大気の話 地球上の大気: 窒素78% 酸素21%、 アルゴン0.9%、 水蒸気 二酸化炭素0.036% 呼吸すると 窒素75% 酸素16%、 アルゴン0.9%、 水蒸気4% 二酸化炭素4% 酸素 助燃性:物質が燃焼するのを助ける役目 集気びんでろうそくを燃やした後、集気びんには 酸素がどのくらい残っているだろうか? 酸素は生物の呼吸に必要 だいたい16から17%くらい 人間の場合 18 %未満で酸欠になる可能性がある 大気の話 地球上の大気: 窒素78% 酸素21%、 アルゴン0.9%、 水蒸気 二酸化炭素0.036% 大気中に人工的にそれ以外の物質が多く放出されると 大気環境問題が起こりうる。 大気の汚染:関連する3つの化学・物理的変化 Cm H n +(m+n/4 ) O2 m + CO 2 + n/2 H2 O 燃焼エネルギー(熱) 燃焼 熱 C m H n (液体 ) F Cl C F Cl C m H n(気体 ) 光 F Cl C ・ F 光によって結合が切れる ・C l ラジカル 3種類の反応と大気汚染現象との関連 酸性雨・地球温暖化・オゾン層破壊・光化学オキシダント Cm H n +(m+n/4 ) O2 m + CO 2 + n/2 H2 O 燃焼エネルギー(熱) 燃焼とは 熱と光 を出しながら 酸素 と激しく化合する反応 である さびは酸素と化合するが燃焼とは言わない 金属が燃えても燃焼と呼ぶ 酸性雨 燃料中に含まれる S原子 違い 空気中の窒素原子 SO 2 NO2 H2O H2O 燃焼熱 SO 2 NO2 H 2 SO 4 HNO3 雲に混じり、酸性の雨が降る原因となる 酸性雨 雲の中 H2O + CO2 H2CO3 雨はもともと弱酸性 そこに、少量のH2SO4やHNO3が混じることでさらに酸性に 酸性雨はpHが 5.6 以下の雨を指す。 日本国内で降っている雨はpH 4.5~4.7 程度である。 酸性雨の影響 河川や湖沼が酸性になる 土壌が酸性になる 水生生物への影響 養分が流れ出す (Ca、Mg) 植物への影響 SO2 、 NO2 の発生源 固定発生源:工場・発電所など 移動発生源:車・飛行機など SO2 、 NO2 の影響の違い 数日 SO 2 NO2 数時間 HNO3 HNO NO2 3 A H 2 SO 4 SO2 B A HSO 2SO4 2 B 酸性雨の対策: 大気中に、NO2, SO2 を出さなければいい 脱硫 SO2:燃料の改善 NO2:燃やし方の改善・排気ガスの処理 酸性雨対策:先進国と途上国との違い SO 2 NO2 オゾン層:地上15Km~35Km(成層圏)にある オゾン層が濃い大気の層 オゾン層の成り立ち 成層圏での紫外線と酸素の反応 UV-C 紫外線 O2 O + UV-B O O3 O2 + O 紫外線 O2 + O3 この2つの反応で紫外線が使われる 結果として 紫外線の多くが地球に降ってくるのを防いでいる 人工物が成層圏でオゾンと反応してしまうと O オゾン層の破壊 光 F Cl C ・ F O 3 + ・ Cl ・Cl ラジカル O 2 + ・ ClO O 3 + ・ Cl O 2 + ・ ClO これにより、オゾン(O3)の量が減り、UV-Bが使われなくなる UV-B O3 紫外線 O2 + O 地球温暖化 地球の温度は上昇している! 温度上昇の大きな要因は人為的に排出したCO2だ! 本当ならば大変だ! でも本当か? ちなみに最近世界的猛暑なのはエルニーニョです。 地球温暖化 なぜ二酸化炭素は温暖化する 役割を持つのか? 地球の温度の暖まり方 太陽 太陽からの光で 地表が暖められる 逃げてゆく赤外・遠赤外線を 温室効果を持つ 気体 吸収 地表 地表 昼 夜 なぜ二酸化炭素は温暖化するのか? 地球温暖化 温室効 果を持つ気体 分子は原子と原子がバネ のようにつながっ ているので振動する。 その振動により 赤外線 ・遠赤外 線を吸収する。 O C O O N N O O H H 物 質 同じ原子で出来ている分子 :お互いに振動をうち消すの で赤外線を吸収しない
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