EMISE CO 2. Princip přípravy: CaCO HCl ¾ CO 2 + CaCl 2 + H 2 O. Možnost detekce (důkaz):

Transkript

1 EMISE CO 2 Oxid uhličitý, společně s dalšími látkami jako jsou methan, oxid dusný, freony a ozon, patří mezi takzvané skleníkové plyny, které mají schopnost absorbovat tepelné (IR) záření Země, díky čemuž je ohřívána spodní vrstva atmosféry a zemský povrch. Pro zmíněný proces se používá termín skleníkový efekt. Vedle skleníkových plynů v něm hraje zásadní roli vodní pára, která se podle propočtů účastní na skleníkovém efektu ze 60%, na oxid uhličitý pak připadá 24% podíl. Nárůst CO 2 v ovzduší, což je považováno za hlavní příčinu globálního oteplování, je způsoben zejména spalováním fosilních paliv a úbytkem lesů. Naštěstí zatím nejvýkonnější ekosystém poutající vzdušný oxid uhličitý - mořský fytoplankton - není dosud příliš narušen. Princip přípravy: CaCO HCl ¾ CO 2 + CaCl 2 + H 2 O Oxid uhličitý zavádíme do roztoku Ca(OH) 2, který se zakalí v důsledku reakce: Ca(OH) 2 + CO 2 ¾ CaCO 3 + H 2 O

2 EMISE SO 2 Oxid siřičitý vzniká jako vedlejší produkt při spalování méně kvalitního hnědého uhlí, které obsahuje jak volnou síru, tak některé sulfidy, zejména pyrit. Pro ochranu přírodního prostředí je proto nezbytné odsiřování kouře u elektráren, používajících toto palivo. Značně toxický je oxid siřičitý pro rostliny, neboť reaguje s chlorofylem a narušuje tak fotosyntézu. V ovzduší pozvolna oxiduje vzdušným kyslíkem za přítomnosti vody na kyselinu sírovou, která je spolu s kyselinou siřičitou příčinou kyselých dešťů. Podobně při spalování méně kvalitních benzinů nebo nafty, obsahujících sirné sloučeniny (zejména thiofen), v automobilových motorech se do vzduchu dostává oxid siřičitý. Vysoké koncentrace oxidu siřičitého mohou vyvolat vážné poškození plic a dýchacích cest. Oxid siřičitý (SO 2 ) je považován za hlavní plyn podílející se na kyselých srážkách, které vedly koncem 20. století k likvidaci lesních porostů Krušných hor, Jizerských hor, Krkonoš na polské straně a dalších pohraničních pohoří České republiky. Při nepříznivých meteorologických situacích v podzimních a zimních měsících roku - obvykle při teplotní inverzi - se v neprovětrávaných polohách hromadí škodliviny ze spalovacích procesů - především oxidy síry, dusíku, prachové částice a další látky. s mlhou vytvářejí hustý aerosol, který při vdechnutí poškozuje sliznice.

3 Princip přípravy: Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 ¾ SO 2 + Na 2 SO 4 + H 2 O Oxid siřičitý zavádíme do vody, vzniká slabá kyselina siřičitá, která má redukční účinky a způsobuje změnu zbarvení typických oxidačních činidel: 2 KMnO SO H 2 O ¾ K 2 SO MnSO H 2 SO 4 dojde k odbarvení KMnO 4 K 2 Cr 2 O SO 2 + H 2 SO 4 ¾ K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O dojde ke změně zbarvení K 2 Cr 2 O 7 Praxe: Prosávání vzduchu přes roztoky oxidačních činidel.

4 EMISE H 2 S Sulfan se vyskytuje v přírodě v okolí sirných pramenů, jezer a znečišťuje ovzduší v okolí geotermálně aktivních oblastí. Sirovodík se může rovněž tvořit v solných bažinách. K uvolnění přirozeně se vyskytujícího sulfanu do ovzduší může dojít v důsledku lidské činnosti. Například některá ložiska zemního plynu mohou obsahovat až 42 % sulfanu. V průmyslu může k tvorbě sulfanu docházet, kdykoli jsou elementární síra nebo sloučeniny obsahující síru ve styku s organickým materiálem za vyšších teplot. Sulfan se například tvoří během výroby koksu a viskózové stříže, v čistírnách odpadních vod, při výrobě celulózy z dřevních hmot sulfátovou metodou, při extrakcích síry, v ropných rafinériích a v průmyslu činění kůží. Ve své akutní formě je otrava sulfanem hlavně výsledkem účinků na nervový systém. Při koncentracích 15 mg/m 3 a vyšších vyvolává sirovodík zánět spojivek. Tento plyn otupuje smyslové nervy ve spojivce, takže pociťovaná bolest rychle ustupuje a výsledné poškození tkání je mnohem vyšší. K vážnému poškození očí dochází při koncentracích sulfanu 70 mg/m 3. Při ještě vyšších koncentracích (nad 225 mg/m 3, tj. nad 150 ppm) sulfan paralyzuje čichové vnímání, takže zápach přestává působit jako varovný signál. Při ještě vyšších koncentracích převládá podráždění dýchacího traktu a při koncentracích okolo 400 mg/m 3 vzniká již nebezpečí plicního edému. Při ještě vyšších koncentracích sirovodík působí silně na CNS a vyvolává zrychlené dýchání končící zástavou dechu, křečemi, bezvědomím a smrtí.

5 Princip přípravy: Na 2 S + H 2 SO 4 ¾ H 2 S + Na 2 SO 4 Sulfan zavádíme do roztoku dusičnanu olovnatého, který tvoří černý nerozpustný sulfid olovnatý. Použít lze i roztok síranu zinečnatého za vzniku bílého sulfidu zinečnatého. Pb(NO 3 ) 2 + H 2 S ¾ PbS + 2 HNO 3 ZnSO 4 + H 2 S ¾ ZnS + H 2 SO 4 Praxe: Prosávání vzduchu přes roztoky olovnaté nebo zinečnaté soli.

6 EMISE NO X Skupina těchto látek zahrnuje širokou škálu oxidů dusíku. Mezi nejčastěji se vyskytující patří: oxid dusnatý (NO, bezbarvý plyn bez zápachu) a oxid dusičitý (NO2, červenohnědý plyn štiplavého zápachu). Dále do této skupiny patří oxid dusitý (N2O3), tetraoxid dusíku (N2O4) a oxid dusičitý (N2O5). Emise oxidů dusíku jsou dnes velmi závažným problémem hlavě díky tomu, že jsou spojeny se spalováním i ušlechtilých paliv (plyn, nafta) a biomasy. Primárním zdrojem (až 55% NOx) jsou i přes využívání katalyzátorů motorová vozidla. Mezi další možné zdroje úniků oxidů dusíku je nutné zařadit veškeré chemické procesy, kde jsou tyto oxidy přítomny a kde může k jejich úniku dojít, například výroba kyseliny dusičné. Takové výroby jsou však dnes vybaveny účinným zařízením na odstranění oxidů dusíku z odpadních plynů. Oxidy dusíku jako NO a NO2 ve vyšších koncentracích rostliny poškozují a mohou způsobit jejich větší náchylnost k negativním vlivům okolí jako je mráz či plísně. Oxid dusičitý je společně s oxidy síry součástí takzvaných kyselých dešťů, které mají negativní vliv například na vegetaci a stavby a dále okyselují vodní plochy a toky. Oxid dusičitý (NO2) společně s kyslíkem a těkavými organickými látkami (VOC) přispívá k tvorbě přízemního ozonu a vzniku tzv. fotochemického smogu. Oxid dusnatý (NO) je také jedním ze skleníkových plynů. Kumuluje se v atmosféře a společně s ostatními skleníkovými plyny absorbuje infračervené záření zemského povrchu, které by jinak uniklo do vesmírného prostoru, a přispívá tak ke vzniku tzv. skleníkového efektu a následně ke globálnímu oteplování planety. Vdechování vysokých koncentrací, nebo dokonce čistých plynů, ovšem vede k závažným zdravotním potížím a může způsobit i smrt. Předpokládá se, že se oxidy dusíku váží na krevní barvivo a zhoršují tak přenos kyslíku z plic do tkání. Některé náznaky ukazují, že oxidy dusíku mají určitou roli i při vzniku nádorových onemocnění. Vdechování vyšších koncentrací oxidů dusíku dráždí dýchací cesty.

7 Princip přípravy: Cu + 4 HNO 3 ¾ 2 NO 2 + Cu(NO 3 ) H 2 O Oxidy dusíku zavádíme do alkalického roztoku fenolftaleinu. Kyselé oxidu dusíku způsobí odbarvení v důsledku změny ph. Praxe: Prosávání vzduchu přes alkalický roztok fenolftaleinu

8 EMISE NH 3 Hlavní podíl na celkových emisích amoniaku do atmosféry představuje rozklad lidských i zvířecích biologických odpadů (uvádí se až 74 %), protože suchozemští živočichové se zbavují dusíku vylučováním močoviny, ze které je následně činností mikroorganismů amoniak uvolňován. Ostatní zdroje se podílejí na celkových emisích jen menším dílem. Patří mezi ně zejména: * výroba kyseliny dusičné; * výroba hnojiv, výbušnin a některá další odvětví (farmaceutický průmysl); * splaškové odpadní vody; * odpadní vody za tepelného zpracování uhlí a galvanického pokovování; * používání dusíkatých hnojiv; * průmyslové chlazení, výroba ledu; * rozklad rostlinného odpadu, odpadní vody ze zemědělských výrob. Amoniak se v malé míře vyskytuje v cigaretovém kouři a je v minimálních množstvích emitován i životními projevy člověka a živočichů (vydechování, pocení). Amoniak je velice toxický pro vodní organismy (zejména ryby), proto hraje důležitou roli jeho velmi dobrá rozpustnost ve vodě. Toxické koncentrace amoniaku mohou být uvolňovány rozkladem chlévské mrvy, kejdy a odpadů z velkochovů drůbeže. Ve vodách s dostatečným obsahem kyslíku je amoniak nitrifikačními bakteriemi oxidován na dusičnany, které jsou pro vodní organismy toxické podstatně méně. Kyselost zemin je zvyšována i depozicí pocházející z ovzduší. Amoniak tvoří relativně stabilní soli se sírany a dusičnany (pocházejícími z kyselých plynů SO2, SO3 a NOx), které jsou v atmosféře přítomny. Takové soli jsou potom ve srovnání s kyselými plyny a samotným amoniakem podstatně ochotněji a rychleji z atmosféry uvolněny ve formě dešťů či spadu a dostávají se tak do půd. Je rovněž jedním z původců fotochemického smogu vyskytujícího se především ve městech.

9 Princip přípravy: NH 4 Cl + NaOH ¾ NH 3 + NaCl + H 2 O Amoniak je zásaditý plyn, který můžeme detekovat navlhčeným lakmusovým ph papírkem (modro-zelené zbarvení). Tyčinku navlhčenou v koncentrované kyselině chlorovodíkové vložíme do kontaktu s amoniakem za vzniku bílého dýmu chloridu amonného (salmiaku), podle reakce: NH 3 + HCl ¾ NH 4 Cl Amoniak zaváděný do destilované vody barví roztok fenolftaleinu na fialovo.