Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

HTML
DOWNLOAD

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei"

Zsigmond Fekete
9 évvel ezelőtt
Látták:

1 GazdálkodásimodulGazdaságtudományismeretekI.Közgazdaságtan KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSIMÉRNÖKIMScTERMÉSZETVÉDELMIMÉRNÖKIMSc Tudományos kutatásmódszertani, elemzési és közlési ismeretek modul Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc

KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSIMÉRNÖKIMScTERMÉSZETVÉDELMIMÉRNÖKIMSc Tudományos

2 10. Lecke Alapvetı kémiai folyamatok

3 1. Egyesülés Az egyesülés során 2 vagy több anyagból 1 anyag képzıdik. Példák egyesülésre: A szén égetésekor szén-dioxid keletkezik: C + O 2 CO 2 A szén-dioxid vízben való oldódásakor szénsav keletkezik: H 2 O + CO 2 H 2 CO 3 Az ammóniagáz vízben való oldódásakor ammóniumhidroxid képzıdik: NH 3 + H 2 O NH 4 OH

szén-dioxid vízben való oldódásakor szénsav keletkezik: H 2 O + CO 2 H 2 CO 3

4 2. Bomlás 2.1 Egyszerő bomlás A bomlás során 1 anyagból 2 vagy több anyag képzıdik. Példák bomlásra: CaCO 3 CaO + CO 2 2 CuO 2 Cu + O 2

5 Proton és hidroxónium ion A hidrogénion lényegében egy csupasz proton (hiszen a hidrogén atommagjában nem található neutron, csupán egy proton), ez azonban energetikailag nem stabil állapot ezért a H + ion kapcsolatba lép egy vízmolekulával, és egy energetikailag stabilabb formáció, a hidroxónium-ion (H 3 O + ) képzıdik: H x... O... x H H +

energetikailag nem stabil állapot ezért a H + ion kapcsolatba lép egy vízmolekulával,

6 Elektrolitos disszociáció Az elektrolitos disszociáció egy speciális bomlási folyamat. Az elektrolit olyan oldat, amelyben elektromosan töltött részecskék találhatóak, a disszociáció szó pedig bomlást, szétválást jelent. Vízkémiai vonatkozásban az elektrolitos disszociáció azt jelenti, hogy a vízben oldott anyagok ionjaikra esnek szét (azaz úgy bomlanak el, hogy elektromosan töltött részecskék keletkeznek). Az ionok két nagy csoportja a pozitív töltéső kationok (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, H +, ) és a negatív töltéső anionok (halogenid-ionok: F-, Cl-, Br-, I- összetett anionok: SO 4 2- (szulfát-ion), NO 3- (nitrát-ion), NO 2- (nitrition), SO 3- (szulfit-ion), PO 4 3- (foszfát-ion), CO 3 2- (karbonát-ion), HCO 3- (hidrogénkarbonát-ion)

Vízkémiai vonatkozásban az elektrolitos disszociáció azt jelenti, hogy a vízben oldott anyagok ionjaikra esnek szét (azaz úgy bomlanak el, hogy elektromosan töltött részecskék

7 Elektrolitok fogalma Az elektrolitok tehát vizes oldatok, melyekben pozitív és negatív töltéső ionok fordulnak elı. Ezek az ionok a disszociációs folyamat révén jutnak az oldatba. Disszociáció például a konyhasó vízben való oldása. A konyhasó amint feloldódik, rögtön disszociál is: NaCl Na + + Cl - A kálcium-karbonát oldódása is disszociáció. (A CaCO 3 csak kis mértékben oldódik ugyan a vízben, de amint lesz oldott CaCO3, az rögtön disszociál kálcium-ionra és karbonát-ionra.) CaCO 3 Ca 2+ + CO 3 2-

A konyhasó amint feloldódik, rögtön disszociál is: NaCl Na + + Cl - A kálcium-karbonát oldódása is disszociáció.

8 A disszociáció foka Disszociációra csak az oldott állapotú anyagok képesek. A disszociáció foka (α) a következıképpen határozható meg: α = Disszociált molekulák száma Összes molekulák száma az oldatban 1 A savak illetve lúgok erısségét a disszociáció foka szabja meg.

9 3. Cserebomlás A cserebomlás során 2 anyagból 2 újabb anyag képzıdik. A cserebomlási folyamatok a vegyiparban leggyakrabban alkalmazott folyamat típusok. A cserebomlási folyamatok egyik esete a kicsapatás, melynek során vízben nagyon rosszul oldódó csapadék képzıdik. Erre mutat egy példát a következı reakcióegyenlet: CaCl 2 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + 2NaCl A cserebomlás egy speciális esete a semlegesítési folyamat is, melynek során savból és lúgból, só és víz képzıdik. Erre példa a sósav és a nátrium-hidroxid reakciója: HCl + NaOH NaCl + H 2 O sav lúg só víz

A cserebomlási folyamatok egyik esete a kicsapatás, melynek során vízben nagyon rosszul oldódó csapadék képzıdik.

10 4. Oxidáció Minden olyan folyamat, amelynek során az anyag oxigénnel egyesül, oxidációs folyamat. C + O 2 CO 2 S + O 2 SO 2 4 Al + 3 O 2 2 Al 2 O 3 Oxidálódik az az anyag, is amelytıl hidrogént vonunk el. 2 H 2 S + O 2 2 S + 2 H 2 O A régebbi értelmezés szerint tehát az oxidáció oxigénfelvétel, ill. hidrogénleadás. Ma ennél kiterjedtebb az oxidáció fogalma: minden olyan folyamatot, amelyben atomok, molekulák v. ionok elektront adnak le oxidációnak nevezünk (az elektronfelvétel a redukció). Az összetartozó oxidálódó és redukálódó anyag együttesen ún. redoxi rendszert alkot.

2 H 2 S + O 2 2 S + 2 H 2 O A régebbi értelmezés szerint tehát az oxidáció oxigénfelvétel, ill. hidrogénleadás.

11 Oxidációs szám fogalma Kovalens kémiai kötésben levı atom oxidációját az oxidációs számmal jellemezzük. Az oxidációs szám növekedése oxidációt, csökkenése redukciót jelent. Pl.: A reakcióban a kénatom oxidálódik, az oxigénatom pedig redukálódik. Az, hogy egy redoxi rendszerben melyik anyag képes a másikat redukálni, ill. oxidálni, a redoxipotenciáltól függ (elektródpotenciál). A pozitívabb redoxipotenciálú (elektródpotenciálú) rendszer képes oxidálni a nála kevésbé pozitív (negatívabb) redoxipotenciálú (elektródpotenciálú) rendszert.

: A reakcióban a kénatom oxidálódik, az oxigénatom pedig redukálódik.

12 5. Redukció Redukálódik minden anyag, amely hidrogént vesz fel. A következı folyamat például a nitrogén szempontjából redukció: N 2 + 3H 2 2NH 3 Redukciós folyamat az a folyamat, amikor egy anyag oxigént ad le. Redukciós folyamat az alábbi, vasgyártás során alkalmazott reakció: Fe 2 O CO 2 Fe + 3 CO 2 Redukálódik minden anyag, amely elektront vesz fel.

Redukciós folyamat az a folyamat, amikor egy anyag oxigént ad le.

13 Az oxidáció és redukció elválszthatatlan Az oxidáció és redukció definíciói sem mondanak egymásnak ellent. Ha valamely kémiai reakció az egyik definíció szerint redukciónak bizonyul, akkor az egy másik definíció szerint is redukció kell, hogy legyen. Például az ammóniagáz képzıdésének folyamata (N 2 + 3H 2 2NH 3 ) az elsı definíció szerint redukció, hiszen a nitrogén a hidrogénnel egyesül. Az ammóniában a nitrogén elektronegativitása nagyobb, mint a hidrogén elektronegativitása, tehát a nitrogén valamilyen mértékben elvonja az elektronokat a hidrogéntıl. Ebben az esetben a nitrogén elektront nyer (ugyan nem teljes mértékben), azaz a folyamat a harmadik definíció szerint is redukció.

Például az ammóniagáz képzıdésének folyamata (N 2 + 3H 2 2NH 3 ) az elsı definíció szerint redukció, hiszen a nitrogén a hidrogénnel egyesül.

14 Oxidálószerek Oxidálószerek mindazon anyagok, amelyek elektront képesek felvenni. Ilyenek a nagy elektronvonzó képességgel, nagy elektronegativitással rendelkezı anyagok. Az oxidálószerek lehetnek elemek és vegyületek is. Példák oxidálószerekre: Elemek: O 2, atomos oxigén, O 3 (ózon), F 2, Cl 2, Br 2 Vegyületek: KMnO 4 (hipermangán v. kálium-permanganát) K 2 Cr 2 O 7 (kálium-bikromát) H 2 O 2 (hidrogén-peroxid) HOCl (hipoklóros-sav) NaOCl (nátrium-hipoklorit, hypo) KClO 3 (kálium-klorát)

Az oxidálószerek lehetnek elemek és vegyületek is.

15 Redukálószerek A redukálószerek olyan anyagok, amelyek könnyen le tudnak adni elektront. A redukálószerek redukálnak, miközben maga a redukálószer oxidálódik (elektront veszít). Példák redukálószerekre: H 2 C CO NH 2 NH 2 (hidrazin) (aldehidek) R: szerves csoport Na Kis elektronegativitású fémek K Fr Cs Mg

A redukálószerek redukálnak, miközben maga a redukálószer oxidálódik

16 Kérdések a leckéhez Egyesülés és bomlás Elektrolitos disszociáció Oxidáció és redukció

17 KÖSZÖNÖM FIGYELMÜKET!

Hasonló dokumentumok

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Tudományos kutatásmódszertani, elemzési és közlési ismeretek modul Gazdálkodási modul Gazdaságtudományi ismeretek I. Közgazdasá Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI