Проект по химии на тему «Кислотные дожди и их последствия для экологии и здоровья человека».

Работа ученика 7в класса

Лицея № 88

Дивинского Владимира.

Руководитель Устер Юлия Витальевна

Содержание:

Проблема, цель, задачи, гипотеза ****************************

Введение ************************************************* 1

Что такое кислота? ***************************************** 2

Химизм закисления осадков.********************************************** 6

Из-за чего возникают кислотные дожди? ********************** 7

Последствия кислотных дождей ***************************** 8

Изучение Кислотных дождей ******************************* 10

Практическая часть ****************************************11

Заключение **********************************************

Проблема:

В проекте требуется выяснить, почему осадки становятся кислотными, какие это имеет последствия.

Цель:

Показать, что такое кислотные осадки, выявить причину кислотности осадков, проанализировать методы изучения и последствия для природы и здоровья человека.

Задачи:

• Изучить литературы и ознакомиться с ресурсами интернета по данному вопросу.

• Выяснить, какие вещества обычно входят в состав кислотных осадков;

• Узнать причины кислотности осадков.

• Проанализировать Химизм закисления осадков.

• Проанализировать последствия для окружающей среды и здоровья человека.

• Исследовать осадки нашего города на предмет кислотности

• Исследовать долгосрочный прогноз для планеты.

Гипотеза:

Я предполагаю, что кислотные осадки способствуют закислению почв, что ведет к серьезному снижению урожайности агрокультур.

Введение.

Так или иначе, но по вине проживающих на нашей прекрасной планете жителей возникают огромное количество экологических проблем, вредящих как природе, так и самим людям.

Перечислять можно долго, а пальцев, чтобы пересчитать все существующие экологические проблемы, давно уже не хватает. Но мы остановимся только на одной из них, и ставшей темой нашего проекта – на явлении, имеющем название Кислотные Дожди.

Какие химические вещества входят в состав Кислотных дождей?

Какие факторы влияют на появление кислотных дождей?

И… Так уж ли опасны это загадочное техногенное явление?

На все эти вопросы я постараюсь найти ответ в исследовательском проекте по химии «кислотные дожди – их природа и последствия»

Что такое кислота?

Как видно из самого названия, Кислотные дожди должны состоять из кислот различных видов. Давайте же рассмотрим это сложное химическое вещество более подробно.

Определение Аррениуса

Современный подход к этой проблеме впервые сформулировал шведский химик Сванте Аррениус (Svante Arrhenius, 1859–1927). Его определение, выдвинутое в 1877 году, было очень простым: если некоторое вещество при растворении в воде высвобождает ион водорода (то есть протон, Н+), значит это кислота. Если же при растворении в воде высвобождается гидроксид-ион (ОН–), то это основание. Согласно этому определению, аккумуляторная кислота, представляющая собой водный раствор серной кислоты (H2SO4), является кислотой, потому что атомы водорода серной кислоты в растворе становятся ионами водорода. Соответственно, гидроксид натрия (NaOH) является основанием, так как в воде он высвобождает гидроксид-ион. Это определение объясняет, почему кислоты и основания нейтрализуют друг друга. Когда гидроксид-ион встречается с ионом водорода, они соединяются с образованием H2O, обычной воды.

Чистая серная кислота

представляет собой бесцветную маслянистую жидкость, превращающуюся при 10, 4°С в твёрдую кристаллическую массу.

Продажная концентрированная кислота содержит примерно 96, 5% H2SO4; плотность её составляет 1, 84 г/см3. Неразбавленная кислота чувствуется по весу: 1 литр весит почти 2 кг.

При растворении серной кислоты в воде выделяется большое количество тепла (19 ккал на моль кислоты) вследствие образования гидратов. Гидраты могут быть выделены из раствора в твёрдом виде при низких температурах.

Серная кислота обладает способностью поглощать пары воды и поэтому может применяться для осушения газов. Способностью поглощать воду объясняется и обугливание многих органических веществ, особенно относящихся к классу углеводов (клетчатка, сахар и др.), при действии на них концентрированной серной кислоты (см. рис.). В состав углеводов водород и кислород входят в таком же соотношении, в каком они находятся в воде. Серная кислота отнимает от углеводов элементы воды, а углерод выделяется в виде угля.

Из-за малой летучести серной кислоты её используют для вытеснения других, более летучих кислот из их солей.

Серная кислота является энергичным окислителем; её окислительные свойства проявляются при взаимодействии со многими веществами.

Взаимодействие серной кислоты с металлами проходит различно в зависимости от её концентрации. Разбавленная серная кислота окисляет своим ионом водорода. Из-за этого она взаимодействует только с теми металлами, которые стоят в ряду напряжений до водорода, например:

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2.

Но свинец не растворяется в разбавленной кислоте, поскольку образующаяся соль PbSO4 нерастворима.

Концентрированная серная кислота является окислителем за счёт серы. Она окисляет металлы, стоящие в ряду напряжений до серебра включительно. Продукты её восстановления могут быть различными в зависимости от активности металла и от условий (концентрация кислоты, температура). При взаимодействии с малоактивными металлами, например, с медью, кислота восстанавливается до SO2:

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O.

При взаимодействии с более активными металлами продуктами восстановления могут быть как SO2, так и свободная сера и сероводород. Так, при взаимодействии с цинком могут протекать реакции:

Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2 + 2H2O

3Zn + 4H2SO4 = 3ZnSO4 + S + 4H2O

4ZN + 5H2SO4 = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O.

Серная кислота применяется в производстве минеральных удобрений, для получения разнообразных минеральных кислот и солей, всевозможных органических продуктов, красителей, дымообразующих и взрывчатых веществ, в нефтяной, металлообрабатывающей, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности.

Под действием серной кислоты кожа становится сначала белой, затем буроватой с покраснением. При этом окружающие ткани распухают. При попадании серной кислоты на кожу её необходимо как можно скорее смыть сильной струёй воды, обожжённое место смочить 5% - ным раствором соды.

Азотная кислота (hno3)

одна из сильных одноосновных кислот с резким удушливым запахом, чувствительна к свету и при ярком освещении разлагается на один из оксидов азота (ещё называемый бурым газом - NO2 ) и воду. Поэтому её желательно хранить в тёмных ёмкостях. В концентрированном состоянии она не растворяет алюминий и железо, поэтому можно хранить в соответствующих металлических ёмкостях.

Азотная кислота - является сильными электролитом как многие кислоты) и очень сильный окислитель. Её часто используют при реакциях с органическими веществами.

Безводная азотная кислота — бесцветная летучая жидкость (t кип=83 °С; из-за летучести безводную азотную кислоту называют «дымящей») с резким запахом.

Азотная кислота как и озон может образовываться в атмосфере при вспышках молнии. Азот, который составляет 78% состава атмосферного воздуха, реагирует с атмосферным кислородом, образуя оксид азота NO. При дальнейшем окислении на воздухе этот оксид переходит в диоксид азота (бурый газ NO2), который реагирует с атмосферной влагой (облаками и туманом), образуя азотную кислоту . Но такое малое количество совершенно безвредно для экологии земли и живых организмов.

Один объем азотной и три объема соляной кислоты образуют соединение, называемое "царской водкой". Она способна растворять металлы (платину и золото), нерастворимые в обычных кислотах. При внесении в эту смесь бумаги, соломы, хлопка, произойдёт энергичное окисление, даже воспламенение.

При кипячении она раскладывается на составляющие компоненты (химическая реакция разложения):

HNO3 = 2NO2 +O2 + 2H2O - выделяется бурый газ (NO2), кислород и вода.

Cвойства азотной кислоты

Cвойства азотной кислоты могут быть разнообразными даже при реакциях с одним тем же веществом. Они напрямую зависят от концентрации азотной кислоты. Рассмотрим варианты химических реакций.

- азотная кислота концентрированная:

С металлами железом (Fe), хромом (Cr), алюминием (Al), золотом (Au), платиной (Pt), иридием (Ir), натрием (Na) - не взаимодействует по причине образования на их поверхности защитной плёнки, которая не позволяет дальше окисляться металлу.