litosfäär ii (muld, saastajad)
Post on 12-Jan-2016
82 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Litosfäär II (muld, saastajad)
Loeng 9
07.04.2006
Räägime
1) Pinnase keemiast (muld)
2) Savist (Al amfoteersed omadused)
3) Huumusainetest
4) Adsorptsioonist ja absorptsioonist
5) Väetistest
6) Mürkkemikaalidest põllumajanduses
PINNASE KEEMIA
Pinnas on segu, koosneb mineraalsest osast, orgaanilisest osast, veest ja õhust.
Tüüpiline pinnas ~5% orgaanilist osa ja
~95% anorgaanilist, mineraalset osa
Turbamuld ~95% orgaanilist osa
Liiv, liivsavi ja savised mullad
SAVI
Kaoliini keemiline valem
Al2O3.2SiO2.2H2O = Al2Si2O5(OH)4
Savi on kihilise ehitusega (kile)
Alumiinium on amfoteersete omadustega
Al(NO3)3 + n H2O Al(H2O)63+ + 3NO3
+ (n-6)H2O
Al(H2O)63+ H+ + Al(H2O)5OH2+
-H2O tekib happeline lahus, Kh =1,4.10-5
H+ + OH
Mulla pH
Savimuld pH 4-6 (happeline) - mustsõstar, vaarikas, maasikas, redis, jõhvikas
Liivane muld pH ~7 (neutraalne) – õun, kõrvits, kaalikas
Lubjakivine muld pH>7 (aluseline) – kapsas, peet, kurk, sibul, uba, hernes
Mulla pH saab muuta: puutuhk vähendab happelisust
tammelehed suurendavad –”-
LUBJAKIVI
… lahustub: CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2
Annab mulda Ca2+ ioone
Lubjakivi on ka õhus oleva väävelhappe eemaldajaks
CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + H2O + CO2
Kaltsiumsulfaat lahustab enam vees kui kaltsiumkarbonaat : Kdiss(CaSO4)=9.10-6
Kdiss(CaCO3)=5,1.10-9
KEEMILISED VÄETISED
Taimede vajadus lisaks CO2 ja H2O veel vähemalt 6
keemilise elemendi osas - N, P, K, Ca, S, Mg
Lämmastikväetised sisaldavad NO3- ja/või NH4
+. N-
väetiste põhialuseks on NH3
Karbamiid on orgaaniline väetis (NH2)2CO, saadakse
NH3 + CO2 = (NH2)2CO + H2O
NH4NO3 on enamkasutatav - vähe jääki, palju N.
Mürkkemikaalid
… on ksenobiootikumid (kr k xenos-võõras, bios-elu)
I. Taimekaitsevahendid – pestitsiidid
1) Insektitsiidid putukate hävitamiseks (DDT dikloor-difenüültriklooretaan - ClC6H4CH(CCl3)C6H4Cl )
2) Fungitsiidid seentehävitamiseks
3) Herbitsiidid umbrohu hävitamiseks
4) Arboritsiidid põõsaste vohamise vastu
II. Detergendid - pesuvahendid
MIKS TOIMUVAD KEEMILISED REAKTSIOONID ?
Keemiline reaktsioon on aine muutus, millega kaasneb aatomitevaheliste keemiliste sidemete teke või katkemine.
Keemilised reaktsioonid alluvad teatud seadustele - massi, energia, elektrilaengu, aatomite hulga jäävuste seadustele.
Keemilisel reaktsioonil muutub aatomite jaotus ainete (molekulide) vahel, energia muutus ainete vahel (hulk jääb samaks)
Reagentide ja produktide potentsiaalne energia. Nende vahe on reaktsiooni entalpia:
ΔH = ΣHprod - ΣHreag
-ΔH negatiivne muut, so eksotermiline protsess
H - entalpia (p=const. isobaariline soojusefekt)
Keemilise reaktsiooni aktivatsiooni energia (Ea) ja entalpiamuut (ΔH) eksotermilise reaktsiooni korral
KIIRUSKONSTANT k
…on funktsioon reaktsiooni aktiveerimisenergiast Ea ja
temperatuurist T
Arrheniuse võrrand:
k = A e– Ea/RT A on konstant
ln k = ln A – Ea/RT
ln k = -Ea/(RT) + konstant
Aktiveerimisenergiat saab vähendada kasutades katalüsaatorit, siis reaktsiooni kiirus kasvab. Inhibiitor aeglustab reaktsiooni kulgu, tõstab aktiveerimisenergiat EA .
KEEMILINE KINEETIKA
Kreeka k. – kinesis - liikumineMolekulaarkineetiline teooria
Ekin. = 3/2 kT, kus k on Boltzmanni konstant.
Mooli kohta on see energia Avogadro arvu (NA = 6,02.1023 ) korra võrra suurem (1 moolis on NA molekuli).
Gaasikonstant R = k. NA
Et gaasilise keskkonnas reaktsioon toimuks peavad molekulid 1) omama kindlat reaktsiooni barjääri ületavat ENERGIAT, 2) peavad olema orienteeritud sobivalt. Reaktsiooni barjäär on kõrge endotermiliste reaktsioonide puhul, madalam (aga olemas ! ) eksotermiliste reaktsioonide puhul.
Keemiline termodünaamika
Termokeemia on sünonüüm keemilisele termodünaamikale.
Keemiline termodünaamika (t-d) vaatleb protsesse nende võimalikkuse, kulgemise suuna ja lõpptulemuste seisukohalt.
Kui t-d täiendada reaktsioonide kineetika ja mehanismide uurimisega võib saada küllalt täieliku pildi keemilisest protsessist.
T-d uurib süsteeme (paljudest molekulidest, aatomitest, ioonidest radikaalidest koosnevaid). Uurib nende üldomadusi, laskumata süsteemi sisemise ehituse üksikasjadesse.
Reaktsiooni keskkond kui süsteem on kas a) avatud (m=const ja E=const) ,b) suletud (Econst, m =const) või c) isoleeritud (m=const ja E=const).Süsteemi olekut iseloomustavad olekuparameetrid ja olekufunktsioonid.
Olekuparameetrid ja -funktsioonid
Olekuparameetrid (OP) on tavaliselt mõõdetavad suurused, temperatuur T, rõhk P, ruumala V, ainehulk n.
Süsteemi omadusi (energia, entroopia jt) vaadeldakse sõltuvatena põhiparameetritest T, P, V, n.
Olekufunktsiooni (OF) all mõistetakse funktsiooni, mis sõltub ainult süsteemi olekust (olekuparameetritest), mitte aga selle oleku saavutamise teedest. (Hessi seadus - reaktsiooni soojusefekt ei sõltu reaktsiooni teest.)
Soojus (q=mcΔT) ja töö (w=F.l) ei ole OF-d.
Keemias töö seoses süsteemi paisumisega -PΔV
U - siseenergia, so isokooriline reaktsiooni soojusefekt (V=const.).
Siseenergia muut ΔU leitakse (arvutatakse) süsteemi algoleku ja lõppoleku vastavatest parameetritest
ΔU = ΣUprod - ΣUreag
H - entalpia (P=const. isobaariline soojusefekt) ΔH = ΣHprod – ΣHreags
S - entroopia Sgaas > Svedel > Stahke
G - Gibbsi energia ΔG = ΣGprod - ΣGreag ΔG = ΔH –TΔS
Keemilise reaktsiooni kulgemisel G väheneb, kuni saavutab minimaalse väärtuse Gmin
Püsivat tasakaalu konstantse T ja P korral iseloomustab Gibbsi energia miinimum ΔG = 0
GIBBSi VABA ENERGIA
ΔG = ΔH –TΔSΔG < 0 on reaktsiooni spontaansuse mõõduks
Neli (4) võimalust ΔH ja -TΔS kombinatsioonil:
ΔH ΔS T ΔG1) - + mis iganes -spontaanne
2) - - madal -spontaanne
- - kõrge +mittespontaanne
3) + - mis iganes +mittespontaanne
4) + + madal + mittespontaanne
+ + kõrge -spontaanne
spontaanne - iseeneslik
Reaktsioon H S madal T kõrge T
C2H5OH(g) = C2H4(g) + H2O(g) + +
Cl2(g) + CO(g) = COCl2(g) - -
C3H8(g)+5O2 =3CO2(g) +4H2O(g) - +
NH4NO3(t) = N2O(g) +2H2O(g) - +
2CO(g) = CO2(g) + C(t) - -
C(t) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) + +
CaO(t) + CO2(g) = CaCO3(t) - -
CaCO3(t) = CaO(t) + CO2(g) + +
AgCl(t) = Ag+(aq) + Cl(aq) + +
SO2 + 1/2 O2 = SO3- -
2 HCl = H2 + Cl2+ -
H2 + C2H4 = C2H6- -
TERMOKEEMIA: KÜLMA- ja KUUMA-PAKENDID
Esmaabis: sportlastele, meditsiinis üldse Pakend: kuiv kemikaal + tasku veega. Löögiga tasku katki ja
reaktsioonil veega kas eraldub või neeldub soojus.
I. KÜLMAPAKEND NH4NO3 + H2O
NH4NO3 (t) + H2O NH4+nH2O + NO3
-mH2O (+ ΔH)ΔH=+26,2 kJ/mool
ΔH > 0, so endotermiline reaktsioon, soojus neeldub
Tavaliselt pakendis
30 g NH4NO3 + 100 ml H2O temperatuur langeb 20º 0 ºC
KUUMAPAKEND
(CaCl2 või MgSO4 ) + H2O on aluseks
Vee ampulli katkitegemisel toimub reaktsioon
CaCl2 + nH2O = Ca2+aq + 2Cl–aq ΔH = - 82,8 kJ/mool
ΔH < 0, eksotermiline reaktsioon, eraldub soojus
Tavaliselt pakendis
40 g CaCl2 + 100 ml H2O ja temperatuur tõuseb 20° 90 °C
top related