ĐỀ CƯƠNG HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG CÂU 1: Thành phần vai trò khí thủy quyển, sơ đồ vòng tuần hoàn nước tự nhiên a thành phần vai trò khí quyển: Thành phần khí trái đất ổn định theo phương nằm ngang phân dị theo phương thẳng đứng Phần lớn khối lượng 5.1015 toàn khí tập trung tầng đối lưu bình lưu Thành phần khí trái đất gồm chủ yếu Nitơ, Oxy, nước, CO2, H2, O3, NH4, khí trơ,ngoài có hạt lơ lửng bụi Khí yếu tố môi trường cần thiết cho sống sinh vật, giữ vai trò chắn giúp sinh vật không bị ảnh hưởng phóng xạ mặt trời, trì cân nhiệt cho trái đất, cung cấp khí cho sống … b thành phần vai trò thuỷ quyển: Thành phần khí bao gồm: nước chiếm 96% khố lượng chung Các ion bao gồm chất khoáng khí chiếm 3% khối lượng thủy chất huyền phù hạt keo chiếm tỷ lệ nhỏ Ngoài ra, nước có nhiều chất rắn như: bùn, cát, chất hữu cơ, tỷ lệ chất nhỏ Thành phần nước sông nước biển khác Độ mặn trung bình nước biển 35 hợp chất Clo Nat-tri chiếm ưu (88%) độ mặn trung bình nước sông 0,15 chủ yếu loại muối Cac-bo-nat Về thành phần hoá học nước, phần quan trọng thuỷ hợp chất hi-đrô (chiếm 11,11%) o-xy (88,89%) Nước vật chất Trái đất thấy trạng thái: lỏng, rắn tuỳ theo điều kiện nhiệt độ dễ dàng chuyển hoá từ trạng thái sang trạng thái khác nước thể lỏng chủ yếu Nước có vai trò quan trọng trình hoạt động sống người sinh vật thành phần vật chất quan trọng sống trái đất c sơ đồ vòng tuần hoàn nước tự nhiên CÂU 2: Vẽ trình bày sơ đồ cân lượng TĐ, MTrời, KQuyển Sơ đồ: Giải thích sơ đồ: hàng năm mặt trời đưa xuống trái đất nguồn lượng khoảng 5,51.1024 J dạng tia tử ngoại, hồng ngoại tia nhìn thấy dòng lượng môt phần bị khí trái đất( mây, tầng ôzôn) lọc phản xạ lại mặt trời 1,4 1024J phần lại hấp thụ xuống bề mặt trái đất với lượng 2,76.1024J Năng lượng Mặt trời đến Trái đất làm nóng khí quyển, thủy măt đất, làm bay nước vận chuyển lượng lượng mặt trời đến trái đất mặt đất đai dương hấp thụ 2,48.1024J phản xạ lại khí 0,28.1024J, khí lại xạ lại mặt đất đại dương ngăn ánh sáng phản xạ lại làm trái đất có ổn định nhiệt độ Do mà nhiệt độ ban ngày ban đêm trái đất đươc cân chênh lệch CÂU 3: hóa học tượng ô nhiễm khí quyển: mưa axit, trình hình thành chế phá hủy tầng ôzôn( suy giảm tầng ôzôn ) Các phản ứng trong ( NOx H2O CO, không khí ) phản ứng hidrocacbon khí , khói quang hóa Mưa axit: Nước mưa có ph = đến 5,6 nước mưa khí Nước mưa có pH thấp đuuơc gọi nước mưa axyt Trong thành phần không khí có SO2, NOx oxyt dễ hòa tan nước trình tạo mưa oxyt phản ứng với nước khí sinh axit H2SO4, H2SO3, HNO3 HCl, HNO2 làm giọt mưa mang tính axit ( pH ) Những axit tác động gió mây di chuyển khắp nơi rơi xuống mặt đất với hạt mưa Quá trình hình thành chế phá hủy tầng ozon Ôzôn bầu khí tạo thành tia cưc tím chạm phải phân tử oxy (O2), chứa hai nguyên tử ôxy, tạo thành hai nguyên tử ôxy đơn, gọi oxy nguyên tử Ôxy nguyên tử kết hợp với phân tử ôxy tạo thành ôzôn (O3) Phân tử ôzôn có hoạt tính cao, bị tia cực tím chạm phải, lại tách thành phân tử ozon chu kì ozon khí ngắn Sự suy giảm tầng ôzôn tượng giảm lượng ôzôn taầng bình lưu Ôzôn bị phá hủy nguyên tử clo, flo hay brôm bầu khí Các nguyên tố có số hợp chất bền định, đặc biệt chlorofluorocacbon (CFC), vào tầng bình lưu giải phóng tia cực tím nguyên tử clo tạo thành trở thành chất xúc tác hủy diệt phân tử ôzôn chu kỳ khép kín Trong chu kỳ này, nguyên tử clo tác dụng với phân tử ôzôn, lấy nguyên tử ôxy (tạo thành ClO) để lại phân tử ôxy bình thường Tiếp theo, ôxy nguyên tử tự lấy ôxy từ ClO kết phân tử ôxy nguyên tử clo, bắt đầu lại chu kỳ Một nguyên tử clo đơn độc phân hủy ôzôn mãi phản ứng khác mang nguyên tử clo khỏi chu kỳ cách tạo nên nguồn chứa khác axít clohydric clo nitrat (ClONO2) Phản ứng nguyên tử clo nguồn chứa thông thường chậm gia tăng có đám mây tầng bình lưu địa cực, xuất mùa Đông Nam Cực, dẫn đến chu kỳ tạo thành lỗ thủng ôzôn theo mùa Các phản ứng cộng hệ NOx, H 2O, CO không khí Một đặc trưng khí vùng thành phố có chứa nhiều oxyt nito tạo thành lượng lớn ozon Trong không khí có loạt phản ứng khác có liên quan NO2 với nước CO Khi có mặt H 2O, N2O5 bị phân hủy tạo axit nitrit : N2O5 H 2O + 2HNO3 HNO3 oxi hóa NO: 2HNO3 + NO 3NO3 + H2O HNO2 + Các phản ứng sau xảy ra: 2HNO3 HNO3 + NO + HNO2 NO2 + NO2 H2 O Axit nito đươc tạo theo phản ứng: NO + NO2 + H2 O 2HNO2 Axit nito hấp thụ xạ thực phản ứng quang phân với tốc độ nhỏ 1/10 tốc độ quang phân NOx: HNO2 + hv NO + HO Phản ứng quang phân HNO2 quan trọng tạo gốc tự hidroxyt HO có hoat tính cao, có tác dụng khơi mào cho loạt phản ứng khác, nito oxit tác dụng tia xạ với có mặt lượng lớn cacbon oxit CO bị oxihoa hoàn toàn thành NO2 trình lại hình thành gốc tự hidropeoxyl HO2 hydroxyl HO Các phản ứng diễn sau: HO + CO CO2 + H+ H+ + O2 + M HO2 + M HO2 + HO2 NO HO + + HO2 H2O2 + NO2 O2 CÂU 4: Các loại phản ứng xúc tác vi sinh nước Vi khuẩn, vi trùng, nấm tảo xúc tác sinh học cho số trình hóa học nước đất Các phản ứng oxy hóa khử mà vi khuẩn làm trung gian: vi khuẩn thu lượng tiêu thụ chất có môi trường để chúng sinh trưởng thong qua số phản ứng oxy hóa khử sau: CÂU 5: Cấu trúc, thành phần địa quyển, trình phong hóa hóa học Địa phần vỏ cứng trái đất phần vỏ trái đất độ sâu khoảng 70-100km lớp vỏ trái đất có gradient nhiệt độ khoảng 30ok/km đặc trưng lớp vỏ thành phần trái đất hàm lượng cao nguyên tố thạch ( O2, Si, Fe, Al, Ca, Na, K, Mg, Ti) toa thành khoáng chất, chiếm đến 99% khối lượng vỏ trái đất, thành phần phổ biến khoáng thach anh, fenspat, mica, amphiion, pyroxen Vỏ trái đất chia làm phần: + phần đất: phần từ bề mặt trái đất tới phần bề bi phong hóa Là nơi tiếp xúc địa quyển, khí thủy quyển, xảy trình trao đổi chất lượng đồng thời môi trường sống loài sinh vật tác động người thiên nhiên phần có biến đổi liên tục + phần cứng: chủ yếu gồm silicat aluminum Các trình phong hóa hóa học Quá trình hòa tan kết tinh Những liên kết tạo thành ion vỏ trái đất có độ hòa tan tương đối lớn NaCl, muối halogen kim loại kiềm thạch cao CaSO4 anhydrit SiO2 thành phần địa tự hòa tan theo phản ứng sau: SiO2(r) + 2H2O H4SiO4 (l) Quá trình hòa tan hydroxyt kim loại M(OH)n nước biểu thị phương trình cân hòa tan sau đây; M(OH)n ( r ) M(oq)n+ + n (OH)(aq) Khi kết hợp với phương trình cân phân ly nước H2O H+ + OH- Thì ta thấy khả tạo thành phức chất dạng : M(OH)n ( r ) + m(OH)- [M(OH)n+ m]m2 Quá trình cacbonat hóa Cacbonat hóa trình phản ứng hóa học chất vỏ trái đất với tham gia nước CO2 Qúa trình thủy phân: Thủy phân dạng đặc biệt trình phân ly ion mô tả phản ứng nước dạng hình thái hóa học khác nhau, dẫn tới việc phân tách liên kết OH phân tử nước Qua trình thủy phân, ion kim loại phản ứng giải phóng lượng liên kết M- O từ đá Dẫn tới sư thay đổi đá Đối với số khoáng, khả phong thay đổi theo trình tự sau: Liên kết Mg –O < Fe+2 – O = Mn+2 – O < Ca – O < Si – O < Al – O < Ti – O ED(kJ/mol) 377 < 389 = 389 < 423 < 468 < 582 < 674 Quá trình phong hóa oxy hóa khử Đối với liên kết chứa cation hay anion có tính khử oxi hóa diễn biến trình phong hóa phụ thuộc vào dạng độ lớn oxy hóa tiêu chuẩn, gá trị pH môi trường Giữa Fe3+ SO3-2 tac dụng đệm proton: 2Fe3+ + SO32- + H2O 2Fe2+ + SO42- + 2H+ Quá trình phong hóa khoáng sắt fayalit xảy điều kiện oxy hóa có mặt CO2 sau: Fe2SiO4 + 4H2O + 4CO2 H4SiO4 + 2Fe2+ 2Fe2+ + 0,5O2 + 2H+ 2Fe3+ + + 4HCO3 H2O Hệ trình oxy hóa xuất môi trường axit mạnh, giá trị pH nhỏ phản ứng sau đây: FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O 15Fe2+ + 2SO42- + 16H+ Những biến đổi tương tự xảy việc axit hóa nước ngầm tốc độ phong hóa loại đá khác phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm không khí Sự phong hóa xảy nhanh vùng nhiệt đới, trước hết với khoáng kim loại kiềm kiềm thổ CÂU 6: Hiệu ứng hóa sinh số chất độc: thủy ngân, chì, cacđimin, CO, asen Thủy ngân: Thủy ngân kim loại nặng địa thủy ngân tồn chủ yếu dạng sunfit biến đổi vi sinh vật từ Hg2+ thành Hg0 trình metyl hóa đimetyl hóa Quá trình oxy hóa Hgo thành Hg2+ rong nước ngầm chịu ảnh hưởng hàm lượng oxy hòa tan nước, ngược lại trình khử sinh học Hg2+ có thẻ dẫn tới khả giải phóng thủy ngân dạng từ vỏ trái đất Hợp chất Hg2+ cố thể phản ứng với H2S tạo thành HgS khó hòa tan: Hg2+ + H2S HgS + 2H+ Và HgS chuyển hóa lại nhờ trình oxy hóa vi sinh hợp chất sunfit Quá trình metyl hóa sinh học hợp chất thủy ngân Các dẫn xuất thủy ngân hữu chất tan mỡ tích tụ nhiều động thực vật thủy sinh Quá trình metyl hóa thủy ngân xảy liên tiếp điều kiện yếm khí nhờ co-emzym chứa Co( ) theo phản ứng: Hợp chất thủy ngân Hg2+ Hg nhờ trình biến đổi vi sinh chuyển hóa thành metyl thủy ngân chất tích tụ sinh học trình metyl hóa liên tiếp tạo đimetyl thủy ngân Đây hợp chất dễ vào khí áp suất riêng phần chúng lớn khí chúng tiếp tục biến đổi hợp chất HgS kết tủa lớp trầm tích trình khoáng hóa làm giảm hàm lượng ion Hg2+ hệ sinh thái nước Asen: Asen có tác dụng hóa sinh làm đông tụ protein, tạo phức với coenzim phá hủy trình sinh hóa photpho + Asen làm đông tụ protein: Asen III nồng độ cao làm đông tụ protein công liên kết nhóm sunfua bảo toàn cấu trúc bậc + Asen tạo phức với coenzyme: Asen III công lên nhóm - SH enzim, làm cản trở hoạt động enzim Các enzim bị ức chế việc tạo thành phức với As III dẫn đến việc sinh lượng ATP bị ngăn cản Phá vỡ việc sinh sản ATP, thông qua chế: cấp độ acid citric, asen ức chế enzym pyruvat dehidrogenaza cách cạnh tranh với phốt phát, tháo bỏ photphorylat, ức chế trình khử NAD+ có liên quan đến lượng, hô hấp tổng hợp ATP, sản sinh peroxit hidro tăng lên + Asen phá hủy trình sinh hóa photpho: asen có TCHH trương tự P nên asen can thiệp vào số trình hóa sinh làm rối loạn P trình hình thành phát triển ATP tổng hợp enzim 1,3diphotpho glyxerat từ glyxerandehit - – photphat Khi có mặt asen tạo thành – aseno – 3- photpho glyxerat, chất làm cản trở tổng hợp enzyme Nghĩa photpho hóa thay asen hóa Chì: CÂU 7: trình tiến triển môi trường trái đất ... sinh học cho số trình hóa học nước đất Các phản ứng oxy hóa khử mà vi khuẩn làm trung gian: vi khuẩn thu lượng tiêu thụ chất có môi trường để chúng sinh trưởng thong qua số phản ứng oxy hóa khử... Quá trình phong hóa oxy hóa khử Đối với liên kết chứa cation hay anion có tính khử oxi hóa diễn biến trình phong hóa phụ thuộc vào dạng độ lớn oxy hóa tiêu chuẩn, gá trị pH môi trường Giữa Fe3+... cacbonat hóa Cacbonat hóa trình phản ứng hóa học chất vỏ trái đất với tham gia nước CO2 Qúa trình thủy phân: Thủy phân dạng đặc biệt trình phân ly ion mô tả phản ứng nước dạng hình thái hóa học khác