„Gyakorold azt amit már tudsz, és ez segíteni fog felismerni azt, amit még nem tudsz! ” /Rembrandt/

Egy hétköznapi vegyület

- A szén-dioxid -

C+O2=CO2

CO 2+H 2

O=H 2CO 3

CO2→O=C=O6CO2+6H2O

klorofill

napfényC6H12O6+6O2

A szén-dioxid a mindennapokban

A CO2 az egyik legközönségesebb, legrégebben ismert gáz. Szén-dioxidot 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

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.

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.

A szén-dioxid tulajdonságainak vizsgálata

Kísérlet Megfigyelés Következtetés

A szén-dioxid hasonlóan felfújja,

feszíti a léggömböt, mint a levegő

A szódabikarbóna és ételecet reakciója során szén-dioxid keletkezi

A szén-dioxid gáz halmazállapotú

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.

A desztillált vízbe szén-dioxidot vezetünk,

majd forraljuk

A patronból gyorsan kiömlő gáz lehűl.

A szén-dioxid és a víz között reakció játszódik le

Endoterm folyamat (az anyag belső energiája nő, a környezeté csökken).

CO2+H2O= H2CO3 Indikátor kimutatja a savas kémhatást.

Elbomlik

Magnéziumot égetünk CO2-ban

A Mg tovább ég. Fehér por keletkezik C kiválását figyelhetjük meg.

2Mg+CO2= 2MgO+C

Redoxi reakcióexoterm

NaOH oldatot öntünk szén-dioxidba és tenyerünket a pohár szájára szorítjuk.

A pohár felemelődik az asztalról

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2OReakció játszódik le. A szén-dioxid elnyelődik a lúgban, a nyomás lecsökken, szívó hatás érvényesül

CO2 kimutatása a kilélegzett levegőben(meszes vízzel)

Ha folytatjuk a CO2

bevezetését kitisztul

A meszes víz zavaros leszCO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O

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 szén-dioxidot tartalmaz.

Hasonló módon oldódik fel a szénsavas forrásvíz hatására a mészkőhegységek belseje, így képződik a barlang.

3. Szén-dioxid kimutatása

Szén-dioxid kimutatása pezsgőtablettában

Ha a vízzel telt lombik alá pezsgőtablettát teszünk, a lombikban a víz szintje csökken

Az oldódás során szén-dioxid gáz keletkezik, amely kiszorítja a vizet a lombikból. Mérhető a keletkezett szén-dioxid térfogata.

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.

A mérés helye ppm érték Teremben 1300Szabad térben 280Út mellett 350Út mellett autó halad el 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 koncentrációC2-az inkubáció utáni CO2 koncentráció t-inkubációs idő (h)T-levegő hőmérséklete(oC)

Az üvegházhatás Az üvegházhatás a légkör hõvisszatartó képessége. Fokozatosan nõ a légkörben azoknak a gázoknak a mennyisége, amelyek az üvegházhatást elõidézik. Az 1960-as 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.

   Szén-dioxid

Iparosítás elõtt 290

1980 339

1993 363

Becslés 2030-ra 450

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.

Gáz

A felmelege-

déshez való

hozzájáru-lása

2000-ig

A felmelege-

déshez való

hozzájáru-lása 2050-

ig

Középhõmér-sékletet

növelõ hatása2050-ig

Szén-dioxid

42 - 46 % 51 - 60 % 1,5 - 6 °C

Az üvegházhatásért felelős legfontosabb gázok átlagos koncentrációja a Föld légkörében (ppm):