HIILIVOIMA JA HAPPAMAT SATEET

Samankaltaiset tiedostot
Ohjeita opetukseen ja odotettavissa olevat tulokset

KALKINPOISTOAINEET JA IHOMME

HAPPOSADE. Tehtävä 2: HAPPOSADE

Myös normaali sadevesi on hieman hapanta (ph n.5,6) johtuen ilman hiilidioksidista, joka liuetessaan veteen muodostaa hiilihappoa.

Määritelmät. Happo = luovuttaa protonin H + Emäs = vastaanottaa protonin

Liuos voi olla hapan, emäksinen tai neutraali

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Seokset ja liuokset. 1. Seostyypit 2. Aineen liukoisuus 3. Pitoisuuden yksiköt ja mittaaminen

POHDITTAVAKSI ENNEN TYÖTÄ

Veden ionitulo ja autoprotolyysi TASAPAINO, KE5

Tips for teachers and expected results

joka voidaan määrittää esim. värinmuutosta seuraamalla tai lukemalla

Neutraloituminen = suolan muodostus

VÄRIKÄSTÄ KEMIAA. MOTIVAATIO: Mitä tapahtuu teelle kun lisäät siihen sitruunaa? Entä mitä havaitset kun peset mustikan värjäämiä sormia saippualla?

ROMUMETALLIA OSTAMASSA (OSA 1)

Näiden aihekokonaisuuksien opetussuunnitelmat ovat luvussa 8.

3. Protolyysireaktiot ja vesiliuoksen ph

NIMI: Luokka: c) Atomin varaukseton hiukkanen on nimeltään i) protoni ii) neutroni iii) elektroni

Ilmiö 7-9 Kemia OPS 2016

Tunti on suunniteltu lukion KE 4 -kurssille 45 minuutin oppitunnille kahdelle opettajalle.

Jaksollinen järjestelmä

MOOLIMASSA. Vedyllä on yksi atomi, joten Vedyn moolimassa M(H) = 1* g/mol = g/mol. ATOMIMASSAT TAULUKKO

Luku 3. Protolyysireaktiot ja vesiliuoksen ph

Kemian koe kurssi KE5 Reaktiot ja tasapaino koe

VATSAHAPPO JA NÄRÄSTYSLÄÄKKEET

KOTITEKOINEN PALOSAMMUTIN (OSA II)

LÄÄKETEHTAAN UUMENISSA

1. (*) Luku 90 voidaan kirjoittaa peräkkäisen luonnollisen luvun avulla esimerkiksi


Tehtävä 1. Avaruussukkulan kiihdytysvaiheen kiinteänä polttoaineena käytetään ammonium- perkloraatin ja alumiinin seosta.

Törmäysteoria. Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa

Oppilaan tehtävävihko

Hapot hyökkäävät hampaisiin!

TITRAUKSET, KALIBROINNIT, SÄHKÖNJOHTAVUUS, HAPPOJEN JA EMÄSTEN TARKASTELU

VATSAHAPPO JA NÄRÄSTYSLÄÄKKEET

Työohjeet Jippo- polkuun

HAPPO-EMÄSTITRAUS ANALYYSIMENETELMÄNÄ. Copyright Isto Jokinen

c) Tasapainota seuraava happamassa liuoksessa tapahtuva hapetus-pelkistysreaktio:

Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko klo 8-10

HAPANTA HUNAJAA POHDITTAVAKSI ENNEN TYÖTÄ

Planeetan ph (ph of the Planet)

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 Vahvat&heikot protolyytit (vesiliuoksissa) ja protolyysireaktiot

TÄS ON PROTSKUU! PROTEIINIEN KEMIAA

Ympäristöntutkimus 67301

17. Tulenkestävät aineet

vi) Oheinen käyrä kuvaa reaktiosysteemin energian muutosta reaktion (1) etenemisen funktiona.

HAPANTA HUNAJAA. KESTO: Työn teoriaosion, mahdollisten alkuvalmistelujen ja siivousten lisäksi työn suoritukseen menee noin 15 minuuttia aikaa.

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 Vahvat&heikot protolyytit (vesiliuoksissa) ja protolyysireaktiot

Paula Kajankari LUMA-kerho Kokeellista kemiaa. Kohderyhmä 5 6 luokkalaiset. Laajuus 90 minuuttia x 5 kerhokertaa

SUMUINEN AAMU METALLINKIERRÄTYSLAITOKSELLA

FyKe 7 9 Kemia ja OPS 2016

KALIUMPERMANGANAATIN KULUTUS

Osio 1. Laskutehtävät

Lukion kemia 3, Reaktiot ja energia. Leena Piiroinen Luento

Stipendiaattityöt Jyväskylän yliopiston kemian laitos

Tekijä lehtori Zofia Bazia-Hietikko

MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka. Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU

Fysiikan, kemian ja matematiikan kilpailu lukiolaisille

SUMUINEN AAMU METALLINKIERRÄTYSLAITOKSELLA

Kemiallisia reaktioita ympärillämme Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet

KEMS448 Fysikaalisen kemian syventävät harjoitustyöt

Kemian opetuksen keskus Helsingin yliopisto Veden kovuus Oppilaan ohje. Veden kovuus

ENERGIAA TÄRKKELYKSESTÄ

Kurkistus soodakattilan liekkeihin

Reaktiosarjat

ORGAANINEN KEMIA. = kemian osa-alue, joka tutkii hiilen yhdisteitä KPL 1. HIILI JA RAAKAÖLJY

Kemiaa tekemällä välineitä ja työmenetelmiä

Hiiltä varastoituu ekosysteemeihin

Rak Betonitekniikka 2 Harjoitus Rakennussementit, klinkkerimineraalikoostumus ja lämmönkehitys

Kosteusmittausten haasteet

COLAJUOMAN HAPPAMUUS

Maan happamuus ja kalkitus. Ravinnepiika, kevätinfo Helena Soinne

Helsingin yliopiston kemian valintakoe. Keskiviikkona klo Vastausselvitykset: Tehtävät:

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista.

Voimalaitoksen vesikemian yleiset tavoitteet ja peruskäsitteitä

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3. Kaasut

KOTITEKOINEN PALOSAMMUTIN (OSA 1)

Kemiallinen tasapaino 3: Puskuriliuokset Liukoisuustulo. Luento 8 CHEM-A1250

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Ekso- ja endotermiset reaktiot sekä entalpian muutos

Limsan sokeripitoisuus

ATOMIN JA IONIN KOKO

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus:

Päähaku, kemian kandiohjelma Valintakoe klo

TKK, TTY, LTY, OY, TY, VY, ÅA / Insinööriosastot Valintakuulustelujen kemian koe

ENERGIAA TÄRKKELYKSESTÄ! NELJÄ TUTKIMUSTA

CHEM-A1200 Kemiallinen rakenne ja sitoutuminen

Johdantoa. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi?

energiatehottomista komponenteista tai turhasta käyntiajasta

c) Mitkä alkuaineet ovat tärkeitä ravinteita kasveille?

KE5 Kurssikoe Kastellin lukio 2012 Valitse kuusi (6) tehtävää. Piirrä pisteytystaulukko.

SIMULOITU VALINTAKOE

MAIDON PROTEIININ MÄÄRÄN SELVITTÄMINEN (OSA 1)

5 LIUOKSEN PITOISUUS Lisätehtävät

luku 1.notebook Luku 1 Mooli, ainemäärä ja konsentraatio

ENERGIAA! ASTE/KURSSI AIKA 1/5

EPÄORGAANINEN KEMIA HARJOITUKSIA. Jaksollinen järjestelmä

Tutkimusmateriaalit -ja välineet: kaarnan palaset, hiekan murut, pihlajanmarjat, juuripalat, pakasterasioita, vettä, suolaa ja porkkananpaloja.

COLAJUOMAN HAPPAMUUS

dekantterilaseja eri kokoja, esim. 100 ml, 300 ml tiivis, kannellinen lasipurkki

Tehtävä 1. Valitse seuraavista vaihtoehdoista oikea ja merkitse kirjain alla olevaan taulukkoon

Transkriptio:

Johdanto HIILIVOIMA JA HAPPAMAT SATEET Happosateesta alettiin huolestua 1960- luvulla. Pohjois- Euroopassa, Yhdysvalloissa ja Kanadassa havaittiin järvieliöiden kuolevan ja metsien vahingoittuvan happosateiden seurauksena. Vaikka useissa maissa happamien päästöjen kontrolloinnissa on edistytty, happamat sateet ovat yhä ongelma maailmanlaajuisesti. Happamat sateet ovat nyt ongelma kehittyvissä maissa, erityisesti Aasiassa ja Tyynenmeren alueella. Tutkijat ovat todenneet, että fossiilisten polttoaineiden polttaminen aiheuttaa happamia sateita. Viimeisten vuosikymmenten aikana kivihiilikäyttöisten voimaloiden määrä on jatkuvasti lisääntynyt Aasiassa. Tässä työssä pyritään vastaamaan seuraavaan kysymykseen: Kuinka voimme selittää kivihiilen palamisen roolin happamassa sateessa? Happaman sateen vaikutuksia Jizeran metsässä, Tsekin tasavallassa. Leshan buddha Kiinassa tuhoutuu hitaasti happamassa sateessa. Vastataksesi kysymykseen sinun täytyy: Tutkia, mitä hapan sade on ja kuinka happamia päästöjä voidaan seurata. Selvittää kivihiilien kemiallinen koostumus ja kemialliset reaktiot, joita tapahtuu kivihiilen palaessa. Suunnitella ja toteuttaa koe, jossa mallinnetaan kivihiilen palamista laboratoriossa ja tutkitaan polttamisen suhdetta happamiin sateisiin. Arvioida saatuja tuloksia ja tehdä johtopäätökset siitä mikä vastaus kysymykseen on. Hapan sade ja ph- mittaukset Mitä tiedämme happamasta sateesta? Hapan sade tarkoittaa sadevettä tai muuta kosteuden tiivistymää, joka on epätavallisen hapanta sen ph on epätavallisen alhainen. Hapan sade voi vahingoittaa sekä eläviä olentoja että rakennuksia. Happamuuden ja emäksisyyden suuruuden mittaamiseen käytetään ph- asteikkoa. Vesiliuoksissa ph

= - log [H 3 O + ]. Myös lämpötila vaikuttaa ph- arvoon: liuoksessa, jonka lämpötila on 25 ºC ph = 7, eli neutraali. Happaman liuoksen ph < 7 ja emäksisen liuoksen ph > 7. H 2 SO 4 HNO 3 SO 2 NO x Laskeutuminen maan pinnalle: sade, lumi, räntä SO 2, NO x NO x Hyödyntäen yllä annettuja tietoja ja aiempia tietojasi, vastaa seuraaviin kysymyksiin: Mikä on happo?...... Anna esimerkkejä hapoista:....... Mikä on hapan sade?.. Kuinka hapan sade syntyy?....... Kuinka happamuutta mitataan?....... Valmistaudu keskustelemaan vastauksistasi koko ryhmän kanssa. Happamuuden mittaaminen ph voidaan mitata kvalitatiivisesti ph- indikaattorin avulla. Indikaattori vaihtaa väriä ph:n muuttuessa. Kvantitatiivisia, tarkempia, ph- arvoja saadaan määritettyä esimerkiksi ph- mittarin avulla. Käyttämällä tietokoneeseen liitettyä ph- mittaria, voidaan myös mitata ph:n muutosta eri ajan hetkinä. Käytössäsi on tislattua vettä ja seuraavien yhdisteiden laimeita vesiliuoksia (c = 0,01 mol/l) Mittaa kunkin liuoksen ph käyttämällä sekä indikaattoria että ph- anturia. Indikaattori ph:n mittaaminen indikaattorin avulla - Mittaa muutama millilitra kutakin tutkittavaa liuosta erillisiin koeputkiin - Lisää 1-2 tippaa indikaattoria kuhunkin koeputkeen - Tarkkaile värinmuutosta ja vertaa saatua väriä indikaattorin värikarttaan. Päättele mikä liuoksen ph on.

ph:n mittaaminen ph- anturin avulla - Mittaa muutama millilitra kutakin tutkittavaa liuosta erillisiin koeputkiin - Säädä mittausautomaatiolaitteesi mittaamaan ph:ta - Laita ph- elektrodi koeputkeen ja odota että ph- arvo vakiintuu (odota 30 60 sekuntia) - Puhdista elektrodi ennen seuraavan nesteen ph:n mittaamista Tulokset Tislattu vesi H 2SO 4 (rikkihappo) 0,01 M NaHCO 3 (natriumbikarbonaatti) 0,01 M NaCl (natriumkloridi) 0,01 M HNO 3 (typpihappo) 0,01 M NaOH (natriumhydroksidi) 0,01 M Väri Indikaattori ph ph-anturi Vertaa indikaattorin ja ph- anturin avulla saamiasi tuloksia. Mitä yhteistä niissä on?..... Miten tulokset eroavat?.. Luokittele aineet, joiden ph:ta tutkit hapoiksi, emäksiksi tai neutraaleiksi..

Mistä kivihiili koostuu? Mitä kemiallisia reaktiota kivihiilen palaessa tapahtuu? Kivihiili koostuu lähinnä hiilestä, tuhkasta, haihtuvista yhdisteistä, kosteudesta ja rikistä. Suurin osa kivihiilestä on hiiltä ja hiilen osuus määrittelee, paljonko energiaa hiilenpoltosta vapautuu. Seuraavissa taulukoissa esitetään tarkemmin kivihiilen ja sen sisältämän tuhkan koostumusta. Haihtuva osuus muodostuu pääasiassa hiilivedyistä. Hiilen kemiallinen koostumus % kiinteä hiili 93.89 % tuhka 2.10 % haihtuvia orgaanisia yhdisteitä 3.01 % kosteutta 2.94 % rikkiä 1.01 Pohdintaa kivihiilen palamisesta Tuhkan kemiallinen koostumus Oksidit SiO 2 10 70 Al 2 O 3 8-38 Fe 2 O 3 2 50 CaO 0.5 30 MgO 0.3 8 Na 2 O 0.1-8 K 2 O 0.1-3 TiO 2 0.4 3.5 SO 3 0.1-30 Prosenttiosuus tuhkasta Selitä omin sanoin: onko kivihiili puhdasta ainetta vai seos?................. Mitä on palaminen?...... Mitä kemiallisia reaktioita tapahtuu kivihiilen palaessa? Kirjoita myös ne reaktioyhtälöt, jotka osaat........... Kivihiilen palamisen mallintaminen laboratoriossa Vastataksesi tämän tutkimuksen pääkysymykseen, miten kivihiilen palaminen vaikuttaa happamaan sateeseen, sinun täytyy: a) Valita kemikaalit, joiden avulla mallinnat kivihiiltä (ne muodostavat keinotekoisen kivihiilen) b) Suunnitella koejärjestely, jonka avulla voit tutkia kivihiilen polton vaikutusta happamiin sateisiin c) Suorittaa suunnittelemasi koe d) Arvoida saamiasi tuloksia e) Vastata kysymykseen tulostesi pohjalta

Kivihiilen mallintaminen Mitä aineita käytät keinotekoisen kivihiilen valmistamiseen?... Kuinka keinotekoisen kivihiilesi palamistuotteet voivat happamoittaa sadevettä?....... Kuinka tutkit palamisen happamoittamaa vaikutusta?...... Koejärjestelyn suunnitteleminen ja ryhmätyöskentely Kuvaile kokeet, jotka täytyy suorittaa, jotta kunkin kivihiilen osan vaikutus happamiin sateisiin voidaan selvittää..... Minkä kivihiilen ainesosan vaikutusta teidän ryhmänne tutkii?.... Miten voit välttää muiden ainesosien palamisen vaikutuksen tuloksiin?...... Esitä arvio palamistuotteiden tiheydestä huoneilman tiheyteen verrattuna?.... Miten palamistuotteet käyttäytyvät?. Miten estät muiden muuttujien vaikutuksen koetuloksiisi? Selitä ryhmänne koejärjestely ja piirrä siitä kuva:

Oletetut tulokset Kirjoita alle oletuksesi saatavista tuloksista ennen kokeen suorittamista. Ainesosa... Ennuste Ainesosa... Ennuste Ainesosa... Ennuste Ainesosa... Ennuste Mikä on yleinen oletuksesi: miksi kivihiilen polttaminen aiheuttaa happamia sateita?... Kerätyn aineiston arviointia Ainesosa: Kuvaile reaktio, syntyikö siinä kaasua? Mistä tiedät syntyikö kaasua?...... Onko kaasu harvempaa vai tiheämpää kuin ilma?... Miksi päättelet niin?.... ph alkutilanteessa..... ph lopputilanteessa.. Kuinka veden ph on muuttunut sen ollessa kosketuksissa muodostuneen kaasun kanssa? Kuinka tulkitset ph:n muutoksen kokeessasi?.... Mitä kemiallisia reaktioita kokeessasi tapahtui? Missä vaiheessa koetta ne tapahtuivat?... Ainesosa: Kuvaile reaktio, syntyikö siinä kaasua? Mistä tiedät syntyikö kaasua?...... Onko kaasu harvempaa vai tiheämpää kuin ilma?... Miksi päättelet niin?.... ph alkutilanteessa..... ph lopputilanteessa.. Kuinka veden ph on muuttunut sen ollessa kosketuksissa muodostuneen kaasun kanssa?

Kuinka tulkitset ph:n muutoksen kokeessasi?.... Mitä kemiallisia reaktioita kokeessasi tapahtui? Missä vaiheessa koetta ne tapahtuivat?... Esitä tuloksesi Jaa ryhmäsi saamat tulokset koko luokalle. Kirjaa ylös myös muiden saamat tulokset... Tulokset: Kirjoita alle luokan saamat tulokset kivihiilen eri ainesosille: Ainesosa... Ainesosa... Ainesosa... Ainesosa... Kirjoita johtopäätöksesi tutkimuksesta.. Alkuperäiseen kysymykseen vastaaminen: Kuinka kivihiilen polttaminen vaikuttaa happamiin sateisiin?....... Kysymyksiä a) Omaan kokeen suunnittelu oli ryhmällemme helppoa. 1, 2, 3, 4, 5 (1: vahvasti samaa mieltä 5: vahvasti eri mieltä) Selitä vastauksesi:....

.... b) Käytit tässä työssä kivihiilen sijaan mallia kivihiilestä. Onko käyttämäsi malli mielestäsi hyvä? Miksi?......... Lähteet: R. Downing, R. Ramankutty, and J. Shah, RINS- ASIA: An Assessment Model for Acid Deposition in Asia (The World Bank, Washington, D.C., 1997), Available at http://www.wri.org/publication/content/8434 (accessed 9th September 2012)