Dihanje je eden najpomembnejših procesov, ki se zahtevajo od vseh živih bitij. Živali sprejmejo kisik in izločijo ogljikov dioksid. Rastline potrebujejo ogljikov dioksid in oddajajo kisik kot odpadni produkt. Vendar nobenega od teh plinov ni najbolj v Zemljini atmosferi. Zrak je pretežno sestavljen iz dušika.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Dušik predstavlja približno 78 odstotkov zraka v zemeljski atmosferi.
Iz česa je narejen zrak
Dušik je najpogostejši plin v ozračju. Zrak je sestavljen iz 78 odstotkov dušika. Kisik predstavlja 21 odstotkov, inertni žlahtni plin argon pa predstavlja 0,9 odstotka zraka. Preostalih 0,1 odstotka sestavlja več plinov v sledovih. Večina 0,1 odstotka je ogljikovega dioksida. Drugi sledovi plinov vključujejo neon, helij, metan (CH4), dušikov oksid (N2O) in ozon (O3.)
Kemija ozračja
Dušikov plin ni zelo reaktiven z drugimi molekulami v ozračju in je v glavnem prisoten v zraku kot N2. Nereaktivno vedenje dušika je posledica močnih trojnih vezi, ki nastanejo med tremi pari elektronov, ki jih delita dva dušikova atoma. Te vezi imajo razmeroma kratek polmer, kar zahteva več energije za prekinitev. Dušik postane bolj reaktiven pri višjih temperaturah. Pri nižjih temperaturah prisotnost nekaterih katalizatorjev povzroči, da dušik postane bolj reaktiven z drugimi molekulami. Ena najpogostejših reakcij na osnovi dušika, ki se pojavi v ozračju, je nastanek dušikovega oksida NO med nevihtami ob udaru strele.
Fiksiranje dušika
Dušik je pomemben za vse organizme, saj je osnova številnih spojin, potrebnih za življenje. Beljakovine, encimi, hormoni in klorofil vsebujejo dušik. Nukleinske kisline vsebujejo tudi dušik in tvorijo dolge verige nukleotidov, ki tvorijo hrbtenico DNA in RNA. Vendar živa bitja ne morejo uporabljati N2 v svoji plinasti obliki v ozračju. Dušikov plin, ki ga najdemo v zračnih žepih v tleh, pretvorimo v obliko, ki jo rastline lahko uporabijo s postopkom, imenovanim fiksacija dušika. Organizmi, ki vežejo dušik, vključujejo nekatere vrste bakterij in druge mikroorganizme, ki živijo na koreninah stročnic, kot so soja, lucerna in rdeča detelja. Mikroorganizmi pretvorijo N2 v druge spojine, kot sta amonij in nitrat, ki jih prevzamejo rastlinske korenine. Potrošniki jedo rastline in pozneje z odstranjevanjem ali razgradnjo dušikove spojine odlagajo nazaj v tla. Rastline dušik vrnejo tudi v tla, ko se razgradijo. Mikroorganizmi, ki vežejo dušik v tleh, razgrajujejo te spojine in dušikov cikel se nadaljuje.
Onesnaževanje zraka
Ker je dušik lahko zelo reaktiven pri visokih temperaturah, nastanejo spojine dušikovega oksida, ko gorivo gori. Ena od teh spojin, dušikov dioksid (NO2), je stranski produkt zgorevanja in je prisoten pri emisijah iz avtomobilov in tovarn. V plinasti obliki NE2 je dražilno sredstvo za dihala. V prisotnosti vode v ozračju lahko reagira in tvori kisli dež.