ГДЗ по химии 9 класс, базовый уровень учебник Габриелян, Остроумов — страница 201

   Поступающие в атмосферу выбросы металлургических и других предприятий, а также выхлопные газы автомобилей служат причиной выпадения кислотных дождей.
   Кислотные дожди, точнее, осадки — дождь или снег, рН которых < 5,6, — образуются в результате химических реакций между содержащимися в атмосфере водяными парами и кислотными оксидами.
   Кислотные осадки переводят нерастворимые соли тяжёлых металлов в растворимые, которые усваиваются растениями, а потом попадают в организм животных и человека. Такие соединения также представляют угрозу для здоровья. Кроме того, в результате кислотных осадков гибнут леса и луга, разрушаются скульптуры, памятники архитектуры, металлические конструкции и т. д.
   Ещё опаснее кислотный туман — аэрозоль с капельками растворов серной и азотной кислот. Он имеет ещё более кислую среду (pH < 2) и, попадая в дыхательные пути, вызывает тяжёлые респираторные и сердечнососудистые заболевания.

   Деятельность человека в первую очередь влияет на круговороты углерода, кислорода, азота, фосфора и серы. Так, сжигание ископаемого топлива и переработка полезных ископаемых вводят в биосферу углерод и другие химические элементы, которые были ранее выведены из круговорота. В атмосфере повышается содержание так называемых парниковых газов — углекислого газа, паров воды, метана и др. Как следствие, усиливается парниковый эффект — свойство атмосферы пропускать световую энергию Солнца, но задерживать тепловое излучение Земли. Только за последние 100 лет среднегодовая температура Земли повысилась на 0,8°C. Это приводит к усилению таяния льдов и повышению уровня морей и океанов. По расчётам экспертов, к 2025 г. подъём уровня океана может составить 40 см, что может привести к затоплению прибрежных территорий.

   С химическим загрязнением атмосферы, возможно, связана и проблема уменьшения озонового слоя планеты, который располагается в стратосфере на высоте 20–25 км и защищает всё живое от губительного ультрафиолетового излучения.
   Явление локального уменьшения концентрации озона в озоновом слое Земли получило название озоновой дыры.
   Появление озоновых дыр — разрушение озона в стратосфере — вызывается как природными, так и антропогенными факторами (запусками сверхзвуковых самолётов и ракет, выбросами автомобилей и промышленных предприятий, поступлением в атмосферу фреонов из холодильных установок).

   Более 70% поверхности Земли приходится на Мировой океан, который необходим для существования человеческой цивилизации. Он выполняет роль гигантского отстойника для захоронения токсичных отходов деятельности человека. Однако способность к самоочищению у вод многих внутренних морей уже исчерпана, а у Мирового океана близка к пределу. Отсюда следует, что охрана атмосферы, гидросферы и литосферы является условием существования человечества.

   В 1997 г. в Киото, Япония, был принят международный документ — Киотский протокол, который обязывает развитые страны и страны с переходной экономикой сократить или стабилизировать выбросы парниковых газов.
   Документом, устанавливающим межгосударственные меры по охране озонового слоя планеты, является принятая в 1985 г. Венская конвенция, которая была дополнена в 1987 г. Монреальским протоколом. Этот протокол содержит список самых опасных веществ, разрушающих озоновый слой.

   «Зелёная химия» это инновационное направление химической промышленности, одним из главных принципов которой, состоит в том, что лучше предотвратить образование загрязнений, чем потом от них избавляться.
   Для этого надо реализовывать такие процессы, в которых побочные продукты либо совсем не образуются, либо представляют собой безвредные вещества.
   В «зелёной химии» можно выделить следующие направления:
   • поиск новых путей синтеза и новых катализаторов;
   • использование возобновляемых источников сырья и энергии;
   • замена традиционных органических растворителей.

   «Зелёная химия» на английском — «green chemistry»
   «Зелёная химия» на немецком — «grüne Chemie».

   SO₂ + NO₂ = SO₃ + NO
   2NO + O₂ = 2NO₂
   SO₃ + H₂O = H₂SO₄
   2NO₂ + H₂O = HNO₃ + HNO₂

Разрушение памятников из мрамора и известняка:
   CaCO₃ + H₂SO₄ = CaSO₄ + CO2↑+ H₂O

Разрушение памятников из бронзы, меди, железа:
   Сu + CO₂ + H₂O + 0,5O₂ = CuCO₃ · Cu(OH)₂
   4Fe + 6H₂O + 3O₂ = 4Fe(OH)₃

Дано:
   φ_нач(О₂) = 20% = 0,2
   η(О₃) = 15% = 0,15
   φ(О₂) — ?
   φ(О₃) — ?

Решение:
   Примем объем воздуха за 1 л, тогда исходный объем кислорода V₁(O₂) = V_{1воздуха} · φ_на(О₂) = 1 л · 0,2 = 0,2 л
   Рассчитаем объем кислорода, который перешел в озон:

   V₂(O₂) = 0,2 л · 0,15 = 0,03 л

Рассчитаем, какой объем кислорода остался, после превращения 15% кислорода в озон:

   V₃(O₂) = 0,2 л − 0,03 = 0,17 л

Составим уравнение превращение кислорода в озон:

   3О₂ = 2О₃

Рассчитаем объем образующегося озона:
   По уравнению реакции из 3 л кислорода образуется 2 л озона
   А по условию задачи из 0,03 л кислорода образуется х л озона, отсюда объем озона равен: V(O₃) = 0,02 л

Рассчитаем новый объем воздуха:

   V_{2 воздуха} = V_{1 воздуха} − V₂(O₂) + V(O₃) = 1 л − 0,03 л + 0,02 л = 0,99 л

Рассчитаем объемные доли кислорода и озона:

   Ответ: φ(О₂) = 17%; φ(О₃) = 2%

Дано:
   ПДК_{в воде} = 0,005 мг/л
   ПДК_{в атмосфере} = 0,007 мг/м³.
   n(Pb)_{в воде} — ?
   n(Pb)_{в атмосфере} — ?

Решение:

   Ответ: n(Pb)_{в воде} = 2,4 · 10^-5 ммоль/л; n(Pb)_{в атмосфере} = 3,38 · 10^–5 ммоль/м³

      Сообщение на тему: «Наиболее крупные экологические катастрофы последнего десятилетия, вызванные химическим загрязнением»

1. Разлив дизельного топлива в Норильске (2020 год)
    29 мая 2020 года на ТЭЦ-3 (она принадлежит компании «Норникель») разгерметизировался резервуар с дизельным топливом. В почву и близлежащие реки (Амбарная, Далдыкан) попало около 21 тысячи тонн нефтепродуктов. Часть загрязнения достигла озера Пясино, а оттуда — реки Пясина, которая впадает в Карское море.
    Химический аспект. Дизельное топливо — это сложная смесь углеводородов. Когда оно попадает в воду, часть веществ образует на поверхности плёнку. Это мешает газообмену: в воду поступает меньше кислорода, и многие водные организмы начинают страдать от кислородного голодания. Другие компоненты растворяются и токсично воздействуют на клетки живых существ, нарушая их работу.
    Последствия. Загрязнение серьёзно нарушило экосистему региона. Под угрозой оказались рыбы (лосось, муксун, сиг), птицы, а также наземные животные — песцы, лемминги, северные олени. Экологи предупреждали, что последствия могут ощущаться годами: токсичные вещества оседали на дне водоёмов и в почве, продолжая отравлять среду.

2. Утечка циансодержащей пульпы в Хабаровском крае (2025 год)
    10 июля 2025 года на золотодобывающем предприятии «Многовершинное» произошёл технологический сбой. Из-за отключения электроэнергии случился гидроудар, который разрушил сварной шов на пульпопроводе. По нему транспортировали циансодержащую пульпу — смесь, где цианиды используют для извлечения золота из руды. Часть этой опасной смеси попала в реку Ул. А поскольку Ул впадает в озеро Орель, а затем — в Амур, возникла угроза распространения загрязнения на обширный водный бассейн.
    Химический аспект. Цианиды — это высокотоксичные соединения. Они блокируют работу важного фермента в клетках (цитохромоксидазы), из-за чего организм теряет способность использовать кислород. Это приводит к острой гипоксии и гибели гидробионтов — рыбы, беспозвоночных. Для человека контакт с такими веществами тоже крайне опасен: он может вызвать тяжёлые поражения нервной, дыхательной и сердечно-сосудистой систем.
    Последствия. Сразу после аварии специалисты локализовали утечку, отобрали пробы воды и грунта, чтобы оценить масштаб. Власти и экологи подчёркивали: хотя саму утечку остановили, важно следить за динамикой, чтобы понять, насколько далеко распространились токсины и как они повлияют на речную систему.

3. Разлив мазута в Керченском проливе (конец 2024 года)
    15 декабря 2024 года во время шторма потерпели крушение два танкера — д«Волгонефть-212» и «Волгонефть-239». Они перевозили мазут. В результате в акваторию Чёрного моря попало значительное количество нефтепродуктов. Загрязнение затронуло прибрежную зону Краснодарского края (в том числе районы Анапы), а также часть побережья Крыма.
    Химический аспект. Мазут — это тяжёлая фракция нефти, сложная смесь углеводородов. Его поведение в воде особенно опасно: он образует плотную плёнку на поверхности, которая мешает поступлению кислорода. Кроме того, мазут марки М-100, который был на танкерах, имеет плотность, близкую к плотности морской воды. Поэтому он не всплывает быстро, а может долго находиться во взвешенном состоянии, оседать на дно, а с потеплением воды — снова всплывать. Это создаёт долгосрочные источники вторичного загрязнения. Некоторые компоненты мазута токсичны для морских организмов: они нарушают работу нервной системы, мешают размножению и развитию личинок.
    Последствия. Сильно пострадали птицы (многие погибли из-за того, что перья слипались от мазута, нарушалась терморегуляция), а также донные организмы и морские млекопитающие (были зафиксированы случаи гибели дельфинов). Экологи предупреждали, что для стабилизации экосистемы Чёрного моря потребуется около 1,5–2 лет.
      Все эти случаи показывают, насколько серьёзными могут быть последствия, если в окружающую среду попадают опасные химические вещества. Часто к таким авариям приводят технические неисправности, сбои в инфраструктуре или ошибки при эксплуатации. Поэтому так важно соблюдать технику безопасности, регулярно проверять состояние оборудования и иметь чёткие планы действий на случай чрезвычайных ситуаций.

1. При каких условиях оксид углерода(IV) (CO₂) становится сверхкритическим?
    CO₂ переходит в сверхкритическое состояние, когда температура и давление превышают так называемую критическую точку. Для углекислого газа эти параметры такие: температура – примерно 31,1°C; давление – около 7,39 МПа (это примерно 72,9 атмосферы).
    В этой точке исчезает граница (фазовая граница) между жидкостью и газом. Вещество приобретает «смешанные» свойства: оно расширяется и заполняет объём, как газ, но при этом имеет плотность, характерную для жидкости. В таком состоянии его называют сверхкритическим флюидом (СКФ). Кстати, одно из преимуществ CO₂ в «зелёной химии» как раз в том, что его критические параметры не слишком высокие – с ним относительно удобно работать в лабораторных и промышленных условиях по сравнению с некоторыми другими веществами.

2. Где уже используют сверхкритический CO₂?
    У такого подхода много практических применений:
    Экстракция (извлечение веществ). Сверхкритический CO₂ отлично проникает в материалы и растворяет нужные компоненты. Его применяют для получения биологически активных соединений из растительного сырья (например, эфирных масел, антиоксидантов), а также для очистки веществ. В России научные разработки в этой области ведутся, например, в Радиевом институте: там разрабатывают методы извлечения трансурановых элементов из загрязнённых территорий.
    Синтез и модификация материалов. В среде сверхкритического CO₂ проводят химические реакции – например, учёные из Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН впервые осуществили реакцию Штрекера (важный шаг в синтезе аминокислот и других биологически активных соединений) именно в такой среде. Также CO₂ используют при полимеризации: он помогает получать определённые типы полимеров (в том числе фторсодержащие).
      Очистка. С его помощью эффективно удаляют органические загрязнители или извлекают ценные компоненты из сложных смесей.
      Энергетика. Разрабатываются технологии, где сверхкритический CO₂ работает как рабочее тело в циклах для выработки электроэнергии – например, для утилизации сбросного тепла с промышленных предприятий или в некоторых типах солнечных электростанций.
    Хотя у сверхкритического CO₂ много плюсов (он инертен, после использования давление сбрасывают, и он возвращается в атмосферу, не оставляя токсичных отходов), важно помнить и о затратах: для перевода вещества в сверхкритическое состояние нужна энергия. Поэтому в «зелёной химии» оценивают, перевешивает ли экологическая выгода от замены вредных растворителей затраты на создание нужных условий.