-: KAPITEL 44 LUFT, VATTEN, MARK, SYROR... OCH BASER Luft, vatten, mark, syror och baser :3)----
=-lnnehå II Luft sid. 46 Vatten sid. 53 Mark sid. 60 Syror och baser 1 sid. 64 FUNDERA PÅ Hur mycket väger luft? Om man dyker ner i en sjö. märker man att vattnet är mycket kallare vid botten. Varför är det så? FOKUS PÅ./ Luft./ Syre. kväve. koldioxid och kolmonooxid./ Ozon./ Växthuseffekt och förstärkt växthuseffekt./ Fossila bränslen./ Vattnets egenskaper och kretslopp./ Virtuellt vatten./ Vattenverk och reningsverk./ Bergart. mineral och malm./ Markens kretslopp./ Indikator och ph-värde./ Syra. bas och neutral lösning./ Försurning Luft. vatten. mark. syror och baser 45
NÄR DU HAR ARBETAT MED AVSNITTET LUFT KAN DU redogöra för vilka gaser som finns i luft beskriva några egenskaper hos kvävgas. syrgas och koldioxid beskriva vad som sker vid en förbränning förklara varför ozonlagret är viktigt förklara vad som menas med växthuseffekten Du kanske inte tänker på att det finns luft. Den syns ju inte. Men om du intefår tillräckligt med luft märker du genast hur nödvändig den är. Utan luft klarar vi oss inte många minuter. Det finns luft överallt omkring oss. För det mesta märker du inte av luften, men när det blåser känner du den tydligt. Luft består av molekyler och har en massa som går att väga. Kommer man högre upp i atmosfären blir det glesare mellan molekylerna. Man brukar säga att luften blir tunnare. Därför är det svårare att andas och få tillräckligt med luft på Mount Everest, än vid havets yta. 46 Luft, vatten, mark, syror och baser 2...-------------------
Luft är en gasblandning Luft är en blandning av gaser. I cirkel diagrammet ser du vilka gaser som är vanligast i luft. Ungefär 78 % av luften består av kvävgas och cirka 21 % av luften är syre. Det är bara en liten del av luften som består av andra gaser, bland annat argon, koldioxid och vatten. Luftens sammansättning vid jordytan ädelgaser 0,9 % \ /"'d;o,;d 0.04 % Kväve och syre är grundämnen, men de finns inte som ensamma atomer i luften. Syreatomerna parar ihop sig och bildar syremolekyler med två syreatomer, 02. Samma sak gäller för kväve. Kväve bildar molekyler med två kväveatomer, N 2. syre 21 % kväve 78% Syre När något brinner sker en kemisk reaktion med syre och det bildas nya ämnen som kallas oxider. Samma sak sker i vår kropp med syret som vi andas in. I våra celler sker en långsam förbränning av socker med hjälp av syre. Samtidigt bildas det koldioxid i cellerna, som vi andas ut. Vid förbränningen i cellerna frigörs energi. Energin behöver vi för att kunna röra oss, hålla värmen, växa och tänka. Syre reagerar mycket lätt med många andra ämnen, men det är inte alltid så bra. Många metaller reagerar med syret och förstörs, till exempel järn som rostar. Hållbarheten och smaken hos mat försämras och C-vitaminer i frukt och juicer förstörs snabbt av syre. Syrgas används vid svetsning med gas för att få en varmare låga. Inom sjukvården används syrgas till patienter med andningsbesvär och till för tidigt födda barn, för att andningen ska gå lättare. syre, O 2 Kväve Kväve är en färglös gas som inte reagerar så lätt med andra ämnen. Det kan man utnyttja om man vill hindra något ämne att reagera med syre. När man djupfryser livsmedel använder man flytande kväve, som är kallare än -196 C. Maten fryser då så snabbt att färg och smak inte förändras. Genom att spruta in kvävgas i livsmedelsförpackningar kan man hindra maten från att förstöras. Då kommer syret inte i kontakt maten och den håller längre. Kvävgas har E-nummer E941 i innehållsdeklarationen. Det viktigaste användningsområdet för kvävgas är tillverkning av konstgödsel. kväve, N 2 ------------------------------------------------~\3)1 Luft 47}---
Koldioxid Koldioxid är en färglös gas utan någon lukt. Den är något tyngre än de flesta andra gaserna i luften. Koldioxiden i luften kommer bland annat från förbränningen i organismernas celler, cellandningen. Trots att det finns så lite koldioxid i luften har den mycket stor betydelse för livet på jorden. Växter tar upp koldioxid från luften och omvandlar den till socker vid fotosyntesen. Växterna använder sedan sockret som näring för att kunna växa, föröka sig och övervintra. koldioxid, CO 2 Det bildas också koldioxid vid förbränningen avfossila bränslen, som kol, olja och naturgas. De fossila bränslena bildades för flera hundra miljoner år sedan och har tills nu legat undangömda i marken. Därför ökar mängden koldioxid i luften när vi förbränner fossila bränslen och det påverkar vårt klimat. Men koldioxid är inte bara ett bekymmer. Koldioxid är nödvändig för fotosyntesen där växter bildar energirika sockermolekyler. Utan koldioxid fanns det ingen föda för djuren. Koldioxid brinner inte. Om man sprutar koldioxid på något som brinner, hindrar man syretillförseln och då slocknar elden. Därför används koldioxid i brandsläckare, så kallade kolsyresläckare. Det som bubblar i läsk och mineralvatten och kallas kolsyra, är koldioxid löst i vatten. Koldioxid kan också användas för att döda bakterier. Bakterier behöver syre för att kunna leva. Om man fyller livsmedelsförpackningar med koldioxid dör bakterierna och maten håller längre. Kolmonoxid En "dammsugare" har mycket lång hållbarhet tack vare att den paketeras i koldioxid. Tänk dig att någon bränner en stor hög med löv på hösten. Längst in i högen är det svårt för luften att komma in ordentligt. Då räcker inte syret till för att det ska bildas koldioxid. I stället bildas en annan kemisk förening som heter kolmonoxid, eller bara koloxid. De kemiska namnen kolmonoxid och koldioxid beror på hur molekylerna ser ut. En kolmonoxid har en syreatom på varje kolatom, mono betyder en. En koldioxid har två syreatomer på varje kolatom, di betyder två. kolmonoxid, CO 48 Luft, vatten, mark, syror och baser 11)f-------------------
Kolmonoxid är en mycket farlig gas. Det beror på att kolmonoxidens molekyl liknar syrgasmolekylen. Om man andas in kolmonoxid tar det syrets plats på de röda blodkropparna och blodet pumpar då ut kolmonoxid i stället för syre i kroppen. Efter en stund leder det till döden eftersom kroppens organ inte får något syre. Ozon Syreatomer sitter normalt ihop två och två i en syremolekyl, men de kan också bilda molekyler med tre syreatomer. Sådana molekyler är en giftig gas med en frän lukt, som kallas ozon. Ozon finns normalt högt upp i atmosfären, i det så kallade ozonlagret. ozon, 0 3 Ozon bildas när UV-ljus från solen sönderdelar syremolekyler till ensamma syreatomer. Dessa slås sedan samman med hela syremolekyler till ozonmolekyler med tre syreatomer. Denna reaktion är en viktig förutsättning för liv på jorden. Ozonlagret hindrar det mesta av det skadliga UV-ljuset från solen att nå jordytan. På 1980-talet upptäckte man att nästan hälften av ozonlagret hade försvunnit över Antarktis. Det hade bildats ett hål i ozonlagret. Det berodde på ett ökat utsläpp av olika gaser, framförallt olika freoner. Freoner användes förr framförallt i kylskåp och frysar. Men när skåpen hamnade på soptippen läckte freongaserna ut i atmosfären. Freonerna steg då genom atmosfären, upp till ozonlagret och förstörde ozon molekylerna. Genom att förbjuda användningen av freoner har man lyckats bromsa förstörelsen av ozonlagret. Något som annars hade lett till en katastrof för livet på jorden. Marknära ozon Australiens strandvakter vet att man måste skydda sig mot solens UV-ljus. Det bildas också ozon längre ner i atmosfären. Utsläpp från trafik och industrier leder till bildandet av marknära ozon. Marknära ozon bildas också vid elektriska urladdningar, till exempel intill högspänningsledningar, i äldre solarier, kopieringsmaskiner och vid blixtnedslag. Det marknära ozonet orsakar stora skador hos växter och djur. Blad och barr skadas hos växterna, djur kan få andningsbesvär på grund av skador på slemhinnor och lungor vid höga halter av ozon Luft 49
Förstärkt växthuseffekt Det mesta av ljusenergin från solen omvandlas till värmeenergi när den träffar jorden. Vatten, mark och luft värms upp av solen. Vid kemiska reaktioner hos växter och djur bildas också värme, precis som all förbränning av till exempel trä och olja. Värmen som bildas strålar sedan upp genom atmosfåren ut i rymden. Koldioxiden som finns i luften släpper igenom ljuset från solen, men bromsar värmestrålningen från jordytan. Man kan säga att koldioxiden fungerar som ett täcke runt jorden som håller kvar en del av värmen. Och det är bra, för utan koldioxid skulle all värme stråla ut i rymden och nätterna skulle vara fruktansvärt kalla. Det är inte bara koldioxid som håller temperaturen på jorden lagom varm och jämn. När vatten avdunstar från hav och sjöar, bildas det vattenånga som också hindrar värmen att lämna jorden. Gaser som stoppar värmestrålningen från jorden kallas med ett gemensamt namn växthusgaser. Koldioxid och vattenånga är de två viktigaste växthusgaserna. Andra växthusgaser är dikväveoxid, metan och ozon. Om mängden växthusgaser i atmosfären ökar, stannar mer värme kvar vid jordytan. Då får vi en förstärkt växthuseffekt som höjer jordens medeltemperatur. Växthuseffekt Förstärkt växthuseffekt strålning uti rymden värmestrålning ut i rymden strålning ut i rymden 50 Luft, vatten, mark, syror och baser 2 )-------------------
Fossila bränslen Växthuseffekten är nödvändig för att vi ska kunna leva på jorden. Problemet är att människans påverkan genom ökande utsläpp av växthusgaser med stor sannolikhet ökar växthuseffekten. Ökningen av växthusgaser beror framför allt på att vi förbränner stora mängder av olika fossila bränslen, som kol, olja och naturgas. Vid förbränningen av fossila bränslen förenas kolet med syre och bildar koldioxid, precis som vid all annan förbränning. Skillnaden är att kolatomerna i de fossila bränslena tidigare inte ingått i naturens kretslopp för kol. De har under lång tid legat undangömda i marken. Därför ökar mängden koldioxid i luften när vi tar upp och använder fossila bränslen. Detta är forskarna helt överens om. Vad de inte är överens om är hur allvarliga följderna av mer koldioxid i luften blir. En del forskare anser att klimatmätningarna har inte pågått tillräckligt länge för att det ska gå att dra helt säkra slutsatser. Klimatet förändras Vi påverkar alltså klimatet men effekterna blir olika i olika delar av världen. Den största temperaturhöjningen polarområdena, kommer att ske i vilket vi redan nu märker effekterna av. Glaciärerna smälter på Grönland och Antarktis. När glaciärer smälter stiger haven och lågt liggande landområden kommer under vatten. Andra effekter av ett förändrat klimat är att vi kan få kraftiga regn eller svår torka. Stormar kan också bli vanligare och dessutom hårdare än tidigare. Ett förändrat klimat påverkar förutsättningarna för vårt liv på jorden. Vi återkommer till det i sista kapitlet Hållbar utveckling. 13 000 kvadratkilometer glaciäris har smält bort vid Antarktis.
Andra ämnen i luften När vatten avdunstar från hav, sjöar, mark och växter bildas det vattenånga i luften. När vattenångan sedan kyls ner i atmosfären blir det små vattendroppar som tillsammans bildar moln. Hur mycket vattenånga luften innehåller beror på luftens temperatur och hur det underliggande markområdet ser ut. Luftfuktigheten är ett mått på andelen vattenånga i luften och anges i procent. Argon och helium är några gaser som också finns i luften, men i små mängder. De kallas ädelgaser eftersom de inte reagerar med andra ämnen. Atomerna i ädelgaserna bildar inte ens molekyler med varandra, utan varje atom är ensam. Vanligast av ädelgaserna är argon, som utgör nästan l % av luftens gaser. Luften bär också med sig olika fasta ämnen som pollen, damm, aska, sand och sot. De är tillräckligt lätta för att hålla sig svävande och skapar stora problem för människor med allergier och andningsproblem Luftföroreningar Stora städer drabbas ofta av luftföroreningar. Är städerna dessutom omgivna av berg, ligger luften mer stilla och halterna av giftiga gaser blir ännu högre. Luftföroreningar och hög luftfuktighet bildar en giftig dimma, som kallas smog. Den värsta smogkatastrofen inträffade i London 1952. Cirka 4000 människor dog omedelbart och nästan 8 000 dog under de följande veckorna av sjukdomar orsakade av smogen. Kan du? Rätt eller fel? 1. Vilka gaser finns i luften? a) Ozon är en giftig gas. 2. Vilka gaser kan bildas vid förbränningen av kol? 3. Varifrån kommer UV-ljuset? 52 Luft, vatten, mark, syror och baser b) Kolmonoxid är samma gas som koldioxid. c) Smog är en giftig dimma. fl J------------------