Воздух, его состав. Основные загрязнители атмосферы и способы их устранения

Воздух — смесь газов. Основные компоненты его — азот (78,16% по объему), кислород (20,9%) и инертные газы (0,94%). Переменные составные части воздуха — углекислый газ и водяной пар. Пыль и различные газы, например SO2, H2S, оксиды азота и др., — примеси, наличие которых в воздухе зависит от местных условий, времени года, близости промышленных предприятий и др.

Основное назначение воздуха — это обеспечение дыхания живых организмов; кроме того, воздух используется для получения азота и кислорода, благородных газов (из сжиженного воздуха), при его наличии происходит горение топлива и многие другие природные процессы.

Воздух — среда обитания всего живого на Земле, поэтому охрана воздуха — важнейшая задача человека. Первым шагом на пути к этому должно стать увеличение количества зеленых насаждений. Ведь именно растения являются основными поставщиками кислорода в атмосферу. Происходит это в процессе фотосинтеза:



Далее важно остановиться на источниках загрязнения атмосферы: химические производства, продукты сжигания топлива, выхлопные газы автомобилей, продукты сжигания бытовых отходов (полиэтиленовые пакеты, пластик, поливинилхлоридные материалы и т. д.). Основные загрязнители воздуха: пыль, оксиды азота (II), (IV), оксиды серы (IV), (VI), сероводород, оксид углерода (II). Следует отметить, что большая загазованность крупных городов отрицательно сказывается на экологической обстановке, что в свою очередь влияет на самочувствие людей, флору и фауну.

В настоящее время основные экологические проблемы атмосферы: а) образование озоновых дыр;б) парниковый эффект (выбросы СО2); в) увеличение

выбросов ионов тяжелых металлов (РЬ2+, Hg2+, Cd2+ и др.); г) выпадение кислотных дождей.

На сегодняшний день экологические бедствия приняли широкие масштабы, особенно в местах скопления крупных промышленных производств (Центр России, Урал).

Можно выделить несколько способов очистки атмосферы: установка очистных устройств на предприятиях (фильтры, улавливатели газов, дегазаторы и т. д.), создание малоотходных экологически чистых производств, а также разработка новых экологически чистых материалов.

36. Задача. Вычислите, какой объем ацетилена С2Н2 (при н. у.) образуется в результате взаимодействия с водой 100 г технического карбида кальция (СаС2), содержащего 4% примеси. Уравнение реакции процесса: СаС2 + 2Н2О = Са(ОН)2 + С2Н2.

37. Круговорот химических элементов в природе (на примере одного из элементов: углерода или кислорода). Роль живых существ в круговороте химических элементов.

Освещая вопрос о круговороте химических элементов, важно отметить, что в природе постоянно протекают различные химические реакции. Часть этих реакций проходит без участия живых существ, а часть — при их непосредственном участии, т. е. в живой природе. В результате химических процессов атомы перемещаются, движутся. Вследствие этого происходит обмен веществ и энергии между всеми оболочками Земли: литосферой, атмосферой, гидросферой, биосферой. Круговорот химических элементов является причиной постоянства протекания химических реакций. Можно сказать, что благодаря круговороту химических элементов возможна жизнь на Земле.

Круговорот веществ — это повторяющиеся процессы превращения и перемещения веществ в природе, имеющие более или менее циклический характер. Особо важную роль для жизни на Земле играют круговороты углерода и кислорода.

Далее можно рассмотреть, например, круговорот кислорода. Простое вещество кислород содержится в атмосфере, а как химический элемент он входит в состав многих природных соединений. Основная масса кислорода содержится в земной коре, где он связан с кремнием, алюминием, железом, образуя горные породы и минералы: оксиды (SiO2, A12O3,

Fe2O3); карбонаты (СаСО3, MgCO3, FeCO3); сульфаты (CaSO4, квасцы) и др.

Минералы и горные породы в процессе многовекового выветривания могут оказаться на поверхности, где получат запас энергии, исходящей от Солнца. Энергия расходуется на перестройку кристаллов горных пород, содержащих кислород, и останется там как внутренняя энергия образовавшихся кристаллических соединений. Эти породы с течением времени будут изменять свою структуру, разрушаться, растворяться, перекристаллизовываться, вступать в химические реакции и т. д., поглощая и освобождая энергию. Таким образом, кислород в земной коре играет большую роль в обмене энергии между слоями литосферы.

В природе происходит много реакций, в ходе которых кислород расходуется (дыхание, горение, медленное окисление и др.), и лишь одна реакция, в результате которой выделяется кислород. Это фотосинтез — процесс, который происходит на свету в листьях растений:





Большая часть кислорода (3/4) выделяется растениями суши, а 1/4 образуется в процессе жизнедеятельности растений Мирового океана.

Молекулярный кислород есть и в гидросфере. В природных водах всегда растворен очень большой объем кислорода.

Уравнение реакции фотосинтеза записывать не обязательно.



Круговорот кислорода связывает атмосферу с гидросферой и литосферой.

Кратко основные звенья круговорота кислорода можно обозначить так: фотосинтез (выделение О2) — окисление элементов на поверхности Земли — поступление соединений в глубинные зоны земной коры - частичное восстановление соединений в недрах Земли с образованием СО2 и Н2О - вынос СО2 и Н2О в атмосферу и гидросферу — фотосинтез.

Нетрудно заметить, что во многих процессах принимают участие углеродсодержащие соединения. Из них наиболее известными являются нефть, каменный уголь, торф, природный газ, а также карбонаты. С ними в природе также происходят химические процессы:



Из приведенных уравнений видно, что превращения углерода и кислорода тесно связаны между собой, что свидетельствует о единстве круговоротов различных химических элементов в природе.

Роль живых существ, в частности человека, в круговороте химических элементов все увеличивается. Например, вследствие деятельности человека увеличивается выделение многих веществ в атмосферу, гидросферу и в почву. Выделение автомобилями, ТЭЦ, заводами и фабриками в атмосферу оксида углерода (IV) и активная вырубка лесов создает опасность увеличения содержания этого оксида в атмосфере, что может привести к парниковому эффекту, изменению климата на планете.

При ответе на этот вопрос важно использовать схемы круговоротов различных элементов, имеющиеся в химическом кабинете.

Дата добавления: 2015-04-24