DZIAŁ II SKŁADNIKI POWIETRZA I RODZAJE PRZEMIAN, JAKIM ULEGAJĄ

Powietrze jest bezbarwne i występuje w gazowym stanie skupienia.

Składnikami o stałej zawartości w powietrzu są: azot (78%), tlen (21%), i gazy szlachetne (1% - głownie argon).

Składniki o zmiennej zawartości: tlenek węgla IV, ozon, tlenki siarki, tlenki azotu, para wodna, amoniak, wodór, metan

Właściwości fizyczne powietrza:

- mieszanina gazów;

- bezbarwne;

- gęstość d=1,28 kg/m3;

- słabo rozpuszcza się w wodzie.

Właściwości chemiczne powietrza:

- bezwonne;

- bez smaku;

- podtrzymuje spalanie.

Powietrze można:

- sprężać i rozprężać;

- skroplić (zmienić stan skupienia z gazowego w ciekły);

- ciekłe powietrze jest cieczą o barwie bladoniebieskiej.

 

Zastosowanie powietrza:

- ogrzewanie (w wyniku spalania drewna - do ogrzewania pomieszczeń)

- chłodzenie (obniżanie temperatury - klimatyzatory)

- czyszczenie trudno dostępnych miejsc sprężonym powietrzem (czyli pod podwyższonym ciśnieniem)

- energia elektryczna (ruch powietrza zamieniany jest przez turbiny wiatrowe w energię)

 

Głównym składnikiem powietrza jest azot (stanowi ok. 78%)

Właściwości azotu: gaz, bezbarwny, słabo rozpuszcza się w wodzie, bezwonny, nie podtrzymuje spalania.

 

Gazy szlachetne (nie reagują z pierwiastkami i związkami chemicznymi) to bezbarwne gazy. Należą do nich:

- hel (świeci na żółto);

- neon (świeci na pomarańczowoczerwono);

- argon (świeci na niebieskofioletowo);

- krypton (świeci na biało);

- ksenon (świeci na biało z fioletowo-niebieskim odcieniem).

 

Zastosowanie gazów szlachetnych:

- do napełniania żarówek;

- do chłodzenia urządzeń;

- jako gazy przy wytopie i spawaniu metali (np. cynk) i stopów (stal nierdzewna);

- w medycynie (np. hel – składnik mieszanin ułatwiający oddychanie).

 

Tlen (symbol chemiczny „O”)wytwarzany jest przez rośliny zielone. Niezbędny jest do oddychania większości organizmów oraz podtrzymuje proces spalania.

Właściwości tlenu:

- gaz, bezbarwny, słabo rozpuszcza się w wodzie, ma gęstość większą od gęstości powietrza

- bezwonny, łączy się z niemetalami i metalami, tworząc tlenki, podtrzymuje spalanie, sam się nie pali

 

Tlenki – to związki chemiczne – produkty reakcji syntezy zachodzącej między tlenem a innymi pierwiastkami chemicznymi

 

Metal + tlen –˃ tlenek metalu

Niemetal + tlen –˃ tlenek niemetalu

 

Reakcja analizy (czyli rozkładu) -  reakcja chemiczna, podczas której z jednego substratu powstaje kilka produktów.

 

Jeden substrat –˃ kilka produktów

Przykład:

Tlenek rtęci (II) –˃ tlen + rtęć

Związek chemiczny czyli substrat reakcji, pod wpływem temperatury rozłożył się do postaci pierwiastków chemicznych czyli produktów reakcji – tutaj tlenu i rtęci.

 

Reakcja syntezy (łączenia) - reakcja chemiczna, podczas której z kilku substratów powstaje jeden produkt.

 kilka substratów –˃ jeden produkt

Przykład:

 

węgiel + tlen  –˃ Tlenek węgla (IV)

Pierwiastki chemiczne czyli substraty reakcji, pod wpływem spalania połączyły się ze sobą i powstał związek chemiczny czyli produkt reakcji.

 

Czym są substraty reakcji?

Są to substancje użyte do reakcji chemicznej i ulegające przemianom chemicznym.

Czym są produkty reakcji?

Są to substancje powstające w wyniku reakcji chemicznych.

 

Skąd bierze się tlenek węgla (IV)?

- ze spalania i wybuchów wulkanów;

- transportu i przemysłu;

- rozkładu np. proces fermentacji, butwienia

 

Rośliny zielone wytwarzają tlen w procesie fotosyntezy, która zachodzi pod wpływem światła słonecznego i wody oraz w obecności chlorofilu.

W ciągu dnia rośliny przekształcają tlenek węgla (IV) i wodę w tlen i substancje odżywcze. Natomiast w nocy pobierają tlen z powietrza, a wydalają tlenek węgla (IV).

 

Właściwości tlenku węgla (IV):

- gaz, bezbarwny, dobrze rozpuszczalny w wodzie, gęstość ok. 1,5 razy większa od gęstości powietrza;

- bezwonny, nie pali się i nie podtrzymuje spalania, powoduje mętnienie wody wapiennej, ponieważ z nią reaguje, reaguje z bardzo aktywnymi chemicznie metalami np. z magnezem.

 

Woda wapienna – odczynnik umożliwiający rozpoznanie tlenku węgla (IV). Pod jego wpływem woda wapienna robi się mętna.

 

Reakcja wymiany – to reakcja chemiczna, w której z kilku substratów powstaje kilka produktów

kilka substratów –˃ kilka produktów

Przykład:

 

Tlenek węgla (IV) + magnez  –˃ węgiel + tlenek magnezu

Substraty reakcji: związek chemiczny tlenek węgla (IV) i pierwiastek nie podtrzymuje spalania, tylko z nim reaguje, w wyniku czego powstają produkty reakcji, czyli pierwiastek i związek chemiczny. Nastąpiła reakcja wymiany.

 

Podczas reakcji wymiany można otrzymać wodór – palny gaz. Jest to główny składnik materii gwiazd.

 

magnez + woda ˃ tlenek magnezu + wodór

Substraty reakcji: pierwiastek i związek chemiczny (woda), podczas reakcji magnezu z parą wodną powstają produkty reakcji: związek chemiczny i palny gaz – wodór.

 

Wodór w połączeniu z innymi pierwiastkami tworzy wodorki np.:

- z chlorem – chlorowodór;

- z siarką – siarkowodór;

- z azotem – amoniak.

 

Właściwości wodoru:

- gaz, bezbarwny, słabo rozpuszczalny w wodzie, gaz o najmniejszej gęstości (14 razy mniejszej od gęstości powietrza)

- bezwonny, łączy się z niemetalami tworząc wodorki niemetali: z tlenem tworzy wodę; z niemetalami tworzy wodorki metali; palny

 

Zastosowanie wodoru:

- gaz przemysłowy;

- paliwo rakietowe;

- paliwo do samochodów;

- w przemyśle spożywczym do utwardzania tłuszczów (margaryna)

 

Rodzaje zanieczyszczeń powietrza:

- stałe (pyły, dymy - w pobliżu np. autostrad, dróg, fabryk)

- ciekłe (głownie aerozole zawierające freony)

- gazowe (głownie produkty spalania paliw i produkty uboczne procesów przemysłowych np. tlenki siarki, tlenki węgla

 

Co to jest ozon?

Ozon to odmiana tlenu powstająca podczas wyładowań atmosferycznych i w pobliżu lamp kwarcowych.

Dziura ozonowa jest przyczyną zwiększenia ilości docierającego na Ziemię promieniowania nadfioletowego (promieniowania UV)

 

Skutki zanieczyszczeń powietrza:

- dziura ozonowa;

- kwaśne opady;

- smog;

- zwiększanie się efektu cieplarnianego (przyczynia się do groźnych zjawisk atmosferycznych np. huraganów)

 

Efekt cieplarniany – to zatrzymywanie ciepła przez gazy w atmosferze.

 

Jak chronić powietrze przed zanieczyszczeniami?

- używać energii pochodzącej z tzw. czystych źródeł np. z elektrowni wodnych i wiatrowych);

- ograniczyć ruch samochodowy;

- wprowadzać pojazdy elektryczne, benzynę bezołowiową, filtry oczyszczające gazy;

- przedsiębiorstwa powinny dbać o redukcję emisji tlenku węgla (IV);

- ochrona miejsc zielonych – lasy i parki.

 

Rodzaje reakcji chemicznych ze względu na towarzyszący im efekt energetyczny:

- reakcja egzoenergetyczna – reakcja chemiczna przebiegająca z wydzielaniem energii

SKOJARZ!

egZo – energia wychodzi Z

- reakcja endoenergetyczna - reakcja chemiczna, do której przebiegu konieczne jest stałe doprowadzanie energii

SKOJARZ!

enDO – energia wchodzi DO

 

Co to jest reakcja spalania?

To gwałtowna reakcja chemiczna przebiegająca z wydzieleniem światła i ciepła.

 

Co to jest reakcja charakterystyczna?

To reakcja chemiczna umożliwiająca identyfikację danej substancji.

Przykład: mętnienie wody wapiennej pod wpływem tlenku węgla (IV)