1.1 空氣是巨大的寶藏
空氣成分的發現
經過漫長的過程，人們逐漸發現空氣是由氮氣、氧氣、二氧化碳和稀有氣體等多種成分組成的。這些氣體被人們認識并利用，所以說，空氣是巨大的寶庫，蘊藏著多種寶物。
17世紀中葉以前，人們對空氣的認識一直是模糊的，到了18世紀，通過對燃燒現象和呼吸作用的深入研究，人們才開始認識到氣體的多樣性和空氣的復雜性。
在18世紀70年代，瑞典科學家舍勒和英國化學家斯特里分別制得了氧氣。當時人們并不知道燃燒與金屬生銹是物質與氧氣作用的結果。
舍勒
1774年，法國化學家拉瓦錫用金屬燃燒實驗證明燃燒是物質與空氣中的氧氣作用的結果，并發現了金屬燃燒后余下的“空氣”不支持燃燒和呼吸。第一次明確提出空氣是由氧氣和氮氣組成的。
百余年后，英國物理學家瑞利與英國化學家拉姆塞經過兩年多的合作與努力，在1892年發現了空氣中還存在著一種極不活潑的氣體——氬。
拉瓦錫
空氣的組成
說說看：空氣是純凈物還是混合物？
小貼士
純凈物：組成中只有一種物質，如氧氣、二氧化碳、氮氣等。
混合物：組成中有兩種或兩種以上物質，如空氣等。
氮氣
氮氣是空氣中含量最多的氣體，組成氮氣的氮元素可以促進農作物的生長，所以氮氣是制造化肥的重要原料。
由于氮氣的化學性質不活潑，因此常用作保護氣，如焊接金屬時常用氮氣作保護氣，燈泡中充氮氣以延長使用壽命，食品包裝時充氮氣以防止食物腐敗。
氮氣的多種用途
氧氣
為什么我們的生命離不開氧氣呢？因為它是日常生活中不可或缺的物質，它是生命的支持者：空氣中有氧氣，人類得以生存、繁衍；水中有氧氣，魚類得以暢游、嬉戲！
氧氣在工業生產中也發揮著重要作用。在煉鋼過程中吹以高純度氧氣，不但降低了鋼的含碳量，還有利于清除磷、硫、硅等雜質，而且氧化過程中產生的熱量足以維持煉鋼過程所需的溫度。因此，吹氧不但縮短了冶煉時間，同時提高了鋼的質量。高爐煉鐵時，提高鼓風中的氧濃度，提高產量。在有色金屬冶煉中，采用富氧技術也可以縮短冶煉時間，提高產量。
冶煉工藝
氧氣的用途
二氧化碳
奇特的肥料——氣體肥料，簡稱氣肥，是指常溫、常壓下呈氣體狀態的肥料。目前使用的氣體肥料主要是二氧化碳，因為二氧化碳是植物進行光合作用必不可少的原料。在一定范圍內。二氧化碳的濃度越高，植物的光合作用也越強，因此二氧化碳是最好的氣肥。
在溫室中施用二氧化碳氣肥可提高作物光合作用的強度和效率，促進根系發育，提高產品品質，并大幅度提高作物產量。
二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒，因此，智慧的人類利用二氧化碳的這種性質發明了各種各樣的二氧化碳滅火器，例如：泡沫滅火器、干粉滅火器及液體二氧化碳滅火器。因二氧化碳比空氣重，滅火時，二氧化碳氣體可以排除空氣而包圍在燃燒物體的表面或分布于較密閉的空間中，降低可燃物周圍或防護空間內的氧氣濃度，從而滅火。另外，二氧化碳從儲存容器中噴出時，會由液體迅速氣化成氣體，還可以從周圍吸收部分熱量，起到冷卻的作用。
二氧化碳氣體肥料
二氧化碳滅火器
小貼士
二氧化碳滅火器主要用于撲救貴重設備、檔案資料、儀器儀表、600伏以下電氣設備及油類的初起火災。
稀有氣體
稀有氣體包括氦、氖、氬、氪和氙，雖然它們在空氣中的含量很低，但卻是一類很重要的氣體。稀有氣體在通電時能發出不同顏色的光，可制成多種用途的電光源，如閃光燈、霓虹燈等。廣場、體育場、飛機場等場所所用的燈內填充了氙氣，通電后能發出比熒光燈強幾萬倍的強光,因此人們通常昵稱氙氣燈為“人造小太陽”。航空、航海的指示燈里充入了氖氣，通電后發出紅光，這種光能穿透濃霧，增大駕駛員的可見范圍。
稀有氣體通電后的顏色
稀有氣體填充的霓虹燈
稀有氣體名稱的由來
稀有氣體曾叫做“惰性氣體”。這是由于稀有氣體性質不活潑，人們在發現它們的時候，普遍認為這些氣體不能與其他物質發生化學反應。但隨著科學技術的發展，人們發現有些稀有氣體在一定條件下也能與某些物質發生化學反應，生成其他物質，于是又把它們稱作稀有氣體。