|
|
 |
|
|
|
|
| |
|
|
|
Alsó légkör
Alap |
Nitrogén oxidok - Kialakulásuk és fontosságuk
A nitrogén oxidok fontos szerepet játszanak a légköri folyamatokban. Hogyan alakulnak ki, miért fontosak?
|
1. Közlekedés - még mindig egy fontos nitrogén oxid forrás
(c) FreeFoto.com |
|
|
|
|
|
Honnan származnak a nitrogén oxidok?
A legfontosabb nitrogén oxid a nitrogén monoxid NO és a nitrogén dioxid NO2. Kettőjüket együtt NOx-nek is nevezzük. A nitrogén molekula (N2) a levegőben nagyon stabil, és nem könnyű oxidálni. Néhány baktérium kifejlesztett egy speciális eljárást, amivel felbontja a N-N hármas kötést és oxidált vegyületet alakít ki. Ennél messze lényegesebb az a folyamat, ahol a kötés hő hatására szakad fel. Ez csak extrém körülmények között megy végbe. Egy példa az üzemanyag elégése az autó motorjában. A legtöbb antropogén (= ember általi) NOx ebből a forrásból származik. Ez más nagyon forró reakcióban is előfordulhat, például az égő biomassza legmelegebb lángjaiban. Végül a villámlás is egy fő forrás. A kisülési csatornában a hőmérséklet eléri a 30,000 Celsius-fokot, és itt könnyen felbomlanak a nitrogén kötései
2. jobb: A villámlás másik fontos nitrogén oxid forrás.
kép: Bernhard Mühr  Karlsruher Wolkenatlas
|
|
|
 |
|
|
3. Hol szerepelnek a nitrogén oxidok a légköri folyamatokban? Az ábra ad egy (nem teljes) kitekintést a légköri kémia fontos folyamatairól. A sárga alapszínen a nappali, a szürkén az éjszakai folyamatok találhatók.
A nagyításhoz kattints a képre! (100 K)
készítette: Elmar Uherek ESPERE-nek
|
|
|
Hol szerepelnek?
A légköri kémiában majdnem mindenhol találkozunk NOx-kel (= NO + NO2)és más nitrogén-oxidokkal. Az éjszaka alatt nitrát gyökök NO3 alakulnak ki, amik a legerélyesebb oxidánsok. A gyök egy kémiai fajta, melyek nagyon instabilak, és általában nagyon gyorsan reakcióba lépnek.
Ha N2O5 alakul ki a szennyezett levegőben, reakcióba lép a cseppekkel, vagy a nedves felszínnel és salétromsav HNO3 alakul ki. A HNO3 hozzájárul az eső savas jellegéhez. A salétromsav, ami a nap alatt is kialakulhat a NO2 oxidácója során, az elsődleges módja annak, hogy a nitrogén oxidok ismételten kikerüljenek a légkörből, vagy száraz, vagy nedves ülepedéssel (eső révén kimosódva).
A salétromsav a sarki sztratoszférikus felhőkben is megtalálható. A salétromsav trihidrát képezi azokat a részecsket, amelyek az ózonlyuk kialakulásáért felelősek (részletek: Felső légkör – Haladó- 2. fejezet).
|
|
Nitrogén vegyületek nevei:
|
Képlet |
Rendszertani név |
Mindennapi név |
|
NO |
nitrogén monoxid |
nitrogén oxid |
|
N2O |
dinitrogén monoxid |
kéjgáz |
|
NO2 |
nitrogén dioxid |
nitrogén peroxid |
|
N2O5 |
dinitrogén pentoxid |
salétromsav anhidrid |
|
N2O3 |
dinitrogén trioxid |
dinitrogén anhidrid |
|
HNO3 |
- |
salétromsav |
|
NH3 |
- |
ammónia |
|
|
Nitrogén oxidok mint gázok nagyon fontosak a troposzférikus ózon kialakulásában és lebomlásában, mert a katalitikus körfolyamat résztvevői. Ez főleg azért van, mert a NO2 napfény hatására fotokémiailag elbomlik. NO képződik, ami ismét NO2-dá alakul. Az ózon mint a többi szerves peroxi gyök (instabil oxidált vegyület) bekerülhet ebbe a körfolyamatba, mint ahogy részletesen látni fogjuk a következőkben.
Az autókban lévő katalizátor feltalálásának fő oka az volt, hogy elkerüljük a túl nagynitrogén oxid kibocsátást. Túl sokat bocsátunk ki az égési folyamat során, különösen az autókból, ami megzavarja a légköri egyensúlyt.
Dinitrogén oxid kialakulhat, például baktériumok révén az úgynevezett lebontási folyamat során. Ilyen pici elő szervezetek mikrobiológiája fontos szerepet játszanak a nitrogén körfolyamatban. Azonban a N2O nem lép reakcióba a troposzférában. Direkt módon a sztratoszférába kerül, ahol napfény hatására (fotolízis) felbomlik.
Az ammónia a legfontosabb alapvető gáz a légkörben. Forrásai például az állattartó telepek és a trágya, de mikrobiológiai bomlásból (baktériumok révén) szintén keletkezik. A salétromsavval együtt sórészecskét, ammóniumnitrátot NH4NO3 alkothat.
|
Nitrogén oxidok a levegőkémia középpontjában
Még ha nem is néztük végig pontosan a nitrogén oxidok kémiáját, jegyezzük meg, hogy ezek az anyagok bizonyos mértékig a levegőkémia szívét alkotják. A kémiai vegyületek fő része, mely oxidálódik, kikerülhet a légkörből, átalakulhat más vegyületté, ha közvetve vagy közvetlenül érintkezik a NO-dal vagy NO2-dal.
|
|
 |
|
|
4. Nitrogén oxidok - a levegőkémia középpontjában
kép: Elmar Uherek
|
|
|
Kapcsolódó oldalak:
Nitrát gyökök speciális szerepet játszanak éjszaka. Olvass róla többet:
Alsó légkör - Haladó - 1. Fejezet - Éjszaka és a nitrátok
További információt találsz a nitrogén oxidok kémiájáról az ózonlyukban betöltött szerepük esetében:
Felső légkör - Haladó - 2. Fejezet - A klór kémiája
|
Az oldalról:
szerző: Dr. Elmar Uherek - MPI for Chemistry, Mainz
tudományos bíráló: Dr. Rolf von Kuhlmann, MPI for Chemistry, Mainz
pedagógiai bíráló: Michael Seesing - Duisburgi Egyetem - 2003-07-02
utolsó javítás: 2004-04-30
|
|
|
|
