Umweltbelastungen durch anorganische Substanzen

Präsentation zum Thema: "Umweltbelastungen durch anorganische Substanzen"—  Präsentation transkript:

1 Umweltbelastungen durch anorganische Substanzen

2 Gliederung Bildungsplanbezug Anorganische Schadstoffe Ozonbildung
Abgase Treibhauseffekt Saurere Regen

3 1. Bildungsplanbezug Kompetenzerwerb: Ökologisch verantwortliches Handeln Die Schüler sind in der Lage: Den Stoffauf- und Stoffabbau mit Experimenten nachzuvollziehen und zu beschreiben Den Stoffkreislauf am Beispiel Kohlenstoff und Sauerstoff sowie den Fluss der Energie zu beschreiben An einem ausgewählten Beispiel die Problematik menschlicher Eingriffe in einem Ökosystem zu erkennen und Alternativen zu entwickeln  Ein besonderer Fach- oder Schulstufenbezug ist dabei nicht erkenntlich  Behandlung der Umweltproblematik ist verbindlich!

4 Didaktische Auswahlkriterien
Inhalte aus der Lebenswelt der Schüler → motivierende Wirkung Neben chemischem Wissen auch Verhaltensmaximen bezüglich Umwelt → Verantwortliches Handeln Anknüpfungspunkte zu den Sozialwissenschaften und anderen Naturwissenschaften an → Fächerübergreifendes Arbeiten Anwendung in Forschung und Technik Wissenschafts-, Gesellschafts-, und Schülerrelevanz

5 Methodik des umweltbezogenen Chemie-Unterrichts
Zusammenhänge der Umwelt- und Alltagschemie sind sehr komplex → durch didaktische Reduktion dem jeweiligen Niveau der Schule anpassen Beschäftigung mit dem Thema außerhalb der Schule → Exkursionen: Kraftwerke, Kläranlage, Müllverbrennungsanlage, chemische Fabriken Guter Chemieunterricht schließt Experimente ein → Im Vordergrund stehen Versuche, die die Bedeutung des jeweiligen Stoffes für die Umwelt deutlich machen

6 2. Emissionen Natürliche Emissionen:
Aus natürlichen oder künstlichen Quellen abgegebene Stoffe, die in die Atmosphäre gelangen Natürliche Emissionen: z.B. Vulkane Anthropogene Emissionen: hauptsächlich aus Verbrennungsvorgängen

7 Kohlendioxid : CO2 Eigenschaften Vorkommen Auswirkungen auf Mensch und
Farbloses, geruchloses Gas, nicht brennbar, schwerer als Luft, Dichte: 1,98 kg/cm3, erstickend Vorkommen Autoabgase, Atmung, Verbrennung Organischer Verbindungen Auswirkungen auf Mensch und Umwelt Zu hoher CO2-Gehalt in der Atemluft führt zu Erstickung

8 Herstellung und Nachweis
Verbrennung von Kohlenstoff liefert bei ausreichender Luftzufuhr CO2 Nachweis Einleiten des Gases in Kalkwasser  Trübung

9 Schwefeldioxid : SO2 Eigenschaften Vorkommen
Farbloses, stechend riechendes Gas, nicht brennbar, Dichte: 2,927 kg/m-3, Reduktionsmittel (zu SO42-) Vorkommen Verbrennung von schwefelhaltigen fossilen Brennstoffen (Kohle, Erdöl) oder Gummi, Rösten von Metallsulfiden Wirkungen auf Mensch und Umwelt Saurer Regen, Bildung von Schwefelsäure  Schädigung der Lungen

10 Herstellung und Nachweis
Entwicklung aus Natriumdisulfit Na2S2O5 + H2SO4 ———> Na2SO4 + H2O + 2 SO2 Nachweis Entfärbung von Iod-Kaliumiodid-Lösung

11 Stickstoffdioxid : NO2 Eigenschaften Entstehung
Braunrotes Gas, stechender Geruch, wirkt stark oxidierend Dichte: 1,45 kg/m-3 Entstehung Blitzschlag, Autoabgase, Fabrikabgase Wirkung auf Mensch und Umwelt Reizerscheinungen an Augen und Schleimhäuten, Genmutationen Waldsterben  saurer Regen

12 Herstellung Vorsichtiges Erhitzen von Bleinitrat
2 Pb(NO3)2  2 PbO  +  4 NO2  +  O2 Nachweis mit Lunges Reagenz Lunges Reagenz: Sulfanilsäure, α-Naphthylamin, Eisessig  Rotfärbung

13 Kohlenmonooxid : CO Eigenschaften Vorkommen
Farb- und geruchloses Gas, wirkt reduzierend Dichte: 1,17 kg/m-3 Vorkommen Autoabgase, Entstehung beim Hochofenprozess, Zigarettenrauch Auswirkungen auf Mensch und Umwelt Bindet sich 200mal stärker an Hämoglobin als O2  Erstickung

14 Herstellung und Nachweis
Einwirkung von Schwefelsäure auf Ameisensäure HCOOH  ---H2SO4--->  CO  +  H2O Nachweis Einleiten des Gases in ammoniak. AgNO3-Lösung Reduktion von Ag+ zu Ag,

15 3. Ozonbildung in der Stratosphäre
O2 + UV-Licht   O* + O* O*+ O2   O3 Wirkung von O3 in der Stratosphäre  Abschirmung der UV-B Strahlung

16 Ozonbildung in der Troposphäre
Folgende Faktoren begünstigen das Entstehen von Ozon in der Troposphäre Das Vorhandensein von Stickstoffoxiden und von org. Verbindungen (Kohlenwasserstoffe) aus Abgasen UV-Strahlung der Sonne Tag: NO2 + Licht    NO + O* O* + O2   O3 Nacht: NO + O3   NO2 + O2

17 Ozonbildung in der Troposphäre
Wirkung von Ozon in der Troposphäre: Erbgutschäden, Lungenschäden Zerstört Pflanzen und Gummi (stark oxidativ) Treibhausgas

18 4. Abgase Kraftfahrzeuge verursachen 55%der gesamten NOx- Emission, 60% der gesamten CO-Emission und 30% der gesamten CH-Emission.

19 Die wichtigsten von Autos emittierten Abgase
Zusammensetzung der schädlichen Auspuffgase (Vol%) CO2 87,6 CO 10,3 NOx 0,6 (bei gemäßigtem Fahrstil) SO2 0,06 CH 1,07 (unverbrannte KWs) Aldehyde 0,4 Summe » 100

20 Der Auto-Katalysator CO CHx NOx CO2 N2 H2O
CH4 + 2 NO2 CO2 + N2 + 2 H2O 4 CO + 2 NO2  4 CO2 + N2 2 CO + O2  2 CO2 CO CHx NOx CO2 N2 H2O

21 Katalysator - Fotos

22 Schadstoffe im Zigarettenrauch

23 5. Der Treibhauseffekt

24 Treibhausgase Beitrag der einzelnen Spurengase zum "Treibhauseffekt"
Temperaturanstieg durch Spurengase 33 °C (von -18 °C auf +15 °C) Konzentration in der Luft ppm Temperatur- anstieg °C Lebensdauer Jahre Spezifisches Treib- hauspotential jährlicher Zuwachs % Wasserdampf 2-3000 20,6 0,01 - Kohlenstoffdioxid (CO2) 7,2 5-200 1 0,4-1,7 bodennahes Ozon (O3) 0,2-10 2,4-2,7 0,08-0,5 0,5-2,0 Distickstoffoxid (N2O) 0,3 1,4 0,2-0,4 Methan (CH4) 1,7 16-150 3,0-7,0 Sonstige < 10 0,6 nicht bekannt

25 IR-Spektren wichtiger Treibhausgase

26 Verbrennungsprodukte = Säureanhydride
6. Saurer Regen Verbrennungsprodukte = Säureanhydride CO2 + H2O  H2CO3 SO2 + H2O  H2SO3 2 NO2 + H2O  HNO2 + HNO3 SO3 + H2O  H2SO4

27 Danke für Eure Aufmerksamkeit