Transcript „Gyakorold azt amit már tudsz, és ez segíteni fog felismerni azt, amit
Slide 1
„Gyakorold azt amit már tudsz, és ez segíteni fog felismerni
azt, amit még nem tudsz! ”
/Rembrandt/
Egy hétköznapi vegyület
- A szén-dioxid -
klorofill
6CO2+6H2O
napfény
C6H12O6+6O2
Slide 2
A szén-dioxid a mindennapokban
A CO2 az egyik legközönségesebb, legrégebben ismert gáz. Széndioxidot lélegzünk ki, egyedüli természetes gáz, hiszen a szervezet
maga állítja elő és maga is szabadul meg tőle. „Fix levegőnek” nevezték
el a kémikusok, ha ugyanis valamilyen lúgoldaton vezetjük át „fixálódik”
(a lúg megköti). Hűtésre is használják (szárazjég). A háztartásban is
találkozunk CO2-dal. Az üvegházhatásért felelős anyagok egyike (az
üvegházhatás 60%-áért felel).
Három különböző formában találjuk meg:
Gázállapotban: a tiszta levegő 0.035% (térfogatszázalék) CO2-t (350
ppm) tartalmaz. Ez a mennyiség az elmúlt évtizedekben jelentősen
növekedett (100 éve még 280 ppm volt), ami bizonyítottan hozzájárul a
globális felmelegedéshez, azaz a CO2üvegház gáz
Folyékony állapot: tároló tartályokban, nyomás alatt , mint sűrített gáz
Szilárd állapotban száraz jég → hűtéshez, tisztításhoz használják
Slide 3
A légkörből számos formában kerül széndioxid: szén és széntartalmú
anyagok égése, állatok, növények, mikroorganizmusok légzése során.
Jelentős mennyiségű szán-dioxid kerül a levegőbe a vulkanizmus során
és a tengerek kötött szén-dioxidjából is.
Tűz esetén a tűzoltó készülékekből kiáramló szén-dioxid habbal
oltják a tüzet. Nagy mennyiségben fulladást okoz. Vizes oldata a
szénsav. A szénsav a természetben is előfordul, a szénsavas
forrásvizeknek gyógyító hatásuk van. Jelen van az üdítőkben.
Sok szerencsétlenséget is okozott már. A borospincékben a must
erjedésekor sok szén-dioxid gáz keletkezik. A gyanútlan emberek, ha
lemennek ilyenkor a pincékbe megfulladhatnak.
Slide 4
A CO2 a C tartalmú anyagok égésterméke.
A CO2 tekinthető az élet alapjának, hiszen a (zöld) növények CO2-ból, a
nap energiáját igénybevevő fotoszintézissel építik fel az élet alapvető
szerves anyagait.
Ezek a szerves anyagok az élőlények pusztulásakor a talajba, vizekbe
kerülnek (humuszképződés), a lebontó szervezetek nyomán pedig egy
részük előbb-utóbb visszakerül a légkörbe.
A fotoszintézisen keresztül az erdők a légkörből megkötik és tárolják
a CO2-t, így nagyban befolyásolják annak mennyiségét.
Az emberi tevékenység során kibocsátott CO2 mennyiségének mintegy
fele a légkörbe marad, másik fele az óceánokba, illetve bioszférába
kerül.
Slide 5
A szén-dioxid tulajdonságainak vizsgálata
Kísérlet
Megfigyelés
A szén-dioxid
hasonlóan felfújja,
feszíti a léggömböt,
mint a levegő
Következtetés
A szódabikarbóna
és ételecet
reakciója során
szén-dioxid
keletkezi
A szén-dioxid
gáz halmazállapotú
Slide 6
A gyertya néhány pillanat
múlva elalszik
Előbb a kicsi gyertya alszik el
Tölthető egyik edényből a
másikba, mintha
folyadék lenne.
Sűrűsége nagyobb a
levegő sűrűségénél,
előbb a kád alját tölti
meg. Színtelen,
szagtalan.
láthatatlanul ugyan,
de mégis hasonlóan áll
a kádban, mint a víz.
Slide 7
Endoterm folyamat
(az anyag belső
energiája nő, a
környezeté csökken).
A patronból gyorsan
kiömlő gáz lehűl.
A desztillált vízbe
szén-dioxidot
vezetünk,
majd forraljuk
A szén-dioxid és a víz
között reakció
játszódik le
CO2+H2O= H2CO3
Indikátor kimutatja a
savas kémhatást.
Elbomlik
Slide 8
A Mg tovább ég. Fehér
por keletkezik C
kiválását figyelhetjük
meg.
Magnéziumot égetünk
CO2-ban
2Mg+CO2= 2MgO+C
Redoxi reakció
exoterm
Slide 9
A pohár felemelődik az
asztalról
NaOH oldatot öntünk
szén-dioxidba és
tenyerünket a pohár
szájára szorítjuk.
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
Reakció játszódik le.
A szén-dioxid elnyelődik a
lúgban, a nyomás lecsökken,
szívó hatás érvényesül
Slide 10
3. Szén-dioxid kimutatása
A meszes víz zavaros lesz
CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O
CO2 kimutatása a
kilélegzett levegőben
(meszes vízzel)
Ha folytatjuk a CO2
bevezetését kitisztul
A CaCO3 átalakul Ca(HCO3)2
CaCO3+H2O=Ca(HCO3)2
A légzéskor beszívott levegő
összetétele megváltozik,
szén-dioxid tartalma
kimutatható. Az emberi
testben felvett tápanyagok
lassú elégetése, lebontása
folyik. A lebontás során
szén-dioxid gáz keletkezik.
Belégzéskor a levegő kb
0,03% ,kilégzéskor százszor
ennyi mennyiségű széndioxidot tartalmaz.
Hasonló módon oldódik fel a
szénsavas forrásvíz hatására
a mészkőhegységek belseje,
így képződik a barlang.
Slide 11
Szén-dioxid kimutatása
pezsgőtablettában
Ha a vízzel telt lombik alá
pezsgőtablettát teszünk,
a lombikban a víz szintje
csökken
Az oldódás során széndioxid gáz keletkezik,
amely kiszorítja a vizet a
lombikból. Mérhető a
keletkezett szén-dioxid
térfogata.
Slide 12
A talaj szén-dioxid kibocsátásával is foglalkoztunk.
A Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrum Karcagi
Kutatóintézetének munkatársa segítségével megismertük
egy kézi mobil készülék működését, amellyel az intézetben
a talaj szén-dioxid kibocsátását vizsgálják, a mérésekből a
talaj szerves anyag tartalmát tanulmányozzák és
összehasonlító elemzéseket végeznek. Az infravörös elven
működő gáz analizátor segítségével mi is végeztünk
méréseket.
Slide 13
A mérés helye
Teremben
Szabad térben
Út mellett
Út mellett autó halad el
ppm érték
1300
280
350
450-600
A készülék ppm koncentrációt mér,
majd képletekkel számolják a gázemissziót.
F=d(V/A)(C2-C1)/t.273/(273+T)
F-CO2-emisszió(gm-2 h-1)
d-CO2 térfogattömege (kg/m3)
V-a henger talajszint feletti térfogata (m3)
A-mérési felület (m2)
C1-kezdeti CO2 koncentráció
C2-az inkubáció utáni CO2 koncentráció
t-inkubációs idő (h)
T-levegő hőmérséklete(oC)
Slide 14
Az üvegházhatás
Az üvegházhatás a légkör hõvisszatartó képessége. Fokozatosan nõ a légkörben
azoknak a gázoknak a mennyisége, amelyek az üvegházhatást elõidézik. Az 1960as évekig a levegõ vízgõztartalma mellett főleg a szén-dioxid, valamint a metán,
az ózon, a dinitrogén-oxid játszott szerepet a légkör hõvisszatartó
tevékenységében. Ezt követõen viszont a freonok szerepe erõsen megnövekedett.
A közeli jövõben a szén-dioxid és a melléje felsorakozó többi, termelés során
keletkezõ gáz üvegházhatása akár egyforma jelentõségûvé válhat. Milyen
veszélyek fenyegetik a Földet az üvegházhatás növekedése miatt? Amennyiben az
üvegházhatású gázok kibocsátása az utóbbi évek ütemében folyna tovább, számítások szerint - 2030-ra a Föld átlaghõmérséklete 3 - 6 °C-kal emelkedne
meg. A hõmérséklet növekedése mellett jelentõsen (akár 30 %-kal is) csökkenne a
csapadék évi mennyisége. 1 - 2 °C-os évi középhõmérséklet-növekedés 100 év
alatt 40 cm-rel emelné meg a világtenger szintjét az elolvadó jégtömegek miatt.
Slide 15
Az üvegházhatásért felelős legfontosabb gázok
átlagos koncentrációja a Föld légkörében (ppm):
Széndioxid
Iparosítás elõtt
290
1980
339
1993
363
Becslés 2030-ra
450
Gáz
Széndioxid
A
felmelegedéshez
való
hozzájárulása
2000-ig
A
felmelegedéshez
való
hozzájárulása 2050ig
Középhõmérsékletet
növelõ hatása
2050-ig
42 - 46 %
51 - 60 %
1,5 - 6 °C
Az üvegházgázok hozzájárulása a Föld felmelegedéséhez
A globális hőmérséklet-növekedés környezeti változásokhoz vezet (tengerszint
emelkedés, szélsőséges időjárási viszonyok). Változik a mezőgazdaság termelő
képessége. Mindez komolyan hathat a gazdaságra. Számíthatunk egyes
természeti vizek kiszáradására, gleccserek olvadására, az árvizek gyakoribbakká
válhatnak, állat és növényfajok kipusztulásának sebessége növekedhet. Bizonyos
betegségek könnyebben elterjedhetnek.
Az éghajlat stabilitásához az kell, hogy a Föld légköréből annyi energia jusson
ki, mint amennyi oda bekerül. Ezért minden ország nagy feladata a szén-dioxid
kibocsátás csökkentésének megoldása.
„Gyakorold azt amit már tudsz, és ez segíteni fog felismerni
azt, amit még nem tudsz! ”
/Rembrandt/
Egy hétköznapi vegyület
- A szén-dioxid -
klorofill
6CO2+6H2O
napfény
C6H12O6+6O2
Slide 2
A szén-dioxid a mindennapokban
A CO2 az egyik legközönségesebb, legrégebben ismert gáz. Széndioxidot lélegzünk ki, egyedüli természetes gáz, hiszen a szervezet
maga állítja elő és maga is szabadul meg tőle. „Fix levegőnek” nevezték
el a kémikusok, ha ugyanis valamilyen lúgoldaton vezetjük át „fixálódik”
(a lúg megköti). Hűtésre is használják (szárazjég). A háztartásban is
találkozunk CO2-dal. Az üvegházhatásért felelős anyagok egyike (az
üvegházhatás 60%-áért felel).
Három különböző formában találjuk meg:
Gázállapotban: a tiszta levegő 0.035% (térfogatszázalék) CO2-t (350
ppm) tartalmaz. Ez a mennyiség az elmúlt évtizedekben jelentősen
növekedett (100 éve még 280 ppm volt), ami bizonyítottan hozzájárul a
globális felmelegedéshez, azaz a CO2üvegház gáz
Folyékony állapot: tároló tartályokban, nyomás alatt , mint sűrített gáz
Szilárd állapotban száraz jég → hűtéshez, tisztításhoz használják
Slide 3
A légkörből számos formában kerül széndioxid: szén és széntartalmú
anyagok égése, állatok, növények, mikroorganizmusok légzése során.
Jelentős mennyiségű szán-dioxid kerül a levegőbe a vulkanizmus során
és a tengerek kötött szén-dioxidjából is.
Tűz esetén a tűzoltó készülékekből kiáramló szén-dioxid habbal
oltják a tüzet. Nagy mennyiségben fulladást okoz. Vizes oldata a
szénsav. A szénsav a természetben is előfordul, a szénsavas
forrásvizeknek gyógyító hatásuk van. Jelen van az üdítőkben.
Sok szerencsétlenséget is okozott már. A borospincékben a must
erjedésekor sok szén-dioxid gáz keletkezik. A gyanútlan emberek, ha
lemennek ilyenkor a pincékbe megfulladhatnak.
Slide 4
A CO2 a C tartalmú anyagok égésterméke.
A CO2 tekinthető az élet alapjának, hiszen a (zöld) növények CO2-ból, a
nap energiáját igénybevevő fotoszintézissel építik fel az élet alapvető
szerves anyagait.
Ezek a szerves anyagok az élőlények pusztulásakor a talajba, vizekbe
kerülnek (humuszképződés), a lebontó szervezetek nyomán pedig egy
részük előbb-utóbb visszakerül a légkörbe.
A fotoszintézisen keresztül az erdők a légkörből megkötik és tárolják
a CO2-t, így nagyban befolyásolják annak mennyiségét.
Az emberi tevékenység során kibocsátott CO2 mennyiségének mintegy
fele a légkörbe marad, másik fele az óceánokba, illetve bioszférába
kerül.
Slide 5
A szén-dioxid tulajdonságainak vizsgálata
Kísérlet
Megfigyelés
A szén-dioxid
hasonlóan felfújja,
feszíti a léggömböt,
mint a levegő
Következtetés
A szódabikarbóna
és ételecet
reakciója során
szén-dioxid
keletkezi
A szén-dioxid
gáz halmazállapotú
Slide 6
A gyertya néhány pillanat
múlva elalszik
Előbb a kicsi gyertya alszik el
Tölthető egyik edényből a
másikba, mintha
folyadék lenne.
Sűrűsége nagyobb a
levegő sűrűségénél,
előbb a kád alját tölti
meg. Színtelen,
szagtalan.
láthatatlanul ugyan,
de mégis hasonlóan áll
a kádban, mint a víz.
Slide 7
Endoterm folyamat
(az anyag belső
energiája nő, a
környezeté csökken).
A patronból gyorsan
kiömlő gáz lehűl.
A desztillált vízbe
szén-dioxidot
vezetünk,
majd forraljuk
A szén-dioxid és a víz
között reakció
játszódik le
CO2+H2O= H2CO3
Indikátor kimutatja a
savas kémhatást.
Elbomlik
Slide 8
A Mg tovább ég. Fehér
por keletkezik C
kiválását figyelhetjük
meg.
Magnéziumot égetünk
CO2-ban
2Mg+CO2= 2MgO+C
Redoxi reakció
exoterm
Slide 9
A pohár felemelődik az
asztalról
NaOH oldatot öntünk
szén-dioxidba és
tenyerünket a pohár
szájára szorítjuk.
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
Reakció játszódik le.
A szén-dioxid elnyelődik a
lúgban, a nyomás lecsökken,
szívó hatás érvényesül
Slide 10
3. Szén-dioxid kimutatása
A meszes víz zavaros lesz
CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O
CO2 kimutatása a
kilélegzett levegőben
(meszes vízzel)
Ha folytatjuk a CO2
bevezetését kitisztul
A CaCO3 átalakul Ca(HCO3)2
CaCO3+H2O=Ca(HCO3)2
A légzéskor beszívott levegő
összetétele megváltozik,
szén-dioxid tartalma
kimutatható. Az emberi
testben felvett tápanyagok
lassú elégetése, lebontása
folyik. A lebontás során
szén-dioxid gáz keletkezik.
Belégzéskor a levegő kb
0,03% ,kilégzéskor százszor
ennyi mennyiségű széndioxidot tartalmaz.
Hasonló módon oldódik fel a
szénsavas forrásvíz hatására
a mészkőhegységek belseje,
így képződik a barlang.
Slide 11
Szén-dioxid kimutatása
pezsgőtablettában
Ha a vízzel telt lombik alá
pezsgőtablettát teszünk,
a lombikban a víz szintje
csökken
Az oldódás során széndioxid gáz keletkezik,
amely kiszorítja a vizet a
lombikból. Mérhető a
keletkezett szén-dioxid
térfogata.
Slide 12
A talaj szén-dioxid kibocsátásával is foglalkoztunk.
A Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrum Karcagi
Kutatóintézetének munkatársa segítségével megismertük
egy kézi mobil készülék működését, amellyel az intézetben
a talaj szén-dioxid kibocsátását vizsgálják, a mérésekből a
talaj szerves anyag tartalmát tanulmányozzák és
összehasonlító elemzéseket végeznek. Az infravörös elven
működő gáz analizátor segítségével mi is végeztünk
méréseket.
Slide 13
A mérés helye
Teremben
Szabad térben
Út mellett
Út mellett autó halad el
ppm érték
1300
280
350
450-600
A készülék ppm koncentrációt mér,
majd képletekkel számolják a gázemissziót.
F=d(V/A)(C2-C1)/t.273/(273+T)
F-CO2-emisszió(gm-2 h-1)
d-CO2 térfogattömege (kg/m3)
V-a henger talajszint feletti térfogata (m3)
A-mérési felület (m2)
C1-kezdeti CO2 koncentráció
C2-az inkubáció utáni CO2 koncentráció
t-inkubációs idő (h)
T-levegő hőmérséklete(oC)
Slide 14
Az üvegházhatás
Az üvegházhatás a légkör hõvisszatartó képessége. Fokozatosan nõ a légkörben
azoknak a gázoknak a mennyisége, amelyek az üvegházhatást elõidézik. Az 1960as évekig a levegõ vízgõztartalma mellett főleg a szén-dioxid, valamint a metán,
az ózon, a dinitrogén-oxid játszott szerepet a légkör hõvisszatartó
tevékenységében. Ezt követõen viszont a freonok szerepe erõsen megnövekedett.
A közeli jövõben a szén-dioxid és a melléje felsorakozó többi, termelés során
keletkezõ gáz üvegházhatása akár egyforma jelentõségûvé válhat. Milyen
veszélyek fenyegetik a Földet az üvegházhatás növekedése miatt? Amennyiben az
üvegházhatású gázok kibocsátása az utóbbi évek ütemében folyna tovább, számítások szerint - 2030-ra a Föld átlaghõmérséklete 3 - 6 °C-kal emelkedne
meg. A hõmérséklet növekedése mellett jelentõsen (akár 30 %-kal is) csökkenne a
csapadék évi mennyisége. 1 - 2 °C-os évi középhõmérséklet-növekedés 100 év
alatt 40 cm-rel emelné meg a világtenger szintjét az elolvadó jégtömegek miatt.
Slide 15
Az üvegházhatásért felelős legfontosabb gázok
átlagos koncentrációja a Föld légkörében (ppm):
Széndioxid
Iparosítás elõtt
290
1980
339
1993
363
Becslés 2030-ra
450
Gáz
Széndioxid
A
felmelegedéshez
való
hozzájárulása
2000-ig
A
felmelegedéshez
való
hozzájárulása 2050ig
Középhõmérsékletet
növelõ hatása
2050-ig
42 - 46 %
51 - 60 %
1,5 - 6 °C
Az üvegházgázok hozzájárulása a Föld felmelegedéséhez
A globális hőmérséklet-növekedés környezeti változásokhoz vezet (tengerszint
emelkedés, szélsőséges időjárási viszonyok). Változik a mezőgazdaság termelő
képessége. Mindez komolyan hathat a gazdaságra. Számíthatunk egyes
természeti vizek kiszáradására, gleccserek olvadására, az árvizek gyakoribbakká
válhatnak, állat és növényfajok kipusztulásának sebessége növekedhet. Bizonyos
betegségek könnyebben elterjedhetnek.
Az éghajlat stabilitásához az kell, hogy a Föld légköréből annyi energia jusson
ki, mint amennyi oda bekerül. Ezért minden ország nagy feladata a szén-dioxid
kibocsátás csökkentésének megoldása.