la tabla anterior son aproximadas.

El aire puro es insípido, transparente, inodoro e incoloro en pequeñas cantidades, pero a distancia y en grandes volúmenes se ve de color azul, de tono e intensidad variables, debido a la difracción de los rayos solares, por lo que comúnmente decimos que "el cielo es azul".

El aire es una mezcla de gases que tiene la propiedad de ser elástico debido a que se puede dilatar y comprimir; forma una capa de aproximadamente 500 000 millones de toneladas que rodea a nuestro planeta.

El aire limpio del campo puede contener monóxido de carbono, metano, amoniaco, bióxido de carbono, óxidos de nitrógeno y ozono. Estos gases, que normalmente se consideran contaminantes, pueden tener su origen en procesos naturales que los producen en pequeñas cantidades.

Los contaminantes gaseosos más comunes del aire en centros urbanos y zonas industriales son:

  1. Monóxido de carbono (CO)
  2. Anhídrido sulfuroso (SO2)
  3. Bióxido de carbono (CO2)
  4. Oxidantes que forman el smog (nube o masa atmosférica que se forma generalmente sobre los grandes centros urbanos o núcleos industriales), como:
  • Dióxido de nitrógeno (NO2)
  • Trióxido de nitrógeno (NO3)
  • Ozono (O3)

 

SEPARACIÓN DE GASES DE UNA MEZCLA

El aire es una mezcla de gases y se han desarrollado diferentes procesos para poder separarlos.

Licuación del aire que nos rodea.

  1. Licuefacción (o licuación): Cambio de estado gaseoso a estado líquido; consiste en aumentar suficientemente la presión y reducir la temperatura para que un gas pase al estado líquido.

  2. Destilación fraccionada: Es el proceso empleado para separar mezclas de sustancias con distintos puntos de ebullición; es un proceso muy complejo que se lleva a cabo en forma industrial.

En 1877, Luis Cailletet Kallte (1832-1913), físico e industrial francés, intentó licuar el aire, y en 1895 Carl von Linde (1842-1934), ingeniero alemán, diseñó su primera máquina para licuar el aire, la cual perfeccionó años después.

En la actualidad, el licuado se obtiene en las llamadas máquinas de aire líquido.

Primero hay que comprimirlo con una bomba y hacerlo pasar por un tanque de enfriamiento. Ya comprimido, el aire escapa por el tubo interior de un serpentín de paredes dobles, y al pasar por una válvula de aguja se dilata con tal rapidez que su temperatura desciende bruscamente. Este aire sube por el tubo exterior del serpentín y regresa al compresor, donde se repite este ciclo hasta que el aire se enfría a -194 ºC, temperatura a la que se licua y se envía a un frasco de Dewar (recipiente que permite mantener líquidos a baja temperatura), donde puede almacenarse.

Usos del aire líquido

El aire líquido se emplea en la industria en gran escala para obtener oxígeno y nitrógeno industriales, y gases nobles como el argón; para procesos de congelación de alimentos (por medio del nitrógeno líquido, llamados congelación criogénica), para fabricar explosivos y para templar ciertos aceros destinados a la construcción de maquinaria pesada y de alta velocidad. El aire líquido es guardado en frascos de Dewar, que son envases de vidrio con paredes dobles, entre las cuales se ha creado un vacío para evitar la propagación del calor por el aire; además, los frascos se platean en su interior para evitar la absorción calorífica por la radiación.

Los termos que utilizamos no son otra cosa que la aplicación del frasco de Dewar.

El aire líquido es móvil y transparente. Su temperatura de ebullición es de -190 ºC; este frío hace que los cuerpos sumergidos en él sufran un gran endurecimiento; por ejemplo: el mercurio se solidifica y la materia orgánica, como la carne, se vuelve frágil como el vidrio, ya que el agua se congela rápidamente.

Los componentes del aire también pueden separarse por disolución en líquidos o por absorción en sólidos. El oxígeno se disuelve en el agua a 0 ºC en proporción de 5%.

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