Die Nebenbestandteile der Luft

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Die Nebenbestandteile der Luft Übung
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Benenne die Nebenbestandteile der Luft.
Tipps$HCl$ kennst du vielleicht aus dem Labor als Säure.
LösungLuft umgibt uns und unseren Planeten. Zu den Hauptbestandteilen gehören:
- Sauerstoff
- Stickstoff
- Argon
- Wasser
- Schwefeldioxid
- Ozon
- Kohlenstoffdioxid
Viele Schadstoffe gelangen außerdem in unsere Luft, wenn wir z.B. Chemikalien nicht richtig entsorgen oder unseren Müll ohne Schadstofffilter verbrennen.
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Beschreibe die Eigenschaften der Luftbestandteile.
TippsWie wirkt sich $CO_2$ auf den glimmenden Span aus?
LösungIn unserer Atemluft befinden sich viele wichtige sowie einige gefährliche Stoffe.
$CO_2$ ist ein Produkt der menschlichen Atmung, es entsteht in der Viehhaltung und bei der Weinherstellung, aber auch durch Waldbrände. Es ist mitverantwortlich für den Treibhauseffekt. Pflanzen nehmen $CO_2$ auf und wandeln es in Sauerstoff um. Dennoch müssen wir den $CO_2$-Gehalt in der Luft im Auge behalten. Da es eine höhere Dichte als Luft hat, sammelt es sich erst am Boden an. Bei Hausbränden besteht deshalb eine sehr hohe Erstickungsgefahr.
$SO_2$ entsteht z.B. bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen. Durch seine gute Wasserlöslichkeit entsteht, in Verbindung mit dem Wasser in den Wolken, saurer Regen. Dieser ist gefährlich für Pflanzen und Gebäude.
Zu Zeiten der Industrialisierung war die Luft auf Grund des hohen $CO_2$- und $SO_2$-Gehalts in der Nähe von Fabriken und Großstädten sehr ungesund. Seitdem viele Fabriken und Autos Schadstofffilter besitzen, hat sich die Luft erheblich verbessert.
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Erkläre den Nachweis von Wasser durch Wetterfiguren.
TippsIm Winter sind die Figuren oft blau, im Sommer pink.
LösungVerwendung:
Cobalt(II)-chlorid wird als Feuchtigkeitsindikator in Trockenmitteln verwendet. Schon geringe Mengen an Wassermolekülen können damit nachgewiesen werden. Es erfolgt dann ein Farbumschlag von blau zu rosa. Auch in Lösungsmitteln kann Wasser durch Cobald(II)-chlorid nachgewiesen werden.
Achtung: Cobald(II)-chlorid ist gesundheitsschädigend, deshalb dürfen die Wetterfiguren auch nicht als Spielzeug für kleine Kinder verwendet werden.
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Erkläre, warum man früher in Weinkeller oft eine Kerze mit offener Flamme mitgenommen hat.
TippsDer Winzer stellt die Kerze in gewissen Abständen immer wieder auf den Boden und beobachtet die Flamme.
LösungBei der alkoholischen Gärung wird Zucker (Glucose) in Alkohol umgewandelt. Es entsteht als Nebenprodukt $CO_2$.
Reaktionsgleichung:
$C_6H_{12}O_6 \longrightarrow 2 C_2H_5OH + 2 CO_2$
Ist der $CO_2-$-Gehalt im Keller zu hoch, droht für den Winzer Erstickungsgefahr. Da die Dichte von $CO_2$ größer ist als die Dichte der Luft, sammelt sich das Kohlenstoffdioxid erst am Boden an. Geht der Winzer die Treppe zum Keller herunter, stellt er die Kerze immer wieder auf einer Stufe ab. Erlischt die Kerze, so muss der Winzer den Keller schnell verlassen und gut lüften. In vielen Großbetrieben gibt es mittlerweile Gassensoren, die den $CO_2-$-Gehalt der Luft messen.
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Nenne die Wettererscheinungen, in denen Wasser auftreten kann.
TippsWoraus bestehen die Wolken am Himmel?
Wasser wird sichtbar, wenn es flüssig oder fest ist.
LösungWasser kann uns in drei Aggregatzuständen begegnen:
- fest: Eis, Hagel und Schnee ab 0°C
- flüssig: Wassertropfen, Regen, Nebel
- gasförmig: Wasserdampf
In tropischen Wäldern ist es sehr warm. Warme Luft nimmt viel Wasser auf, während kalte Luft wie z.B. im Winter wenig Wasser aufnimmt. Daher ist in den Tropen der Wasseranteil in der Luft höher als an den Polen.
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Beschreibe den Nachweis für Schwefeldioxid mit Iod-Kaliumiodid-Lösung.
TippsWelche Farbe hat reines Iod in Lösung?
LösungSchwefeldioxid ist ein Stoff, der leicht oxidierbar ist. Deshalb ist $SO_2$ auch in der Lage, das Iodmolekül zu reduzieren. Iod wird zu Iodid reduziert.
Diese Eigenschaft ist gerade für die Umwelt nachteilig und führte lange Zeit zu saurem Regen:
Schwefeldioxid gelangt z.B. durch die Verbrennung von Kohle (in der immer auch Schwefelbestandteile enthalten sind) in in die Luft. Dort wird es leicht zum Schwefeltrioxid oxidiert. Reagiert Schwefeltrioxid mit dem Wasser in den Wolken, entsteht Schwefelsäure, die schädlich für Pflanzen und Denkmäler ist.
$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$
Heute wird das Schwefeldioxid aus den Abgasen entfernt und mit Kalkwasser zu Gips umgesetzt.
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