Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Химия / Статьи / Исследовательская работа учащихся по химии "Исследование влияния кислотных дождей на строительные материалы"
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Химия

Исследовательская работа учащихся по химии "Исследование влияния кислотных дождей на строительные материалы"

библиотека
материалов

Влияние кислотных дождей на строительные материалы

Бондарь Илья, Сергеев Олег (10б класс)

Руководитель работы: учитель химии Синельник И.И.

(ГБОУ СОШ №79 Калининского района Санкт-Петербурга)

«Можно, пожалуй, сказать, что назначение человека заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для обитания». Жан Батист Ламарк

Первое упоминание о кислотных дождях относится к середине XIX в. В 1872 году внимание английского исследователя Роберта Ангуса Смита привлек викторианский смог в Манчестере. Он и ввел термин «кислотный дождь» в своей книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии», которую опубликовал в 1882 году. Кислотные осадки могут вызвать существенные повреждения зданий и сооружений, вызывая экономические и социальные издержки. Впервые проблема кислотных дождей стала предметом серьезного обсуждения на ХХVIII Генеральной ассамблее Международного союза по теоретической и прикладной химии (ИЮПАК), проходившей в сентябре 1975 В 1983г. вступила в силу "Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха.

Проблема охраны атмосферного воздуха от загрязнений отражена и в Законе России об охране окружающей среды (2002г.).

Кислотный дождь все виды метеорологических осадков  дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при которых наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами, обычно оксидами серы и оксидами азота. Даже обычная дождевая вода имеет слабокислую реакцию из-за наличия в воздухе диоксида углерода, а кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксиды серы (SO2 и SO3) и различными оксидами азота. Газы со снегом или дождем выпадают на землю. Образование кислотных дождей: диоксид серы, попавший в атмосферу, претерпевает ряд химических превращений, ведущих к образованию кислот. Частично диоксид серы в результате фотохимического окисления превращается в оксид серы(VI) (серный ангидрид) SО3:

2 SO2 + O2 ↔ 2 SО3, который реагирует с водяным паром атмосферы, образуя аэрозоли серной кислоты: SО3 + H2OH2 SО4 и H2SО4 H+ + HSО4-

Основная часть выбрасываемого диоксида серы во влажном воздухе образует кислотный полигидрат SO2nH2O, который часто называют сернистой кислотой

H2 SО3 : SO2 + H2OH2SО3 и H2SО3 H+ + HSО3-

Сернистая кислота во влажном воздухе постепенно окисляется до серной: 2H2SО3 + O2 → 2 H2 SО4

Аэрозоли серной и сернистой кислот конденсируются в водяном паре атмосферы и становятся причиной кислотных осадков. Они составляют около 2/3 кислотных осадков. Остальное приходится на долю аэрозолей азотной и азотистой кислот, образующихся при взаимодействии диоксида азота с водяным паром атмосферы: 2NO2 + H2OHNO3 + HNO2

Для выполнения исследовательской части работы нам потребовались образцы: пенобетон, ракушечник, кирпич, кирпич облицовочный, древесина; растворы азотной и серной кислот. Предмет исследования – влияние кислотных дождей на строительные материалы.

Пенобетон

Вяжущий элемент – портландцемент, в котором содержание силиката кальция до 80%, песок, в котором содержание кварца должно составлять 75%,глинистые и илистые включения не более 3%, вода, пенообразователь, в состав которого входит костный клей, сосновая канифоль, мездровый клей и едкий технический натр.

Ракушечник (известняк ) - осадочная горная порода органического, реже хемогенного происхождения, состоящая преимущественно из карбоната кальция (CaCO3) в виде кристаллов кальцита различного размера. Химический состав ракушечника имеет известковую природу, имеющую в составе раковины разных форм и отдельные частицы раковин, которые соединяет кальцитовый цемент.

Кирпич классический (керамический) - искусственный камень

hello_html_m24eba888.pngправильной формы, произведённый из минеральных материалов, обладающий свойствами камня, прочностью, водостойкостью, морозостойкостью.

Основная часть глины — кремнезем SiO2 (от 60 до 80% ее массы), глинозем Al2O3 — (5 - 20%). До 8% глины могут составлять оксиды калия, магния, натрия и кальция. Характерную красную окраску изделиям придает небольшое содержание окиси железа Fe2O3.

Облицовочный кирпич (клинкерный) - используется для облицовки

внешней части зданий, к нему предъявляются повышенные требования к качеству внешнего вида. Оптимальным содержанием глинозема Al2O3 для клинкера считается 17 — 25%. Глинозем делает расплав менее пластичным,

что уменьшает деформацию кирпича при обжиге. Максимальное содержание окиси железа Fe2O3 в случае клинкера ограничено 6-8%.

Дhello_html_45910847.pngревесиной называют внутреннюю часть дерева,

лежащую под корой под древесиной.

Для определения устойчивости образцов стройматериалов мы создали «дождевую воду», добавив в воду азотную и серную кислоты, для определения кислотности использовали рН-метр, для исследования образцов - электронный микроскоп из набора физического оборудования «Архимед» и растровый электронный микроскоп на кафедре физики РГПУ им. Герцена.

Мы погрузили образцы в кислотную среду («дождевую воду») с pН=4,5 на одни сутки.


после обработки увеличение 10000 раз

hello_html_5eaef7af.png hello_html_m6e23dd7a.png
увеличение 60 раз

После воздействия в течение суток на пенобетон раствором, он поменял цвет и стал мягким, утратив твердость, необходимую для данного стройматериала.

после обработки увеличение 10000 раз

hello_html_mcb57d1b.png hello_html_b1a0641.png
увеличение в 60 раз

После воздействия на силикатный кирпич раствором, он начал крошиться, утратив твердость и прочность, необходимую для стройматериала.

после обработки увеличение 10000 раз

hello_html_55f9a4d5.pngувеличение в 60 раз

hello_html_m71527296.png
После воздействия на облицовочный кирпич раствором внешних изменений не замечено при увеличении образца в 60 раз и в 10000 раз

Ракушечник после обработки увеличение 10000 раз

hello_html_m224667b3.pngуhello_html_mb48d34b.png
величение в 60 раз

После обработки ракушечника раствором, он стал хрупким, так как в нем содержится карбонат кальция, вступающий в реакцию с раствором. Взаимодействие раствора кислоты и ракушечника приводит к его быстрому выветриванию и эрозии. CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + H2O + CO2 древесина после обработки увеличение в 10000 раз

hello_html_193fee66.pngуhello_html_419fda95.png
величение 60 в раз

При воздействии раствором кислоты на образец древесины, произошло только изменение ее цвета, а свои свойства материал не утратил.

Таким образом, облицовочный кирпич и дерево оказались самыми устойчивыми к воздействию кислотных осадков материалами.

Защита сооружений от внешних факторов

Исследования европейских ученых показали, что в год известные архитектурные памятники теряют от 20 до 100 г на 1 м3 камня.

Для защиты памятников культуры и ценных архитектурных сооружений используют покрытия из высокомолекулярных соединений – силиконов или производных эфиров кремниевой кислоты.

Более эффективен, с экологической точки зрения, метод предусматривает очистку топлива от потенциальных загрязнителей, использование экологически более чистых источников энергии.

Информационные источники:

1.Интернет-Энциклопедия "Википедия" https://ru.wikipedia.org/wiki/Кислотный_дождь

2. Информационный медицинский портал "Полисорб" http://www.polisorb.ru/ru

3.  Он-Лайн Библиотека XServer http://www.xserver.ru/user/gprhv/3.shtml

4.  Аналитический портал химической промышленности "Новые Химические Технологии" http://newchemistry.ru/letter.php?n_id=6037


Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 14.03.2016
Раздел Химия
Подраздел Статьи
Просмотров184
Номер материала ДВ-526204
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх