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Lernmaterialien für Umweltchemie an der Universität Rostock

Greife auf kostenlose Karteikarten, Zusammenfassungen, Übungsaufgaben und Altklausuren für deinen Umweltchemie Kurs an der Universität Rostock zu.

TESTE DEIN WISSEN

7.
Nennen Sie die wichtigsten Reaktionen, die für die Absorption kurzwelligen Sonnenlichts im UV Bereich (bis 315 nm) verantwortlich sind.

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TESTE DEIN WISSEN

Photodissoziation: O2+hv --> 2O
                              N2+hv --> 2N

Photoionisation: N2+hv --> N2+

                          O+hv --> O+

Spaltung von Ozon: O3+hv --> O2* + O*

* angeregter Zustand  

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TESTE DEIN WISSEN

9.
Die Vorlesung zeigte, dass die Bildung von Stickoxiden bei den Bedingungen in einem Verbrennungsmotor (BILD) thermodynamisch beschrieben werden kann, die direkte Rückreaktion aber kinetisch so langsam verläuft, dass sie praktisch nicht stattfindet. Nennen Sie andere Abbaureaktionen für NO, die eher von Bedeutung sind.

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TESTE DEIN WISSEN

mit Ozon: NO+O3 --> NO2+O2

mit Peroxyradikalen aus KW-Abbau: ROO.+NO --> RO.+NO2

(mit Wasser: NO+NO2+H2O --> 2HNO2)

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TESTE DEIN WISSEN

10.
Welches sind die Hauptabbaureaktionen des Hydroxylradikals in der Atmosphäre?

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TESTE DEIN WISSEN

CH4+OH. --> CH3+H2O

CH3+M+O2 --> CH3O2+M


CO+OH. --> CO2+H

H+O2+M --> HO2 (Perhydroxyl) +M


OH.+NO2+M --> HNO3+M

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TESTE DEIN WISSEN

14.

Skizzieren Sie die grundlegende Gleichung beim kat. Ozonabbau. Welche radikalischen Katalysatoren kennen Sie?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

generelle Formel:

X+O3 --> XO+O2

XO+O --> X+O2

O+O3 --> 2 O2


Radikalischen Katalysatoren (immer statt X einsetzen):

Wasserstoff involvierend HOx --> OH.

NOx involvierende --> NO.

ClOx involvierende --> Cl.

BrOx involvierende --> Br.

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TESTE DEIN WISSEN

15.

Perfluorierte Kohlenstoffverbindungen sind nicht ozonzerstörend. Dennoch bergen sie umweltchemische Risiken, welche?

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TESTE DEIN WISSEN

Perfluorierte Kohlenstoffverbindung --> FCKW/FKW


werden durch Infrarot in Schwingungen versetzt --> tragen mit Schwingung Stoffe in Atmosphäre, die dort nicht abgebaut werden können

sind langlebig --> dadurch sind auch Fremdstoffe langlebig --> Treibhauseffekt

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TESTE DEIN WISSEN

16.

Welche Rolle kommt dem Dimethylsulfid bei der Aerosolbildung zu? Wo entsteht es?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Entstehung:

Freisetzung im Ozean durch Mikroplankton (Dimethylsulfid)


Rolle:

reagiert zu SO2 und Methansulfonsäure und danach zu Sulfataerosolen (lösen Wolkenbildung aus --> hoher Einfluss auf Erdklima durch Reflektion)

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17.

Smogtypen in modernen Großstädten

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

LA-Typ (Sommersmog)

-photochemischer Smog

- 20.-21- Jhdt.

-durch Straßenverkehr

-viel CO2, Licht und Wärme

- unter feuchten Bedingungen kommt es zur Nucleolusbildung

- SO2 induziert reduzierende und saure Bedingungen


London-Typ (Wintersmog)

- klassischer Smog

-19.Jhdt

- durch Verbrennung von Fe2S-haltiger Kohle zu Ruß und SO2 --> saures Milieu

- viel CO 

- benötigt KWs und Stickoxide 

-Inversionswetterlage

- eher leicht oxidierende Bedingungen

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TESTE DEIN WISSEN

18. 

Beschreiben Sie die Reaktionsfolge von KWs durch Hydroxylradikale. Welche bedeutende Rolle kommt den Stickoxiden zu? 

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

1. Alkybildung:

OH.+RCH3 --> RCH2.+H2O

2. Peroxyalkylbildung:

RCH2.+O2+M --> RCH2OO.+M

3. Alkoxylbildung:

RCH2OO.+NO --> RCH2O.+NO2

4. Aldehydbildung:

RCH2O.+O2 --> RCHO+OOH.

5. NO2+OH. Regeneration

OOH.+NO --> NO2+OH.

E: RCH3+2O2+2NO --> RCHO+2NO2+H2O


Rolle der Stickoxide:

Quelle des OH. (leiten Produktion ein)

--> es entstehen mehr als verbraucht werden können

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TESTE DEIN WISSEN

19.

Welche Rolle kommt beim photochemischen Smog der Sonneneinstrahlung zu? Warum relaxieren die Konzentrationen über Nacht wieder?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Rolle der Sonneneinstrahlung:

Dissoziation von NO2:

NO2+hv --> NO(Smog)+O

Relaxion der Konzentration:

da nachts keine Sonnen, also keine Strahlung, vorhanden ist, die photochemisch wirken kann, also findet keine Dissoziation statt

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TESTE DEIN WISSEN

20.

Nennen Sie möglichst viele Komponenten photochemischen Smogs.

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

CO - Kohlenstoffmonoxid

RCHO - Aldehyd

O3 - Ozon

PAN - Peroxyacetylnitrat CH3C(O)OONO2

OH. - Hydroxylradikal

emmitiert: 

NO - Stickstoffmonoxid

RCH3 - Alkan

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TESTE DEIN WISSEN

21. 

Wie muss die industirelle Struktur einer Stadt sein, die sowohl klassischen sauren, schwefelhaltigen Smog, wie auch photochemischen Smog zeigt.

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Mischung aus LA und London-Smog

- veraltete Industrie und Energiegewinnung (London)

- viel Straßenverkehr (LA)

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TESTE DEIN WISSEN

1.
Nennen Sie mindestens 3 Beispiele katastrophaler Umweltunfälle, die in der Vorlesung behandelt wurden und erläutern Sie jeweils kurz den Vorgang.

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Bophal in Indien: 40t Methylisocyanat entweichten Pestizidfabrik; Tod durch Lungenödem

Chernobyl: Reaktorunglück, nach Übung mit vollständigem Stromausfall und schwerwiegender Missachtung der Sicherheitsvorschriften, hoch radioaktive Strahlung tritt, auf Grund von fehlenden Kühlung der Brennstäbe, aus, Kernschmelze fand statt

Seveso: unbekannte Menge des hochgiftigen Dioxins TCDD (Tetrachlordibenzodioxin) freigesetzt, durch Explosion nach Druck- und Temperaturanstieg nach chemischer Reaktion

Lake Nyos: Kratersee in Kamerun,  CO2 (1,6 Mio t) am Boden des See löste sich, stieg nach oben, verteilte sich über Boden, Erstickung, da CO2 schwerer als Luft

Fukushima: Reaktorunglück, durch Erdbeben und folgenden Tsunami, Reaktoren wurden beschädigt, es kam zur Kernschmelze und hochradioaktive Strahlung trat aus und kontaminierte die Umgebung


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  • 5 Lernmaterialien

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Q:

7.
Nennen Sie die wichtigsten Reaktionen, die für die Absorption kurzwelligen Sonnenlichts im UV Bereich (bis 315 nm) verantwortlich sind.

A:

Photodissoziation: O2+hv --> 2O
                              N2+hv --> 2N

Photoionisation: N2+hv --> N2+

                          O+hv --> O+

Spaltung von Ozon: O3+hv --> O2* + O*

* angeregter Zustand  

Q:

9.
Die Vorlesung zeigte, dass die Bildung von Stickoxiden bei den Bedingungen in einem Verbrennungsmotor (BILD) thermodynamisch beschrieben werden kann, die direkte Rückreaktion aber kinetisch so langsam verläuft, dass sie praktisch nicht stattfindet. Nennen Sie andere Abbaureaktionen für NO, die eher von Bedeutung sind.

A:

mit Ozon: NO+O3 --> NO2+O2

mit Peroxyradikalen aus KW-Abbau: ROO.+NO --> RO.+NO2

(mit Wasser: NO+NO2+H2O --> 2HNO2)

Q:

10.
Welches sind die Hauptabbaureaktionen des Hydroxylradikals in der Atmosphäre?

A:

CH4+OH. --> CH3+H2O

CH3+M+O2 --> CH3O2+M


CO+OH. --> CO2+H

H+O2+M --> HO2 (Perhydroxyl) +M


OH.+NO2+M --> HNO3+M

Q:

14.

Skizzieren Sie die grundlegende Gleichung beim kat. Ozonabbau. Welche radikalischen Katalysatoren kennen Sie?

A:

generelle Formel:

X+O3 --> XO+O2

XO+O --> X+O2

O+O3 --> 2 O2


Radikalischen Katalysatoren (immer statt X einsetzen):

Wasserstoff involvierend HOx --> OH.

NOx involvierende --> NO.

ClOx involvierende --> Cl.

BrOx involvierende --> Br.

Q:

15.

Perfluorierte Kohlenstoffverbindungen sind nicht ozonzerstörend. Dennoch bergen sie umweltchemische Risiken, welche?

A:

Perfluorierte Kohlenstoffverbindung --> FCKW/FKW


werden durch Infrarot in Schwingungen versetzt --> tragen mit Schwingung Stoffe in Atmosphäre, die dort nicht abgebaut werden können

sind langlebig --> dadurch sind auch Fremdstoffe langlebig --> Treibhauseffekt

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Q:

16.

Welche Rolle kommt dem Dimethylsulfid bei der Aerosolbildung zu? Wo entsteht es?

A:

Entstehung:

Freisetzung im Ozean durch Mikroplankton (Dimethylsulfid)


Rolle:

reagiert zu SO2 und Methansulfonsäure und danach zu Sulfataerosolen (lösen Wolkenbildung aus --> hoher Einfluss auf Erdklima durch Reflektion)

Q:

17.

Smogtypen in modernen Großstädten

A:

LA-Typ (Sommersmog)

-photochemischer Smog

- 20.-21- Jhdt.

-durch Straßenverkehr

-viel CO2, Licht und Wärme

- unter feuchten Bedingungen kommt es zur Nucleolusbildung

- SO2 induziert reduzierende und saure Bedingungen


London-Typ (Wintersmog)

- klassischer Smog

-19.Jhdt

- durch Verbrennung von Fe2S-haltiger Kohle zu Ruß und SO2 --> saures Milieu

- viel CO 

- benötigt KWs und Stickoxide 

-Inversionswetterlage

- eher leicht oxidierende Bedingungen

Q:

18. 

Beschreiben Sie die Reaktionsfolge von KWs durch Hydroxylradikale. Welche bedeutende Rolle kommt den Stickoxiden zu? 

A:

1. Alkybildung:

OH.+RCH3 --> RCH2.+H2O

2. Peroxyalkylbildung:

RCH2.+O2+M --> RCH2OO.+M

3. Alkoxylbildung:

RCH2OO.+NO --> RCH2O.+NO2

4. Aldehydbildung:

RCH2O.+O2 --> RCHO+OOH.

5. NO2+OH. Regeneration

OOH.+NO --> NO2+OH.

E: RCH3+2O2+2NO --> RCHO+2NO2+H2O


Rolle der Stickoxide:

Quelle des OH. (leiten Produktion ein)

--> es entstehen mehr als verbraucht werden können

Q:

19.

Welche Rolle kommt beim photochemischen Smog der Sonneneinstrahlung zu? Warum relaxieren die Konzentrationen über Nacht wieder?

A:

Rolle der Sonneneinstrahlung:

Dissoziation von NO2:

NO2+hv --> NO(Smog)+O

Relaxion der Konzentration:

da nachts keine Sonnen, also keine Strahlung, vorhanden ist, die photochemisch wirken kann, also findet keine Dissoziation statt

Q:

20.

Nennen Sie möglichst viele Komponenten photochemischen Smogs.

A:

CO - Kohlenstoffmonoxid

RCHO - Aldehyd

O3 - Ozon

PAN - Peroxyacetylnitrat CH3C(O)OONO2

OH. - Hydroxylradikal

emmitiert: 

NO - Stickstoffmonoxid

RCH3 - Alkan

Q:

21. 

Wie muss die industirelle Struktur einer Stadt sein, die sowohl klassischen sauren, schwefelhaltigen Smog, wie auch photochemischen Smog zeigt.

A:

Mischung aus LA und London-Smog

- veraltete Industrie und Energiegewinnung (London)

- viel Straßenverkehr (LA)

Q:

1.
Nennen Sie mindestens 3 Beispiele katastrophaler Umweltunfälle, die in der Vorlesung behandelt wurden und erläutern Sie jeweils kurz den Vorgang.

A:

Bophal in Indien: 40t Methylisocyanat entweichten Pestizidfabrik; Tod durch Lungenödem

Chernobyl: Reaktorunglück, nach Übung mit vollständigem Stromausfall und schwerwiegender Missachtung der Sicherheitsvorschriften, hoch radioaktive Strahlung tritt, auf Grund von fehlenden Kühlung der Brennstäbe, aus, Kernschmelze fand statt

Seveso: unbekannte Menge des hochgiftigen Dioxins TCDD (Tetrachlordibenzodioxin) freigesetzt, durch Explosion nach Druck- und Temperaturanstieg nach chemischer Reaktion

Lake Nyos: Kratersee in Kamerun,  CO2 (1,6 Mio t) am Boden des See löste sich, stieg nach oben, verteilte sich über Boden, Erstickung, da CO2 schwerer als Luft

Fukushima: Reaktorunglück, durch Erdbeben und folgenden Tsunami, Reaktoren wurden beschädigt, es kam zur Kernschmelze und hochradioaktive Strahlung trat aus und kontaminierte die Umgebung


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