A légkör fő alkotója
A nitrogén és vegyületei, a szmog
A nitrogén légkörünk leggyakoribb alkotója, eredetét nagy titok övezi. A kutatók egyetértenek abban, hogy a légköri nitrogén biogén eredetű, azaz élőlényeknek köszönhető, de az, hogy hogyan és mikor alakult ki még nem tisztázott. Egyes elméletek szerint bizonyos mikroorganizmusok (apró élőlények) a tengerben lévő nitrogén-oxidokat redukálták (redukció az oxidációval ellentétes folyamat, "oxigénmentesítés"), a keletkező oxigén és nitrogén a légkörbe került. Az elmélet egyetlen gyenge pontja, hogy még nem találtunk ilyen élőlényt.
A nitrogén kémiai tulajdonságai
A nitrogénmolekula igen erős hármas kötése miatt kevésé reakcióképes, ún. inert gáz. Megfelelő körülmények közt reakcióba lép, reakciói közül a hidrogénnel és az oxigénnel történők jelentősek.
Az ammónia
A nitrogén és hidrogén egyesüléséből keletkező ammónia exoterm reakció eredménye, iparban magas hőmérsékleten (500 Celsius) és nyomáson (a légköri nyomás 300-szorosán) állítják elő. Az ammónia és más vegyületek elemeiből történő előállítását szintézisnek nevezzük. Az ammónia fontos vegyületek, többek közt műtrágyák, gyógyszerek, festékek, robbanószerek alapanyaga.
Az ammónia vizes oldata az ammónium-hidroxid, amely lúgos kémhatású vegyület.
1. Írd fel az ammónia és a víz reakciójának egyenletét!
2. Korábbi tanulmányaid alapján idézd fel az exoterm és endoterm fogalmat!
A nitrogén-oxidok
A nitrogén az oxigénnel csak speciális körülmények között egyesül. Természetben elsősorban villámláskor (3000 Celsius) megy végbe, erősen endoterm folyamat. A nitrogénnek számos oxidja ismeretes, a légkörben előforduló nitrogén-oxidok sárgásbarna, jellegzetes szagú elegyet alkotnak.
3. Az elnevezések alapján írd fel az alábbi nitrogénvegyületek összegképletét!
A légkörban a *-gal jelölt nitrogén-oxidok fordulnak elő elsősorban
A nitrogén élettani jelentősége
A nitrogén az élőlények számára nélkülözhetetlen, hisz az örökítőanyagul szolgáló DNS-nek, de a fehérjéknek is fő alkotója. (Fehérjék közé tartoznak egyes vitaminok, hormonok, a hajunk, az izmaink stb.) Az élőlények döntő többsége azonban nem képes a légköri nitrogént felvenni, így azt más forrásból kell biztosítaniuk.
A légköri nitrogént egyes, ún. nitrifikáló baktériumok képesek megkötni, amelyek a pillangósvirágú növények (pl.: zab, lucerna, borsó, bab, lóhere) gyökerein élnek. Ezek a légkörből, illetve állati/növények ürülékéből származó ammónia, illetve ammóniumiont (NH4+) nitrit- (NO2-), vagy nitrátionná (NO3-) alakítják, ezt a folyamatot nitrifikációnak nevezzük. Az említett három összetett iont a növények már képesek felvenni, szervezetükbe építeni, s így tovább adni a többi élőlénynek. A nitrogéntartalmú vegyületek az állatokból ammónia, karbamid vagy húgysav formájában ürül (vizelet). A nitrogéntartalmú vegyületek baktériumok általi bomlását denitrifikációnak nevezzük. Képen: Nitrosomas baktérium.
A nitrogén-oxidok, mint légszennyezők
A talajban élő baktériumok jelentős mennyiségű nitrogén-oxidot juttanak a légkörbe, ez a mennyiség az emberi hatásoknak köszönhetően azonban az utóbbi évszázadban jelentősen emelkedett. A közlekedésből, kisebb mennyiségben az ipari létesítményekből kiszabaduló nitrogén-oxidok a légköri vízgőzzel reakcióba lépnek, így hozzájárulnak a savas esők kialakulásához.
A hazai nitrogén-oxid kibocsátás A szmog
A szmog az angol smoke (=füst) és fog (=köd) szavakból származik. Magyarul füstködnek nevezzük. Abba az esteben, ha a légkör alsóbb rétegei alacsonyabb hőmérsékletűek, mint a felsőbb rétegek (pl.: talajmenti fagy) a normális légcsere akadályozva van, így az alsóbb rétegekben a légszennyező gázok felhalmozódnak és szmog alakul ki. A füstködnek két típusát különböztetjük meg a London-típusút (téli szmog) és a Los Angeles-típusút (fotokémiai szmog).
5. Mit jelent a szmogriadó?
6. Mikor rendelnek el Budapesten szmogriadót?
7. Milyen fokozatai vannak a szmogriadónak?
mikroorganizmus, redukció, inert, szintézis, nitrifikáló baktérium, nitrifikáció, denitrifikáció, szmog
