химический каталог




Введение в химию окружающей среды

Автор J.E.Andrews P.Brimblecombe T.D.Jickells P.S.Liss

в воде (вставка 2.8), что способствует их выходу из океанов в атмосферу.

Хорошо известно существование органических галогенпро-изводных в атмосфере. Несмотря на очевидную зависимость от антропогенного источника, представленного жидкостями, применяемыми для химчистки, в огнетушителях и распыляемыми аэрозолями, существует также множество биологических источников. Метилхлорид (СН3С1), наиболее распространенный в атмосфере галогенуглеводород, происходит в первую очередь из плохо изученных морских источников; некоторый вклад вносят также микробиологические процессы на суше и сгорающая биомасса. Бром- и йодсодержащие органические соединения также выделяются океанами, а распределение морского йода по поверхности суши служит значительным источником этого необходимого следового элемента для млекопитающих. Можно сказать, что базедова болезнь, возникающая в результате дефицита йода, особенно распространена в областях, удаленных от океана.

2.5. Реакционная способность следовых веществ в атмосфере

Очевидно, что газы с коротким временем пребывания в атмосфере могут быть легко удалены. Некоторые из них удаляются в процессе поглощения растениями, твердыми веществами или водой. Однако наиболее частой причиной короткого времени пребывания газа в атмосфере служит протекание химических реакций.

Что заставляет газы вступать в реакции в атмосфере? Оказывается, большинство микрокомпонентных газов, перечисленных в табл. 2.3, не очень активно вступает в реакции с основными компонентами воздуха. На самом деле, наиболее реакционно-способной единицей в атмосфере является фрагмент молекулы воды, радикал гидроксила (ОН). Этот радикал (реакционно-способный молекулярный фрагмент) образуется в результате фотохимически инициируемой последовательности реакций, которая запускается фотоном света, hv:

Оз<г) +Av^02(r) + 0Ом +Н20(Г) -> 20Н(Г). (2.13)

ВСТАВКА 2.8. Растворимость газов

Растворимость газов в жидкостях рассматривается обычно как равновесный процесс. Возьмем в качестве примера растворение карбонил-сульфида (OSC):

OSC(r| <-> OSC(MH), (О

где OSC(r, и OSC(Bofl„, обозначают концентрации карбонилсульфида в газообразной и жидкой фазах. Это равновесное взаимодействие обычно называют законом Генри в честь английского специалиста по физической химии, работавшего в XVIII в. Константа Генри (Кн) описывает равновесие. Используя давление (р) для описания концентрации (с) 0SC(ri в газовой фазе, имеем:

^ _ с ОС5(воДц) ^

pOCS,,,

Если взять атмосферу (атм) в качестве единицы давления и моль • л-1 как единицу объема, то константа Генри будет иметь единицу измерения моль - л~' атм"'. Чем больше значение константы Генри, тем большую растворимость имеет газ. Из табл. 1 видно, что растворимость пероксида водорода очень велика, а кислорода намного меньше.

Растворимость многих очень важных газов ограниченна, но часто они могут вступать в реакции в воде, что увеличивает их растворимость. Возьмем обычную диссоциацию формальдегида (НСОН), который быстро гидролизуется до метиленгликоля [Н2С(ОН)2]:

НСОН(г) <-> НСОН(„д„), (3)

НСОН^ + НА^^НзС^НЬ,»,,). (4)

Второе равновесие сдвинуто так сильно вправо, что растворимость повышается почти в 2000 раз.

46

ГЛАВА 2

Таблица 2.3. Время пребывания следов газов в естественной атмосфере.

По Brimblecombe (1986)

Время пребывания Концентрах!

Диоксид углерода 4 года 360000

Оксид углерода 0,1 года 100

Метан 3,6 года 1600

Муравьиная кислота 10 дней 1

Азотистый ангидрид 20-30 лет 300

Оксид азота 4 дня 0,1

Диоксид азота 4 дня 0,3

Аммиак 2 дня 1

Диоксид серы 3-7 дней 0,01-0,1

Сероводород 1 день 0,05

Сероуглерод 40 дней 0,02

Серооксид углерода 1 год 0,5

Диметилсульфид 1 день 0,001

Метилхлорид 30 дней 0,7

Метилиодид 5 дней 0,002

Хлоро водород 4 дня 0,001

Радикал ОН может вступать в реакции со многими соединениями атмосферы, поэтому у него короткое время пребывания, и скорости реакций его больше, чем у такого распространенного газа, как 02. Реакция между диоксидом азота (N02) и радикалом ОН приводит к образованию HNO3, важной составляющей кислотных дождей:

N02(r)+OH(r,^HN03(r). (2.14)

С другой стороны, кинетические измерения в лаборатории (цель которых — установить скорость реакции) показали, что газы, у которых низкие скорости реакций с радикалом ОН, имеют большое время пребывания в атмосфере. В табл. 2.3 показано, что COS, N20 и даже CFL, имеют большое время пребывания. ХФУ (хлорфторуглеводороды: охлаждающие вещества и распыляющие вещества аэрозолей) также ограниченно вступают в реакции с ОН. Подобные газы накапливаются в атмосфере и со временем просачиваются в стратосферу. Там имеют место совершенно другие химические процессы, в которых преобладает не ОН, а атомарный кислород (т. е. О). Газы, реагирующие с атомарным кислородом стратосферы, могут препятствовать образованию Оз по реакции

0(г) +02(г) -> 03(г) (2.15)

и отвечать за истощение озонового слоя стратосферы (вставка 2.9).

I

АТМОСФЕРА

ВСТАВКА 2.9. Озон

(1)

Образование озона

страница 14
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

Скачать книгу "Введение в химию окружающей среды" (5.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ремонт холодильника LG GA-B489 ZVCK
благотворительная помощь ребенку инвалиду
две бабы-яги спектакль
гладильные доски трансформеры

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(20.09.2017)