私達は毎日、空気から酸素を取り込んで二酸化炭素をはいてますが、
私達が吸い込んでいる空気成分の中身はどうなっているのでしょうか？
早速、調べてみました。
| 成分 |
化学式 |
体積比 |
重量比(%) |
| 窒素 |
N2 |
78.084 |
75.51 |
| 酸素 |
O2 |
20.9476 |
23.01 |
| アルゴン |
Ar |
00.934 |
01.286 |
| 二酸化炭素 |
CO2 |
0.032 |
00.0314 |
| 気圧：1013hPa |
上の表で比較してみると、窒素の量が多くて、
二酸化炭素の量が少ないのは驚きの結果だと思います。
では、次は窒素、酸素、アルゴン、二酸化炭素の役割を見てみましょう。
窒素の役割
窒素はすべての生物にとって必須の元素です。
アミノ酸やタンパク質、核酸塩基など、あらゆるところに含まれます。ただし、人は
大気中の窒素分子を利用することができず、微生物などが窒素固定によって
作り出す窒素化合物を摂取することで体内に窒素原子を取り込んでいます。
酸素の役割
酸素は、呼吸(外界から酸素を取り入れ、体内で消費して二酸化炭素 を放出)
する生物(人間)によっては必須な成分です。私達は、細胞内のミトコンドリアにより
炭水化物を酸化し、最終産物として二酸化炭素 (CO2) と水を排出しています。
ただし、空気中の酸素の濃度が高くなると、人間にとって有害成分となります。
60%以上の高濃度酸素を12時間以上吸引すると、肺の充血がみられたりし、
最悪の場合、失明や死亡する危険性があります。
アルゴンの役割
アルゴンは化学反応をほとんど起こさない元素で、空気中のアルゴンは
私達に有益なものでも害を及ぼすものでもありません。水銀灯、蛍光灯、電球、
真空管等の封入ガスや食品の酸化防止のための充填ガスなどに利用されています。
二酸化炭素の役割
二酸化炭素は植物にとって必須の成分です。植物は光エネルギーを使用して、
水を分解して酸素を放出し、二酸化炭素から糖を合成します。(光合成)
空気中の二酸化炭素は無害ですが、濃度が高くなると、
人間は危険な状態に置かれます。濃度が 3〜4 % を超えると頭痛・めまい・吐き気
などを催し、7 % を超えると炭酸ガスナルコーシスのため数分で意識を失い死に至ります。
次に、空気が薄くなると言われる3000mの標高の場合の
空気成分の中身を見てみましょう。
| 成分 |
化学式 |
体積比 |
重量比(%) |
| 窒素 |
N2 |
78.084 |
75.51 |
| 酸素 |
O2 |
20.9476 |
23.01 |
| アルゴン |
Ar |
00.934 |
01.286 |
| 二酸化炭素 |
CO2 |
0.032 |
00.0314 |
| 気圧：701hPa |
このように酸素濃度比率事態は標高0mと変わりません。
しかし、気圧が標高0mに比べて約70%となりました。
※気圧とは、気体の圧力の事を指します。
つまり、標高が高くなると、気体の圧力が低くなってしまう為、
空気に含まれる酸素量(酸素分圧)も減ってしまい、息切れしやすくなります。
※「酸素分圧」（気圧×酸素濃度）で算出されます。 |
