Air

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Air
Identification
No CAS 132259-10-0
Code ATC AN05
Propriétés chimiques
Masse molaire 28,965338 g· mol-1 [1]
Propriétés physiques
fusion −216,2 °C (1  atm) [2]
ébullition −194,3 °C (1 atm, 874,0 kg·m-3) [2]
Solubilité 0,0292 vol/vol (eau, °C) [2]
Masse volumique 1,2 kg·m-3 (21,1 °C, 1 atm) [2]
Pression de vapeur saturante
Point critique −140,6 °C, 3 771 kPa, 351 kg·m-3 [2]
Conductivité thermique 0,0234 W·m-1·K-1
Thermochimie
Cp
Propriétés optiques
Indice de réfraction  1,00026825 (100 kPa, air sec avec 450  ppm de CO2) [4]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

L'air est un mélange de gaz constituant l' atmosphère de la Terre. Il est normalement incolore, invisible et inodore.

Composition

L'air sec au voisinage du sol est un mélange gazeux homogène. Il est approximativement composé en fraction molaire ou en volume de :

Il contient aussi des traces de dihydrogène 0,000072 % (0,72 ppmv), mais aussi d' ozone, ainsi qu'une présence infime de radon [6]. Il peut aussi contenir du dioxyde de soufre, des oxydes d'azote, de fines substances en suspension sous forme d' aérosol, des poussières et des micro-organismes.

La plupart du temps, l'air de l'environnement terrestre est humide car il contient de la vapeur d'eau. Au voisinage du sol, la quantité de vapeur d'eau est très variable. Elle dépend des conditions climatiques, et en particulier de la température. La pression partielle de vapeur d'eau dans l'air est limitée par sa pression de vapeur saturante qui varie fortement avec la température :

Température de l'air −10 °C °C 10 °C 20 °C 30 °C 40 °C
 % de vapeur d'eau

pour une pression d'air de 1 013 hPa

0 à 0,2 % 0 à 0,6 % 0 à 1,2 % 0 à 2,4 % 0 à 4,2 % 0 à 7,6 %

Le pourcentage de vapeur d'eau présent dans l'air est mesuré par le taux d' hygrométrie, élément important pour les prévisions météorologiques. On parle alors d' humidité absolue, mesurée aussi en unité de masse par volume. L' humidité relative est le pourcentage de la pression partielle de vapeur d'eau par rapport à la pression de vapeur saturante.

Le taux de dioxyde de carbone varie avec le temps. D'une part, il subit une variation annuelle d'environ 6,5 ppmv ( partie par million en volume) d'amplitude. D'autre part, le taux moyen annuel augmente de 1,2 à 1,4 ppmv par an. De l'ordre de 384 ppmv (0,0384 %) à mi-2008, il était de 278 ppmv avant la révolution industrielle, de 315 ppmv en 1958, de 330 ppmv en 1974 et de 353 ppmv en 1990. On pense que ce gaz à effet de serre joue un rôle important dans le réchauffement climatique de la planète.

Le méthane est un autre gaz à effet de serre majeur dont le taux augmente avec le temps : 800 mm3/m3 (0,8 ppmv) à l'époque préindustrielle, 1 585 mm3/m3 en 1985, 1 663 mm3/m3 en 1992 et 1 676 mm3/m3 en 1996.

Jusqu'à environ 80 km d'altitude, la composition de l'air est assez homogène, la seule variation remarquable est celle du taux de la vapeur d'eau lié à la température.

Composition de l'air sec

Nom Formule Proportion
Diazote N2 78,08 %mol [1]
Dioxygène O2 20,95 %mol [1]
Argon Ar 0,934 %mol [1]
Dioxyde de carbone CO2 0,04 %mol (400 ppmv)
Néon Ne 18,18 ppmv [1]
Hélium He 5,24 ppmv [1]
Monoxyde d'azote NO 5 ppmv [1]
Krypton Kr 1,14 ppmv [1]
Méthane CH4 1,7 ppmv
Dihydrogène H2 0,5 ppmv [1]
Protoxyde d'azote N2O 0,5 ppmv [1]
Xénon Xe 0,087 ppmv [1]
Dioxyde d'azote NO2 0,02 ppmv [1]
Ozone O3 00,01 ppmv [1]
Radon Rn 6,0×10-14 ppmv [1]

Les proportions massiques peuvent être évaluées approximativement en multipliant les proportions volumiques par le rapport de la masse molaire du gaz considéré divisé par la masse molaire de l'air soit 28,976 g·mol-1, par exemple dans le cas du CO2. Ce rapport n'est pas négligeable puisqu'il vaut 44/28,976 = 1,52 d'où la teneur massique en CO2 dans l'air égale à 382×1,52 = 580  ppmm.

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