Wydrukuj Zapisz jako PDF Dodaj do ulubionych Udostępnij materiał

Jakie pH mają deszcz lub śnieg w twojej okolicy? Czy zwykły deszcz można odróżnić gołym okiem od kwaśnego? Czy odczyn kwasowy opadów jest szkodliwy dla roślin, zwierząt i ludzi?

RzEOKcsGbB7cK1
Już wiesz
  • jak zdefiniować pojęcie kwasu;

  • jak sformułować definicję wskaźników kwasowo‑zasadowych i jakie zabarwienie przyjmują one w wodzie, zasadach i kwasach.

Nauczysz się
  • objaśniać, co to jest kwaśny opad;

  • wymieniać skutki kwaśnych opadów;

  • wskazywać sposoby zapobiegania kwaśnym opadom.

Polecenie 1

Zbadaj pH opadów w twojej okolicy.

Wskazówka

Zbierz deszczówkę do pojemników umieszczonych w kilku odległych od siebie miejscach. Pobierz bagietką parę kropli wody i nanieś je na uniwersalne papierki wskaźnikowe lub samodzielnie przygotowane paski bibuły nasączone wywarem z czerwonej kapusty.

iw47AIdQ7O_d5e170

1. Jak powstają kwaśne opady?

RuaVdmu5N795a1
Nagranie rozpoczyna animacja przedstawiająca symbolicznie górny fragment terenu, z powierzchni którego wystają budynki mieszkalne, fabryka, drzewa i wulkan w samym centrum kadru. Są tu też drogi po której jeżdżą samochody. Wszystko to jest zakrzywione tak, aby kojarzyło się z wycinkiem kuli ziemskiej. Następuje zbliżenie na wulkan otoczony lasami. Animacja przedstawia erupcję, lawa spływa po zboczach, palą się lasy, dym unosi się tworząc warstwę gęstych chmur. Na tle płomieni i dymu znajdują się dwa szare owale tworzące komiksowe dymki. W owalu z lewej strony znajduje się wzór związku SO2, a w drugim wzór ogólny NxOy. Dymki unoszą się w górę i znikają w warstwie chmur. Pożary się wygaszają, z ciemnych chmur u góry ekranu spada deszcz. Na ekranie pojawia się prostokąt z napisem Opad mokry. Deszcz zamienia się w śnieg, a następnie w mgłę. Ponownie pojawiają się chmury. Owale z wzorami SO2 i NxOy pojawiają się znowu, ale tym razem przesuwają w przeciwnym kierunku, opadając z chmur na las. Na ekranie pojawia się prostokąt z napisem Opad suchy.

Kwaśne opadykwaśne opadyKwaśne opady mają odczyn kwasowy (pH < 5,6). Opad mokry powstaje wskutek pochłaniania przez znajdującą się w powietrzu parę wodną gazowych zanieczyszczeń powietrza, przede wszystkim tlenku siarki(IV), tlenków azotu i tlenku węgla(IV). Opad suchy w postaci tlenków – głównie siarki – łączy się z wodą zazwyczaj na wilgotnych powierzchniach roślin, budowli i powierzchni wód. Na obszarach przemysłowych składnikami kwaśnych opadów oprócz tlenków mogą być także kwas solny i siarkowodorowy.

Rd9AgmnA2ePKB1
RFP1sklj0QsJf1
Animację rozpoczyna plansza z rysunkiem noszącym w górnej części podpis Źródła zanieczyszczeń powietrza umieszczony na tle żółtego paska. Rysunek przedstawia krajobraz podzielony przez górzysty horyzont na wysokości około jednej trzeciej kadru licząc od góry oraz linię kolejową biegnącą ponad ziemią w poprzek na wysokości około jednej trzeciej kadru licząc od dołu. Na torach po prawej stronie rysunku szybki pociąg dalekobieżny. Poniżej linii kolejowej w lewym dolnym rogu rysunku znajduje się gospodarstwo rolne z dwoma polami, traktorem, zagrodą dla zwierząt i czerwonym budynkiem gospodarczym, w centralnej dolnej części rysunku dwa pasy drzew, w prawej dolnej części rysunku szosa z samochodem osobowym i autobusem. Szosa przecina linię kolejową, przebiega pod nią, a następnie układa się równolegle do niej i kończy na lewej krawędzi kadru. Od szosy odchodzą dwa rozwidlenia kierujące się w stronę miasta położonego w samym środku rysunku. Po lewej stronie rysunku ponad szosą lat, którego część płonie. Daleko w tyle po prawej stronie przed linią horyzontu elektrociepłownia z wysokim kominem węglowym oraz dwiema chłodniami kominowymi. Na niebie w centralnej części rysunku unosi się samolot. Na tle rysunku widoczne cztery półprzezroczyste grube strzałki skierowane od dolnej części kadru w stronę nieba po delikatnych łukach. W miarę komentarza lektora na strzałkach tych pojawiają się napisy. Pierwsza strzałka od lewej: napis Naturalne, obok napisy wybuchy wulkanów, wyładowania atmosferyczne. Pozostałe trzy strzałki: napis Powstałe w wyniku działalności człowieka, obok przy określonych partiach rysunku napisy: pożary lasów, tereny rolne, miasta, samoloty, elektrownie, rafinerie, zakłady przemysłowe, fabryki. W miarę rozwoju komentarza na ekran wjeżdżają symbole różnych tlenków, a fragmenty rysunku symbolizujące główne źródła tych tlenków zostają wyróżnione odpowiednim obrysem. I tak: tlenki azotu NO i NO2, zaznaczone samochód, autobus, elektrociepłownia i samolot. Tlenki siarki SO2 i SO3, zaznaczona elektrociepłownia. Zmiana planszy na zdjęcie przedstawiające wybuch wulkanu, na jego tle pojawia się symbol SO2. Zmiana planszy na zdjęcie rury wydechowej w samochodzie, na jego tle pojawia się symbol CO. Zmiana planszy na sąsiadujące zdjęcia rury wydechowej innego samochodu i dymiących kominów fabrycznych, na ich tle pojawia się symbol CO2. Zmiana planszy na sąsiadujące zdjęcia przedstawiające pożar lasu i wybuch wulkanu, symbol CO2 pozostaje bez zmian.
iw47AIdQ7O_d5e213

2. Jakie są skutki kwaśnych opadów?

Wpływ kwasu na kiełkowanie roślin
Doświadczenie 1
Problem badawczy

Jaki wpływ mają kwaśne opady na kiełkowanie roślin?

Hipoteza

Kwaśne opady przyspieszają kiełkowanie roślin.
Kwaśne opady opóźniają kiełkowanie roślin.

Co będzie potrzebne
  • 2 szalki Petriego,

  • wata,

  • rzeżucha,

  • rozcieńczony kwas, np. siarkowy(IV),

  • pipeta.

Instrukcja
  1. Na szalkach Petriego umieść po kawałku waty, a na każdym z nich niewielką ilość nasion rzeżuchy.

  2. Do pierwszej szalki dodaj pipetą rozcieńczony kwas, a do drugiej – wodę.

  3. Podlewaj codziennie obie próbki.

  4. Po 5 dniach zanotuj zaobserwowane zmiany.

    R1WRT4Vw8ZDDE1
    Nasiona rzeżuchy na podłożu kwasu i wody
    R6mZRLLLGQyBP1
    Kiełkowanie nasion rzeżuchy na podłożu kwasu i wody

Podsumowanie

W próbce, której podłoże było nasycone roztworem rozcieńczonego kwasu, kiełkowanie nasion rzeżuchy jest ograniczone lub nie zachodzi wcale. Natomiast w próbie kontrolnej, na podłożu zwilżonym wodą, nasiona rzeżuchy wykiełkowały.

Rh8tBVJ8V1lXy1
Nagranie rozpoczyna ujęcie leżących na stole dwóch zlewek z przezroczystymi płynami, przed którymi leżą dwie gałązki roślin iglastych po prawej stronie blatu i dwie gałązki roślin liściastych po lewej stronie. Zmiana ujęcia. Obraz podzielony na dwie części grubą pionową czarną linią W każdej części widoczna jest zlewka, leżące przed nią po jednej gałązce iglastej i liściastej oraz dłoń demonstratora w gumowej rękawiczce wrzucająca gałązki do zlewek. Nad zlewką z lewej strony pojawia się napis Kwas siarkowy cztery, a nad zlewką z prawej: Woda. Zmiana planszy, pojawia się kalendarzowa karta miesięczna podpisana Lipiec 2015. Ukośnymi czerwonymi kreskami zaznaczane są na niej kolejno upływające dni, od środy pierwszego lipca do piątku trzeciego lipca. Zmiana planszy, pojawia się zbliżenie zawartości jednej zlewki z próbkami roślin i kwasem. Na liściach i igłach widoczne są brązowe plamy. Zmiana ujęcia na zbliżenie zawartości drugiej zlewki z próbkami roślin i wodą. Na liściach, gałązkach i igłach nie ma żadnych zmian. Zmiana ujęcia, pojawia się plansza przedstawiająca rysunek krajobrazu z rzeką pośrodku sceny, lasem liściastym po lewej stronie i lasem iglastym po prawej. Niebo zachmurzone, pada intensywny deszcz. Deszcz znika, na tle brunatnego nieba pojawiają się dwa jasne koła. W kole po lewej zbliżenie liścia, a w kole po prawej zbliżenie iglastej gałązki. W miarę postępowania komentarza lektora liście i igły stopniowo żółkną i brązowieją. Podobnie dzieje się ze wszystkimi drzewami na rysunku. Znikają jasne koła, znikają też drzewa, w scenie pozostaje tylko kilkanaście uschniętych pni. Zmiana planszy, powrót do krajobrazu z lasem i deszczem. Następuje zbliżenie na rzekę i znajdujące się po jej prawej stronie jezioro. Z jeziora wychodzi niebieska strzałka przekrzywiona w prawo, wskazująca na jasny okrąg. W okręgu pojawia się animacja: do pustej szalki Petriego wpada duża kropla rozlewająca się po dnie. Do wody wprowadzona zostaje końcówka małego ręcznego pehametru. Wyświetlacz wskazuje migającą wartość 5 i 4 dziesiąte. Pojawia się kolejna strzałka wychodząca z jasnego koła i wskazująca w prawo do nowego koła, wewnątrz którego znajduje się animacja podwodnego ekosystemu z pływającymi rybami i podwodną roślinnością.

Kwaśne opady (np. smogifc3Qv6OxAsmog ) zagrażają zdrowiu i życiu ludzi i zwierząt, powodują obniżenie pH gleb i zbiorników wodnych, niszczą materiały budowlane, tworzywa sztuczne, witraże i metale. Na jego niekorzystny wpływ szczególnie narażone są budowle z piaskowca i wapienia, np. średniowieczne zabytki Krakowa, Katedra w Lincoln w Anglii, świątynie na Akropolu w Atenach.

Na działanie kwaśnych opadów nie są odporne nawet materiały hartowane. Zachowanie ich w  dobrej kondycji wymaga częstego malowania, tym bardziej że zanieczyszczenia o charakterze kwasowym oddziałują niekorzystnie na pigmenty zawarte w farbach. W rejonach uprzemysłowionych stal szybciej koroduje, dlatego wykonane z niej urządzenia wymagają częstych napraw.

RARJzXIDuDYCV1
Skutki upływu czasu oraz czynników środowiska na budowle i elementy wykonane ze stali
Polecenie 2

Zastanów się, dlaczego kwaśne opady szczególnie silnie działają na budowle wykonane z wapienia i piaskowca. Postaw hipotezę i zaplanuj doświadczenie.

Działanie kwasów na skały wapienne i muszle
Doświadczenie 2
Problem badawczy

Jaki wpływ mają kwaśne opady na skały wapienne i muszle?

Hipoteza

Kwaśne opady powodują niszczenie skał wapiennych i muszli.

Co będzie potrzebne
  • 2 szalki Petriego,

  • kawałek skały wapiennej,

  • muszelka,

  • rozcieńczony kwas solny,

  • pipeta.

Instrukcja
  1. Na jednej szalce Petriego umieść kawałek skały wapiennej, a na drugiej – muszelkę.

  2. Do obu szalek dodaj rozcieńczony kwas solny.

  3. Obserwuj zachodzące zmiany.

Podsumowanie

Zarówno skała wapienna, jak i muszelka, która zawiera węglan wapnia, gwałtownie reagują z kwasem solnym, czego efektem jest pienienie się zawartości szalek. W wyniku tej reakcji wydziela się bezbarwny gaz – tlenek węgla(IV), co ilustruje równanie:

CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2H2O

Reakcja węglanu wapnia z kwasami jest przyczyną niszczenia wapiennych elewacji budynków oraz marmurowych rzeźb wskutek działania na nie kwaśnych opadów.

iw47AIdQ7O_d5e386

3. W jaki sposób można zapobiegać kwaśnym opadom?

Kwaśne opady należą do problemów globalnych. Zgodnie z ustaleniami międzynarodowymi podejmuje się działania w celu ochrony środowiska. Limity zanieczyszczeń powietrza, m.in. tlenkami azotu i tlenkiem siarki(IV), są ustalone w przepisach prawnych, a ich poziom jest stale monitorowany. Od lat 80. XX wieku do dziś poziom zanieczyszczeń na terenie Unii Europejskiej znacznie się obniżył.

Kwaśnym opadom można zapobiegać, zmniejszając emisję zanieczyszczeń m.in. przez:

  • górnictwa, hutnictwa oraz elektrowni – każdy z nas może ograniczyć zużycie energii elektrycznej poprzez wyłączanie świateł, gdy są niepotrzebne, stosowanie żarówek energooszczędnych, włączanie pralki lub zmywarki przy całkowitym zapełnieniu, niepozostawianie urządzeń w trybie czuwania,

  • transportu – wiele osób może skorzystać z komunikacji zbiorowej (autobusu, tramwaju) lub z innego środka transportu (roweru).

    RpTVFCEa4zovK1

iw47AIdQ7O_d5e433

Podsumowanie

  • Tlenki siarki i azotu są emitowane do atmosfery w wyniku działalności człowieka (spalanie paliw, przemysł) oraz ze źródeł naturalnych (wybuchy wulkanów, pożary lasów).

  • Kwaśne opady powstają w wyniku reakcji niektórych tlenków (SO2, NxOy, CO2) z wodą.

  • Kwaśne opady powodują zakwaszanie wód, gleb, niszczą budynki i przyspieszają proces korozji, stanowią zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi i zwierząt.

Praca domowa
Polecenie 3.1

Wykonaj infografikę przedstawiającą metody zmierzające do ograniczenia powstawania kwaśnych opadów.

Polecenie 3.2

Sporządź mapę najbliższej okolicy i nanieś na nią wartości pH śniegu oraz deszczówki (badania przeprowadź zimą i późną wiosną).

Polecenie 3.3

Przygotuj notatkę na temat przyczyn uszkodzenia drzewostanu Gór Izerskich w latach 80. XX wieku.

Dowiedz się więcej

Kwaśne deszcze już w Polsce nie padają

iw47AIdQ7O_d5e537

Słowniczek

kwaśne opady
kwaśne opady

opady (np. deszcz, śnieg, mgła) o odczynie kwasowym (pH < 5,6); głównymi czynnikami powodującymi wzrost kwasowości opadów są tlenki siarki i azotu, które łączą się z wodą, tworząc kwasy

iw47AIdQ7O_d5e583

Zadania

Ćwiczenie 1
RjmIG3qtwpZgS1
zadanie interaktywne
Ćwiczenie 2
R1dHl365dvCeb1
zadanie interaktywne
Ćwiczenie 3
RmF9FQz3qlygf1
zadanie interaktywne
Ćwiczenie 4
Rome8aZ7phCBG1
zadanie interaktywne
Ćwiczenie 5
R1biHwHWOo1BL1
zadanie interaktywne
Ćwiczenie 6
Rz3WOiP2AtPLC1
zadanie interaktywne