Saurer Regen

Guten Tag und herzlich willkommen. In diesem Video geht es um den sauren Regen. An Vorkenntnissen solltest du Grundwissen der Chemie besitzen, du weißt, was Basen, Säuren und Salze sind. Im Video möchte ich zu den Ursachen, der Wirkung und auch etwas zur Vermeidung von saurem Regen sagen. Der Film besteht aus zehn Abschnitten: 1. Eine seltsame Beobachtung 2. Saure Stoffe in der Luft 3. Woher kommen die Schadstoffe? 4. Wie entstehen die Säuren? 5. Guter und böser saurer Regen 6. Waldsterben 7. Steinfraß 8. Korrosion 9. Was wird getan? und 10. Zusammenfassung 1. Eine seltsame Beobachtung Es geschah vor einigen Jahren im Chemielabor, in dem ich arbeitete. Wir kauften uns ein nigel-nagel neues pH-Messgerät. Eine der ersten Messungen richtete sich auf destilliertes Wasser, was wir im Labor selber herstellten.So oft wir auch die Messungen durchführten, wir kamen fast immer zum gleich Ergebnis: pH=5,5. Das bedeutet, das destillierte Wasser war sauer. Wie kann man sich das erklären? Aus der Beobachtung ergeben sich nun drei Schlussfolgerungen. Zum einen heißt pH=5,5, dass das Wasser schwach sauer war. Als Zweites ist Wasser mit einem solchen pH-Wert "hautneutral", wie wir aus der Kosmetik wissen. Und drittens, das ist der entscheidende Punkt, die Luft enthält offensichtlich saure Stoffe und nicht nur die Luft enthält die sauren Stoffe, auch die Wolken enthalten sie.  2. Saure Stoffe in der Luft In der Luft und in den Wolken treffen wir an: Salpetersäure HNO3, Salpetrige Säure HNO2, Schwefelsäure H2SO4, schweflige Säure H2SO3 und Kohlensäure H2CO3.  3. Woher kommen diese Schadstoffe? Ihren Ursprung haben sie in verschiedenen Nichtmetalloxiden. Schwefeldioxid SO2 wird in der Natur gebildet. Sümpfe produzieren es und auch Vulkane. Auch Stickstoffoxide NOx, von denen Stickstoffdioxide NO2 das Wichtigste ist, werden in der Natur hergestellt. Sie entstehen bei Gewittern durch die Blitzentladung. Kohlenstoffdioxid CO2 produzieren Mensch und Tier bei der Atmung. Die Schadstoffe haben ihren Ursprung in den sauren Gasen: SO2, NOx und CO2. Problematisch dabei sind die Mengen, die dazu die Zivilisation beiträgt. Der Mensch produziert saure Gase durch die Verbrennung fossiler Rohstoffe, dazu gehören Benzin, Diesel, Heizöl, Holz und Kohle. Saure Gase liefern die Industrie, Wärmekraftwerke und auch Autos.  4. Wie entstehen die Säuren? Säuren können prinzipiell nach dem Reaktionsschema, Nichtmetalloxid plus Wasser reagieren zu Säuren, entstehen. Also beginnen wir: Kohlenstoffdioxid plus Wasser reagieren zu Kohlensäure. Stickstoffdioxid und Wasser reagieren zu Salpetersäure und salpetriger Säure. Schwefeldioxid und Wasser reagieren zu schwefliger Säure. Schwefeldioxid kann aber auch durch Sauerstoff zu Schwefeltrioxid oxidiert werden. Schwefeltrioxid reagiert mit Wasser zu Schwefelsäure. Lasst uns die entstandenen Säuren notieren. H2CO3 Kohlensäure, HNO3 Salpetersäure, HNO2 salpetrige Säure, H2SO3 schweflige Säure und H2SO4 Schwefelsäure.  5. Guter und böser saurer Regen Wir haben im vorherigen Abschnitt gelernt, dass sich aus sauren Gasen Säuren bilden. Diese können als saurer Regen auf die Erde herabfallen. Auch wissen wir, das durch Gewitter saure Gase gebildet werden. Durch die Blitze reagiert Stickstoff mit Sauerstoff und es entsteht Monostickstoffmonoxid NO. Dieser wird durch den Luftsauerstoff weiteroxidiert. Mit Wasser entsteht Salpetersäure, sie dissoziiert, es entstehen Nitrationen NO3-, basische Böden enthalten OH- Ionen, sie reagieren mit den Wasserstoffionen H+ und es bleibt Nitratdünger NO3- zurück. Somit hat natürlicher saurer Regen eine wichtige Lebensfunktion. Die Zivilisation produziert das ganze Jahr über verschiedene Säuren, und zwar entstehen die Säuren auch meistens dann, wenn es nicht nass ist, es kommt zu einer Konzentrierung der Säuren und das ist der böse saure Regen.  6. Waldsterben Jeder von uns weiß, dass eine Pflanze durch Behandlung mit einer Säure eingeht. Genau diesen traurigen Prozess beobachtet man beim Waldsterben. Im Jahre 2006 konnten an deutschen Wäldern noch 28 % deutliche Schäden beobachtet werden. Nur 32 % der Wälder waren ohne Schäden. 7. Steinfraß Von Steinfraß betroffen ist vor allem natürlicher Kalkstein, aber auch Kunstdenkmäler, die aus Marmor bestehen. Kalkstein und Marmor bestehen beide aus der gleichen chemischen Verbindung: Calciumcarbonat. Calciumcarbonat ist säureempfindlich, bei der Reaktion wird es zersetzt. Wasser und Kohlenstoffdioxid werden frei. Betrachten wir einmal die Reaktion mit Schwefelsäure. Aus dem Calciumcarbonat entsteht Calciumsulfat, Wasser und Kohlenstoffdioxid werden frei. Durch die Bildung von Calciumsulfat wächst die Löslichkeit des Feststoffs. Calciumsulfat ist besser wasserlöslich als Calciumcarbonat, seine Dichte ist kleiner, daher wird das Volumen größer. Es kommt zur Zerstörung von Calciumcarbonat. Auch die schwache Kohlensäure löst das Calciumcarbonat auf. Es bildet sich wasserlösliches Calciumhydrogencarbonat, welches ausgespült wird. 8. Korrosion Saurer Regen zerstört Metalle. So wie diese Zinkdachrinne. Das schützende Zinkoxid wird durch Schwefelsäure abgelöst. Die Wasserstoffionen der Säure zerstören das Zink. Beim Eisen hat es die Säure noch einfacher, da dieses keine schützende Oxidschicht besitzt. Auch Kupfer wird in Mitleidenschaft gezogen, es bildet sich die grüne Patina.  9. Was wird getan? Zum einen kann man die Menge der Industrieabgase einschränken. Ein großer Schritt in Richtung Verminderung saurer Gase war die Einführung von Katalysatoren für Kraftfahrzeuge. 2005 wurde das sogenannte Göteborgprotokoll verabschiedet. Von 1991 bis 2010 sollte der Ausstoß saurer Gase vermindert werden. Für Schwefeldioxid um 63 %, für Stickstoffdioxid um 41 %. Wurde das geschafft? Recherchiert bitte selber. 10. Zusammenfassung Die durch die Zivilisation produzierten sauren Gase sind die Ursache des sogenannten sauren Regens. Saurer Regen führt zu Waldsterben, Steinfraß und Korrosion von Metallen. Im Göteborger-Protokoll von 2005 wurden Maßnahmen beschlossen, dem sauren Regen Einhalt zu gebieten. Das war's wieder für heute. Ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg. Tschüss