در مطلب زیر نکات حفظی فصل دو دهم (رد پای گازها ) در زندگی جهت مرور نکات حفظی طبقه بندی شده است:
اوزون تروپوسفری:
اوزون علاوه بر لایه استراتوسفر،در لایه تروپوسفر نیز یافت میشود.از آنجا که اوزون از گاز اکسیژن واکنشپذیرتر است،این ماده در تروپوسفر آلایندهای سمی و خطرناک به شمار میرود.
گاز N2 به عنوان اصلیترین جز سازنده هواکره،واکنشپذیری بسیار کمی دارد و به طور معمول با اکسیژن هوا واکنش نمیدهد.اما بر اثر رعدوبرق با گاز O2 واکنش داده و به اکسیدهای نیتروژن تبدیل میشود.
واکنشها:
N2(g) + O2(g) ➡️ 2NO(g)2NO(g) + O2(g) ➡️ 2NO2(g)
در هوای آلوده شهرها،مقدار قابل توجهی از اکسیدهای نیتروژن وجود دارد.درواقع این گازها از واکنش گازهای نیتروژن و اکسیژن درون موتور خودروها در دمای بالا بوجود میآیند.
در هوای آلوده کلان شهرها و در حضور نور خورشید،گاز نیتروژن دی اکسید مطابق واکنش زیر با گاز اکسیژن واکنش داده و اوزون تروپوسفری را ایجاد میکند.
NO2(g + O2(g) ➡️ NO(g) + O3(g)
نکته:گاز NO2 قهوهای رنگ است و به همین دلیل هوای آلوده کلانشهرها اغلب به رنگ قهوهای روشن دیده میشود.
اثر گلخانهای:
کره زمین بوسیله نور خورشید گرم میشود.میدانیم که نور خورشید شامل گستره بسیار وسیعی از امواج الکترومغناطیس است.
نور خورشید هنگام عبور از هواکره با مولکولها و دیگر ذرات آن برخورد میکند و بخش عمده آن به سطح زمین میرسد.
به طور کلی در مورد پرتوهای خورشیدی گسیلشده به سمت زمین میتوان گفت:
بخش عمدهای از این پرتوها به وسیله زمین جذب میشود.
بخش کوچکی از پرتوهای خورشیدی بوسیله هواکره جذب میشود.
بخشی از پرتوهای خورشیدی بازتابیده شده و به فضا برمیگردد.
بخشی از نور خورشید که به زمین میرسد،سبب گرم شدن زمین میشود،از این رو زمین مانند یک جسم داغ از خود پرتوهای فروسرخ گسیل میکند.
درواقع میتوان گفت:
زمین بخش قابل توجهی از گرمای جذب شده را به صورت تابش فروسرخ از دست میدهد.گازهای گلخانهای مانع از خروج کامل گرمای آزادشده میشود.(درواقع زمین بخشی از گرمای آزادشده را در خود نگه میدارد)
امواج گسیل شده از زمین در مقایسه با پرتوهای جذب شده دارای انرژی کمتر و طولموج بلندتر هستند.
سرانجام پرتوهای گسیل شده از زمین که دارای طولموج بلندتری هستند،در هواکره بوسیله گازهایی مانند CO2, H2O , CH4 و.....جذب شده و دوباره به وسیله همین مولکولها به سطح زمین باز میگردند.به این پدیده اثرگلخانهای و به این گازها،گازهای گلخانهای گفته می شود.
رفتار اکسیدهای فلزی و نافلزی:
برای بیان میزان اسیدی یا بازی بودن یک محلول،از مقیاس pH استفاده میشود.
گستره pH محلولهای آبی در دمای اتاق بین صفر تا ۱۴ میباشد.
کاغذ pH در محلولهای اسیدی به رنگ قرمز،در محیط خنثی به رنگ سبز و در محیطهای بازی به رنگ بنفش(آبی تیره) است.
اکسیدهای فلزی مانند سدیم اکسید( Na2O )و کلسیم اکسید ( CaO ) را اکسیدهای بازی مینامند زیرا از واکنش آنها با آب،محلولی با خاصیت بازی تولید میشود.
اکسیدهای نافلزی مانند CO2 را اکسیدهای اسیدی مینامند زیرا از واکنش آنها با آب،محلولی با خاصیت اسیدی تولید میشود.
باید توجه داشت که همه اکسیدهای نافلزی،اکسیدهای اسیدی نیستند،برای نمونه NO ، CO و N2O با آب واکنش نداده و اکسید اسیدی به حساب نمیآیند.
اکسیدهای فلزی و نافلزی کاربردهای فراوانی در زندگی دارند،برای نمونه برخی کشاورزان کلسیم اکسید (آهک) را به عنوان اکسیدی فلزی برای افزایش بهرهوری به خاک کشاورزی اضافه میکنند.درواقع افزودن آن به خاک،سبب میشود مقدار و نوع مواد معدنی در دسترس گیاه تغییر کند.
ردپای کربن دی اکسید:
ردپای کربن دی اکسید نشان میدهد که در تولید یک محصول یا بر اثر انجام یک فعالیت چه مقدار از این گاز تولید و وارد هواکره میشود.
برای اینکه مقدار کربن دی اکسید و ردپای حاصل از آن از مقدار طبیعی فراتر نرود،باید مقدار اضافه کربن دی اکسید به وسیله گیاهان یا دیگر پدیدههای طبیعی مصرف شود.
استفاده از زغال سنگ برای تولید برق،کربن دی اکسید بیشتری نسبت به سایر منابع تولید برق ایجاد میکند پس ردپای ایجاد شده توسط آن سنگین تر است.
مقایسه ردپای کربن دی اکسید ایجاد شده توسط منابع گوناگون برای تولید برق به صورت زیر است:
زغال سنگ > نفت خام > گاز طبیعی > انرژی خورشیدی > گرمای زمین > باد
طبیعت به کمک گیاهان کربن دی اکسید را مصرف میکند.بنابراین یکی از راهکارهای کاهش ردپای کربن دی اکسید، کاشت و مراقبت از درختان است.
توجه داشته باشید هر چه یک درخت تنومندتر باشد،مقدار کربن دی اکسید مصرفی توسط آن نیز بیشتر خواهد بود.
چند نکته برای رسم ساختار لوویس:
برای برقراری پیوند میان اکسیژن و اتم مرکزی،اگر اتم مرکزی الکترون منفرد داشته باشد،اکسیژن الکترونهای منفرد خود را با آن به اشتراک میگذارد.در غیر این صورت،اکسیژن هر دو الکترون مورد نیاز جهت تشکیل پیوند اشتراکی را تامین میکند.
برای رسم ساختار لوویس،به منظور رسم پیوند میان اتمها،ابتدا اتمهای هالوژن و هیدروژن را باید با یک پیوند یگانه به اتم مرکزی متصل کرد و سپس اتمهای دیگر مانند N ، S ، O و ...... را به اتم مرکزی متصل میکنیم.
برای رسم ساختار لوویس یونهای چند اتمی،به تعداد بار کاتیون از اتم مرکزی جدا میکنیم و یا به تعداد بار آنیون به اتم مرکزی الکترون اضافه میکنیم.
باید توجه داشت در صورت وجود اتم اکسیژن در یک آنیون چند اتمی،با توجه به بار آنیون،به هر یک از اتمهای اکسیژن یک الکترون اضافه کنیم.
تقطیر جز به جز:
برای جداسازی اجزای مخلوطهایی که دمای جوش نزدیک به هم دارند و بر اثر حرارت همگی آنها به طور همزمان شروع به جوشیدن میکنند،از روش تقطیر جز به جز استفاده میشود.
از آن جا که نقطه جوش اجزا هوا به یکدیگر نزدیک است،جداسازی آنها به روش تقطیر جز به جز صورت میگیرد.(نقطه جوش اجزای هوا:نیتروژن=196- اکسیژن=183- آرگون=186- هلیم=269-)
پیش از جداسازی اجزای سازنده هوا به روش تقطیر جز به جز،باید ابتدا هوا را به مایع تبدیل کنیم.
در طی مراحل تبدیل هوا به مایع،درنهایت مخلوطی از سه گاز اکسیژن،آرگون و نیتروژن به نام هوای مایع بدست میآید.
برای جداسازی اجزای هوا مایع،دمای آن را به آرامی افزایش میدهیم.به این ترتیب هر یک از مایعات موجود در این مخلوط در نقطه جوش خود تبخیر شده و میتوان با عبور بخار آنها از ستون تقطیر و لوله سردکننده،به صورت مایع در ظرفهای جداگانه جمعآوری نمود.
سوختن و رنگ شعله:
سوختن واکنشی شیمیایی است که در آن یک ماده با اکسیژن به سرعت واکنش میدهد و بخشی از انرژی شیمیایی آن به صورت نور و گرما آزاد میشود.
واکنشپذیری زیاد اکسیژن سبب میشود تا عنصرهای فلزی و نافلزی و بسیاری از ترکیبات در شرایط مناسب بسوزند.(رنگ شعله سدیم،منیزیم و آهن به ترتیب زرد،سفید و نارنجی است.)
هیدروکربنها ترکیباتی هستند که تنها از هیدروژن و کربن تشکیل شدهاند و در اثر سوختن آنها در حضور مقدار کافی از گاز اکسیژن کربن دی اکسید و آب به دست میآید.
سوختهای فسیلی اغلب از هیدروکربن تشکیل شدهاند و نوع فرآوردهها در واکنش سوختن آنها به مقدار اکسیژن در دسترس بستگی دارد؛به طوری که اگر اکسیژن کافی باشد،سوختن کامل انجام میشود و گاز کربن دی اکسید و بخار آب تولید میگردد.اما اگر مقدار اکسیژن کم باشد،گاز کربن مونواکسید به همراه دیگر فراوردهها تولید خواهد شد،در این حالت گفته میشود،سوختن ناقص است.
گاز شهری به طور عمده از متان تشکیل شده است.چنانچه این گاز به طور کامل بسوزد،رنگ شعله آن آبی و اگر به صورت ناقص بسوزد،رنگ شعله آن زرد میشود.
برای مشاهده بقیه مطالب دوران جمع بندی به لینک زیر مراجعه کنید: