Hengitys on yksi tärkeimmistä prosesseista, joita kaikilta eläviltä vaaditaan. Eläimet imevät happea ja karkottavat hiilidioksidia. Kasvit tarvitsevat hiilidioksidia ja luovuttavat happea jätteeksi. Kumpikaan näistä kaasuista ei kuitenkaan ole eniten maapallon ilmakehässä. Ilma koostuu pääosin typestä.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Typpi muodostaa noin 78 prosenttia maapallon ilmakehän ilmasta.
Mistä ilma on valmistettu
Typpi on ilmakehän runsain kaasu. Ilma koostuu 78 prosentista typpeä. Hapen osuus on 21 prosenttia, ja inertin jalokaasun argonin osuus on 0,9 prosenttia ilmasta. Loput 0,1 prosenttia koostuu useista hivekaasuista. Suurin osa 0,1 prosentista on hiilidioksidia. Muita kaasujäämiä ovat neon, helium, metaani (CH4), typpioksidi (N2O) ja otsoni (O3.)
Ilmakehän kemia
Typpikaasu ei ole kovin reaktiivinen ilmakehän muiden molekyylien kanssa ja sitä esiintyy pääasiassa ilmassa N: nä2. Typen reagoimaton käyttäytyminen johtuu voimakkaista kolmoissidoksista, jotka muodostuvat kolmen typpiatomin kesken jaetun kolmen elektroniparin välillä. Näillä sidoksilla on suhteellisen lyhyt säde, mikä vaatii enemmän energiaa hajoamiseen. Typpi muuttuu reaktiivisemmaksi korkeammissa lämpötiloissa. Alemmissa lämpötiloissa tiettyjen katalyyttien läsnäolo aiheuttaa typen reaktiivisuuden muiden molekyylien kanssa. Yksi yleinen typpi-pohjainen reaktio, joka tapahtuu ilmakehässä, on NO: n, typpioksidin muodostuminen myrskyjen aikana salaman iskiessä.
Typen kiinnitys
Typpi on tärkeä kaikille organismeille, koska se muodostaa perustan monille elämän kannalta välttämättömille yhdisteille. Proteiinit, entsyymit, hormonit ja klorofylli sisältävät kaikki typpeä. Nukleiinihapot sisältävät myös typpeä ja muodostavat pitkät nukleotidiketjut, jotka muodostavat DNA: n ja RNA: n selkärangan. Elävät olennot eivät kuitenkaan voi käyttää N: tä2 kaasumaisessa muodossa ilmakehässä. Maaperän ilmataskuista löytyvä typpikaasu muuttuu kasvien käyttämäksi muodoksi typpikiinnityksellä. Typpiä sitovat organismit sisältävät tietyntyyppisiä bakteereja ja muita mikro-organismeja, jotka elävät palkokasvien, kuten soijapapujen, sinimailasen ja punaisen apilan, juurilla. Mikro-organismit muuttavat N: n2 muihin yhdisteisiin, kuten ammoniumiin ja nitraattiin, jotka kasvin juuret omaksuvat. Kuluttajat syövät kasveja ja myöhemmin kertyvät typpiyhdisteet takaisin maaperään eliminoimalla tai hajoamalla. Kasvit palauttavat myös typpeä maaperään hajotessaan. Maaperässä olevat typpeä sitovat mikro-organismit hajottavat nämä yhdisteet, ja typpisykli jatkuu.
Ilmansaaste
Koska typpi voi olla erittäin reaktiivinen korkeissa lämpötiloissa, typpioksidiyhdisteitä muodostuu polttoaineen polttamisen yhteydessä. Yksi näistä yhdisteistä, typpidioksidi (NO2) on palamisen sivutuote ja sitä esiintyy autojen ja tehtaiden päästöissä. Kaasumaisessa muodossa NO2 on hengitysteitä ärsyttävä. Veden läsnä ollessa ilmakehässä se voi reagoida muodostaen happosateen.