Ćwiczenie 2. Ozon w miastach i ich otoczeniu

Eksperyment: wytwarzanie ozonu i analiza ilościowa

(UWAGA: Niektóre substancje i promieniowanie UV używane w tym eksperymencie są szkodliwe. Zapoznaj się z właściwościami tych substancji zanim zaczniesz eksperyment. Zachowaj ostrożność!

Ryc. 1 Przygotowanie eksperymentu
© Tausch, von Wachtendonk: Chemie 2000+; Buchner Verlag, Bamberg 2001

W reaktorze z lampą chłodzoną wodą przez 20 minut są naświetlane: atmosfera z tlenem, 40 ml roztworu jodku potasu (w=10%), 10 ml kwasu siarkowego (c=0,025 mol/l) i kilka kropli roztworu skrobi. Roztwór należy energicznie mieszać w czasie naświetlania. 20 ml roztworu, które zmieniło kolor na niebieski w czasie naświetlania należy najpierw zmiareczkować roztworem siarczanu sodu (c=0,001 mol/l) aż stanie się bezbarwne. Dodaj błękitu bromotymolowego i znowu miareczkuj, tym razem z roztworem węglowodoru sodu (c=0,005 mol/l), aż ponownie pojawi się kolor niebieski. W dalszych seriach pomiarowych powinieneś dodawać różne gazy (metan, NO₂). Rezultaty eksperymentu powinny być następujące:

atmosfera	O₂	O₂ + CCl₂F₂	O₂ + NO₂	O₂ + NO₂ + CH₄	O₂ + CH_⁴	O₂ + NO₂ eksperyment bez naświetlania)
określenie zawartości jodu: VS(Na₂S₂O₃) =	46,0 ml	104,0 ml	94,4 ml	78,4 ml	72,0 ml	112,0 ml
określenie zawartości kwasu VS(NaOH) =	31,4 ml	37,1 ml	30,6 ml	27,2 ml	32,3 ml	39,5 ml

Z 1	Na podstawie wyników pomiarów oblicz odpowiadające im ilości ozonu w molach (na osobnej kartce papieru) i wypełnij tabelę poniżej. (Jesli potrzebna Ci pomoc możesz porównac swoje obliczenia z modelowym obliczeniem dla atmosfery zawierającej tlen . Kliknij na link.)

atmosfera	O₂	O₂ + CCl₂F₂	O₂ + NO₂	O2 + NO₂ + CH₄	O₂ + CH₄	O₂ + NO₂ eksperyment bez naświetlania
określenie zawartości jodu: n(O₃) w 10-5mol	5,75
określenie zawartości kwasu n(O₃) w 10-5mol	5,40

Dwie reakcje mają miejsce wewnątrz reaktora (reakcja (2) zachodzi pod koniec fazy):

Z 2	Ozon słabo się rozpuszcza w wodzie. Patrząc na opisane reakcje wyjaśnij dlaczego w czasie eksperymentu trzeba energicznie mieszać naczyniem.

Z 3	Dodaj wartości obliczone w Z1 do diagramu poniżej.

Objaśnienia: amount of ozone - ilość ozonu, determination of iodine - określenie zawartości jodu, determination of the remaining acid - określenie zawartości pozostałego kwasu, dark experiment - eksperyment bez naświetlania

Z 4	Czego się nauczyłeś porównując różne wyniki?

Z 5	Na ryc. 2 przedstawiono względne stężenia zanieczyszczeń powietrza w czasie letniego dnia. Wyjaśnij dlaczego dlaczego stężenia są wysokie rano, oraz dlaczego węglowodory i tlenki azotu powodują powstawanie ozonu w miastach i terenach je otaczających.

Ryc. 2. Zmiany stężenia zanieczyszczeń powietrza w ciągu dnia latem.
Objaśnienia: time of day - godziny w ciągu dnia, hydrocarbons - węglowodory, ozone - ozon, nitrogen oxides - tlenki azotu

Z6	Jeśli przeprowadzisz wykrycie obecności ozonu przy pomocy dymu papierosowego w ten sam sposób jak z jodem to otrzymasz podobny wynik. Czy z tego wynika, że w dymie papierosów jest ozon? (patrz eksperyment bez naświetlania z Z1.)

O tej stronie:
Autorzy: M. Seesing, M. Tausch - Universität Duisburg-Essen, Duisburg / Niemcy
ostatnia aktualizacja: 2004-05-24
Tłumaczenie na język polski: dr Anita Bokwa, Uniwersytet Jagielloński, Kraków

Last modified: Wednesday, 14 March 2018, 10:24 AM