Keskkonnakeemia alused 10. 02. 2006 Loengu kava

Keskkonnakeemia alused

• 10.02.2006

Loengu kava

• 1). Loengute eesmärk

• 2). Enesetutvustus

• 3). Auditooriumi tutvustus (kes, kust-eriala, seos keemiaga enne, so koolis ja ülikoolis)

• 4). Loengute kava tutvustus, pisut keemiat.

• 5). Eksami edukaks sooritamiseks vajalike toimingute tutvustus. (kontrolltööd, referaat, eksam)

• 6). Lühitest (anonüümne, õppejõule “background”i saamiseks auditooriumist ja keemia tasemest)

Ajakava

• 1. Sissejuhatus. Üldist keemiast 10.02.06

• 2. Aatomi ehitus, perioodilisuse süsteem 17.02.06

• 3. Keemilised elemendid - perioodilisus, pearühmad 24.02.06 ----

• 4. Keemilised elemendid - kõrvalalarühmad, happed-alused 03.03.06

• 5. Keemilised ühendid (atomaarsed, molekulaarsed) 10.03.06

• 6. Keemiline side I 17.03.06

• 7. Keemiline side II 24.03.06

• 8. Litosfäär I (üldküsimused) 31.03.06

• 9. Litosfäär II (muld, saastajad) 07.04.06

• 10. Hüdrosfäär I (vesi, omadused) 14.04.06

• 11. Hüdrosfäär II (saastajad) 21.04.06

• 12. Atmosfäär I (üldküsimused) 28.04.06

• 13. Atmosfäär II (aerosoolikeemia) 05.05.06

• 14. Atmosfäär III (saastajad) 12.05.06

• 15. Biosfäär I (ainete ringkäigud) 19.05.06

• 16. Biosfäär II (elu kui keemia – eksam, adrenaliin!) 26.05.06

Eksam 2 AP 26.mai 2006 ½ hindest test+küsimus ½ hindest referaat+jooksvad tööd (3 tööd testi ja ülesannete vormis)

Referaatide teemad

• 1.      Keemilised elemendid ja nende ühendid merevees (huvitavaid fakte keskkonnaohtlikkuse seisukohalt).

• 2.      Toiduainete lisandained (E-ained)- keemiline koostis ja ohtude hindamine.

• 3.      Keemilised ühendid kosmeetikas - üldiseloomustus, ohtlikkus.

• 4.      Tekstiilainete värvimine - kasutatavate ainete omadused ja keskkonnaohtlikkus.

• 5.      Plastmassid ja nende laguproduktid. Keskkonnaohtlikkus.

• 6.      Ruumide õhusaaste allikad ja võrdlus välisõhuga. Ohtude hindamine.

• 7.      Mullas leiduvate keemiliste elementide ja ühendite päritolu ja keskkonnaohtlikkus.

• 8.      Bioaktiivsed ained - huvitavaid fakte.

• 9.      Toiduainete koostis - huvitavaid fakte.

• 10.  Lõhna ja maitse keemia - huvitavaid fakte.

2006. aasta referaadid

• 1. Väävel looduses ja elusorganismides. (Väävli kui keemilise elemendi üldiseloomustus. Olulisemad ühendid, vajalikkus ja keskkonnaohtlikkus). Kristi

• 2. Süsinik kui elusaine oluliseim keemiline element. Süsiniku ringkäik looduses. Keskkonnaohtlikkus ja -sõbralikkus. Martin

• 3. Lämmastik looduses ja elusorganismides. Lämmastikühendite kasutamine ja ohtlikkus. Marili

Kirjandus

• T.L. Brown, H.E. LeMay, B.E. Bursten - Chemistry - the Central Science, Prentice Hall, Inc., 2006.

• S. Manahan - Environmental Chemistry N-Y.

• R. Kümmel, S. Papp - Umwelt Chemie Berlin, 1992.

• H. Timotheus "Praktiline keemia", AVITA, 1999.

• Keemia käsiraamatud ja muu materjal omal valikul TÜ raamatukogus või Internetis.

SISSEJUHATUS - KEEMIA AJALOOST

• 17.-18. saj. kujuneb keemia iseseisvaks teaduseks

• Boyle (1635-1691), Becher (1635-1682) ja Strahl (1659-1734), Priestley (1733-1804), Lavoisier (1743-1794), Proust (1754-1826), Dalton (1766-1844), Avogadro (1766-1856), Gay-Lussac (1778-1850), Berzelius (1779-1848), Cannizzaro (1826-1910), Kekule (1829-1896), Mendelejev (1834-1907), Lothar Meyer (1830-1895), Ostwald (1823-1932), Arrhenius (1859-1927)…

• Pauling (1901-1994) – keemiline side

• Crutzen, Molina, Rowland - 1995 Nobeli preemia keskkonnakeemias osoonikihi uurijad

Looduses

• …leidub elemente kuni jrk nr-ni 92 (uraan), suurema jrk nr-ga (tuumas olevate prootonite arvuga) elemendid on tehislikud.

• Hassium Hs, 108-s element

• 208Pb + 58Fe = 265Hs + 1n

• Ülirasked elemendid võivad tekkida supernoovade plahvatustel tähtedel.

“Chemistry – the Central Science” 2006

• Perioodilisuse tabelis ruumi 116-le elemendile. Neist 109-le on olemas nimetus:

• 103 Lr lavrentsium (Lawrence), 104 Rf razefordium (Rutherford), 105 Db dubnium (Dubna), 106 Sg siiborgium (Seaborg), 107 Bh boorium (Bohr), 108 Hs hassium (Hassium), 109 Mt meitnerium (Meitner).

• Veel: Nobel (No 102), Mendelejev (Md 101), Ferm (Fm 100), Einstein (Es 99), California (Cf 98), Berkeley (Bk 97), Curie (Cm 96), Ameerika (Am 95) on jäädvustatud keemiliste elementide nimedesse.

AINE

• Heterogeenne segu

• homogeensed segud

• Lahus

• puhtad ained

• Ühend elemendid

• AINE  STRUKTUUR/KOOSTIS 

• OMADUSED KASUTAMINE

Mõisteid

• Allotroopia - on ühe ja sama keemilise elemendi esinemine erinevate lihtainetena. Allotroobid erinevad tavaliselt kristallivõre ehituselt (näiteks süsiniku allotroobid grafiit ja teemant). Harvem on erinev molekuli ehitus, näiteks hapniku allotroopidel O2 ja O3 (osoon).

Tuntud keemilised ühendid

• Valem Lihtne nimetus Keemiline nimetus

• CO vingugaas süsinikmonoksiid

• NH3 ammoniaak trivesiniknitriid

• CO2 kuiv jää tahke süsinikdioksiid

• N2O naerugaas dilämmastikoksiid

• CaCO3 lubjakivi, kriit, marmor kaltsiumkarbonaat

• CaO kustutamata lubi kaltsiumoksiid

• Ca(OH)2 kustutatud lubi kaltsiumhüdroksiid

• NaHCO3 söögisooda naatriumvesinikkarbonaat

• Mg(OH)2 magneesium-piim magneesiumhüdroksiid

• CaSO4.2 H2O kips kaltsiumsulfaadi dihüdraat

• NaNO3 salpeeter naatriumnitraat

• NH4Cl salmiaak ammoniumkloriid

• NH4NO3 ammoniumnitraat

• SiO2 liiv, kvarts siliitsiumoksiid, ränioksiid

Närvigaas

• 22. aprillil 1915. aastal kasutasid sakslased esimest korda keemiarelva. Kloorgaas.

• I maailmasõja ajal kasutati üle 21 erilise kemikaali keemiarelvana, 7 nendest oli toodetud suurtes kogustes (fosgeen, HCN ja sinepigaas, difosgeen, kloorpikriin, CNCl tsüaankloriid, Cl2 )

• KEEMILISI RÜNDEAINEID jagatakse toime järgi inimorganismile: 1) Neuroparalüütilised, närvigaasid (tabuun, sariin, somaan, Vx-gaasid)

• 2) Üldmürgitavad (HCN, tsüaankloriid, CO)

• 3) Lämmatavad (Cl2, fosgeen COCl2, difosgeen)

• 4) Ärritavad (kloorpikriin, klooratsetofenoon, adamsiit, CS) teovõimet halvavad, pisarate vool, suurtes kogustes lämmatavad, sööbivad ja üldmürgistavad. On mõeldud isikkooseisu kurnamiseks.

• 5) Sööbivad (ipriit)

• 6) Psühhokeemilised (heroiin, fentanüül, LSD = lüsergiinhappe dietüülamiid) häirivad kesknärvisüsteemi, inimese normaalset psüühikat; kas depressiivse, stimuleeriva või hallutsinogeense toimega.

Ü L D M Õ I S T E D

• Atmosfäär - Maad ümbritsev gaasiline kiht, mille ülapiir ei ole täpselt määratav. Meteoroloogias loetakse ülapiiriks 1000 - 1200 km. Atm-r on kihilise ehitusega.

• Hüdrosfäär - Maa atmosfääri ja litosfääri vahel paiknev katkendlik kiht, mille moodustavad tahke ja vedel vesi. ~3/4 maismaast on mered ja ookeanid.

• Litosfäär - Maa tahke väliskiht, mille ülemine osa on maakoor.

• Biosfäär - hõlmab nii lito-, hüdro- kui ka atmosfääri. Biosfääri keskne sõnum on elusaine. Ulatub osoonikihini 20-25 km ja 16 km sügavusele maakoores.

Veest veel…

• Inimese organismis on ~60% vett; ajus ~70%; kopsudes ~90%. Umbes 83% meie verest on vesi, mis aitab omastada toitu, viia välja jäätmeid, hoida keha temperatuuri. Inimene vajab keskmiselt 2,4 liitrit vett iga päev, osalt juues, osalt toidu kaudu.

• Mineraalvee mõju inimorganismile: Vesi, milles 1,5-3 g/l kuiva jääki, mõjub pideval kasutamisel tervistkahjustavalt. Suureneb kudede hüdrofiilsus (vee "armastus"), toimub vee peetus organismis.

• Diurees (uriini eritus) väheneb 30 - 40%. Mineraalvesi kustutab halvemini janu, mõjub mao sekretoorsele tegevusele, muudab sool-vesi tasakaalu organismis. Võib esineda kõhuhäireid (eriti, kui vees on Na ja Mg sulfaate).

• Halvasti mõjub ka väga väikese soolsusega (<0,8 g/l) vee pidev (kauaaegne) kasutamine. Muutub sool-vesi tasakaal organismis (rakusisene ja rakuväline tasakaal) ja Na-soolad lähevad verre.

Vesi

• Teatud tingimustes on liigjoomine palju kahjulikum kui vähene janu kustutamine. Liigvesi võib viia hyponatreemiani, so meie veres väheneb oluliselt naatriumi Na kontsentratsioon. Mitu maratoni jooksjat jäid tõsiselt haigeks, on surmajuhtumeid hyponatreemiast tungitud ajutursest (swelling).

• Normaalselt on veres 135-145 mM Na. Alla 125 mM on tunda peapööritust ja ebameeldivat tunnet. Alla 120 mM on kriitiline piir. Sportlased higistavad Na välja ja mineraalideta vee joomisega veri lahjeneb veelgi.