Đề Cương ôn tập Hóa Môi Trường

Thành phần và hàm lượng của các chất khí này tùy thuộc vào điều kiện địa lý, khí hậu, phân bố theo chiều cao từ bề mặt TĐ..  Phản ứng quang hóa: Là phản ứng hóa học giữa các chất xảy ra

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP HÓA MÔI TRƯỜNG Chương II:

Câu 1:Trình bày cấu trúc khí quyển(phân theo chiều cao và nhiệt độ),đặc điểm của mỗi tầng?

Khí quyển là lớp khí bao quanh TĐ Thành phần và hàm lượng của các chất khí này tùy thuộc vào điều kiện địa lý, khí hậu, phân bố theo chiều cao từ bề mặt TĐ

+ Khí quyển được chia làm 2 phần:

- Phần trong gồm: Tầng đối lưu, tầng bình lưu,

-tầng trung gian và tầng ion (tầng nhiệt)

-Phần ngoài: Là tầng điện ly

-Các tầng được phân chia theo chiều cao và nhiệt độ

 Tầng đối lưu:

Chiều cao: 0÷ 11km

Nhiệt độ : 400C ÷ -500C

Đặc điểm:

Có sự xáo trộn mạnh giữa các thành phần vật chất

.Do đó có khả năng pha loãng nhanh các khí ô nhiễm

.Nước trong khí quyển tuân theo vòng tuần hoàn nước trong tự nhiên

 Tầng bình lưu:

.Chiều cao: 12÷ 49 km

Nhiệt độ : -500C ÷ -20C

 Đặc điểm:

.Sự xáo trộn chậm chạp giữa các thành phần vật chất

Do đó thời gian lưu khá lâu, nếu có chất ô nhiễm đi vào sẽ gây nhiễm độc lâu dài

.Phần trên ở độ cao khoảng từ 25km tồn tại một lớp ozon bảo vệ sự sống trên TĐ

 Tầng trung gian:

+ Chiều cao: 51÷ 85 km

+ Nhiệt độ : -2->-92oc

* Đặc điểm:.

Có sự chuyển đổi của các phân tử khí thành các ion

Khả năng hấp thụ tia tử ngoại và sóng điện từ của giảm mạnh O3

 Tầng nhiệt:

Chiều cao: 86÷ 100 km

Nhiệt độ : -920C ÷ 12000C

 Đặc điểm:

 Có sự tăng mạnh về nhiệt độ

 Do tác dụng của bức xạ mặt trời gây ra nhiều phản ứng hóa học từ các chất khí Phân tách chúng thành nguyên tử rồi ion hóa thành các ion (O2+, O+ ; NO+, e-, H+, He+, NO2-, …)

Tầng điện ly:

Chiều cao: > 100 km

Nhiệt độ : 12000C ÷ 17000C

 Đặc điểm:

 Có nhiệt độ rất cao

 Các dòng Plasma do mặt trời thải ra và bụi vũ trụ đi vào khí quyển

háo điển hình?

 Phản ứng quang hóa: Là phản ứng hóa học giữa các chất xảy ra nhờ năng lượng của các

sóng điện từ Các phân tử và nguyên tử hấp thụ các proton chuyển sang trạng thái kích thích nên dễ dàng tham gia vào các p/ư tiếp theo

 Đặc điểm:

 Chỉ xảy ra với các phần tử có khả năng hấp thụ các proton mà nó gặp

 Mỗi sóng điện từ được hấp thụ chỉ có thể kích hoạt được một phần tử hấp thụ nó

 Chúng có khả năng tham gia vào các pư nhiệt, huỳnh quang, lân tinh hoặc phân hủy liên kết

 Một số phản ứng quang hóa điển hình trong khí quyển:

Tạo phần tử kích hoạt: A + hν → A*

 Pư tỏa nhiệt: A*→ A + E (năng lượng)

 Pư phát xạ: A* → A + hν

 Pư trao đổi năng lượng liên phân tử:

A* + M → A + M*

 Pư trao đổi năng lượng nội phân tử:

A* → A*’

 Pư ion hóa: A* → A+ + e

- Pư quang hóa hóa học: Tạo các hợp chất mới

 Pư liên kết quang hóa: A* + B → C + D + …

 Pư phân ly quang hóa: A* → B1 + B2 + …

Câu 3:Viết các phản ứng hóa học ở tầng đối lưu:

*Phản ứng của oxy: Ở tầng đối lưu:

C+ ½ O2 → CO

C + O2 → CO2

CH4 + O2 → CO2 + H2O

N2 + O2 → 2 NO

NO + ½ O2 → NO2

H2S + O2 → SO2 + H2O

FeO + O2 → Fe2O3

 Ni tơ:

 Tại tầng đối lưu: N2 tương đối trơ, chỉ tam gia một số pư:

N2 (VSV) → NH3 ( NH4+ ) → NO2- , NO3-

N2 + O2 (tia lửa điện) → NO → NO2 → HNO3

 NO: sinh ra do oxihoa N2 ở nhiệt độ cao; đốt nhiên liệu

Tại tầng ĐL:

NO + ½ O2 → NO2

NO + NO3 → N2O4

NO + O + M → NO2 + M

 NH 3 :

NH3 + H2O → NH4OH

NH4OH + SO42- → (NH4)2 SO4 (sol khí)

NH4OH + HNO3 → NH4NO3 + H2O

NH4OH + HCl → NH4Cl + H2O

*Ở tầng đối lưu: SO2 :

SO2 + ½ O2 (MeO) → SO3

SO3 + H2O → H2SO4 (gây mù axit)

SO2 + O2 + NH3 + H2O → (NH4)2SO4

SO2 + MeO + ½ O2 → MeSO4

 Phản ứng của ozon:

 Ở tầng đối lưu [O3] khá thấp :

O3 + SV → phá hủy SV

O3 + NO → NO2 + O2

O3 + H2O → O2 + 2OH

 Tại tầng đối lưu: Hơi nước tham gia vào một số pư sau:

SO2 + O2 + H2O → H2SO4

NO2 + H2O + O2 → HNO3

Nước tích tụ vào các hạt bụi và sol khí giúp làm sạch khí tự nhiên

 Các oxit Ni tơ (NO x ) :

 NO 2 sinh ra do oxihoa NO; đốt nhiên liệu, khử nitrat

Tại tầng ĐL: NO2 + H2O → HNO3 + HNO2

 Ankan:

ở tầng ĐL: RH + O2 → CO2 + H2O

 Anken:

Ở tầng ĐL: CnH2n + O2 → CO2 + H2O

 Hydrocacbon thơm mạch vòng (PAH)

Ở tầng ĐL:

CxHy + O2 (t0 cao) → CO2 + H2O

Câu 4:Bụi và sol khí có đặc điểm gì,tác hại của chúng?

 Bụi và sol khí.

Đặc điểm: Có khả năng phân tán trong một diện rộng Chủ yếu do hoạt động nhân tạo sinh ra Sol khí là những hạt keo lơ lửng, bền, khó lắng, là tác nhân tạo mây, mưa Thành phần chủ yếu là các oxit: SiO2, Al2O3, CaO

Tác hại của bụi và sol khí:

 Tạo hợp chất với kim loại nặng, chứa kim loại nặng

 Gây ra sương mù

 Cản trở phản xạ của tia mặt trời

 Làm thay đổi PH ở phần trên bề mặt TĐ (do có tính kiềm)

 Tích tụ chất độc ở thực vật

 Ăn mòn da, mắt, cơ quan hô hấp…

Câu 5:Nguyên nhân nào gây ra mưa axit?gây hiện tượng lổ thũng tầng azon(c/m bằng phản ứng hóa học?TÁc hại của chúng?

Mưa axit là hiện tượng nước mưa có độ PH<7

 Nguyên nhân gây ra mưa axit:

 Mưa axit tự nhiên: Khi có mưa, một số chất khí trong khí quyển sẽ hòa tan vào nước mưa (CO2) → PH=5÷5,6

 Mưa axit do ô nhiễm không khí: Khi trong khí quyển có nhiều chất ô nhiễm như: SO2 ,NOx , HX…khi có mưa, các chất khí này sẽ hòa tan vào nước mưa làm cho PH<5

 Tác hại của mưa axit

 Làm giảm PH của đất →tăng độ linh động của các KLN trong đất →dễ dàng đi vào dây

truyền thực phẩm

 Làm xói mòn lớp đất màu, mất dần chất dinh dưỡng

 Ăn mòn các công trình xây dựng gây thiệt hại về kinh tế

Hiện tượng “Lỗ thủng tầng Ozon”

 Thế nào là lỗ thủng tầng Ozon?

Lỗ thủng tầng Ozon là hiện tượng ở một số điểm trong tầng Bình Lưu, nồng độ Ozon (O3) bị suy giảm

 Nguyên nhân gây ra hiện tượng “Lỗ thủng tầng Ozon”:

Do các hoạt động của con người phát thải các khí hóa học đi vào tầng Bình Lưu, có khả năng phá hủy Ozon như: CFC, Cl2 , HCl, CO, NOx … và các khói quang hóa

VD: CFC → Cl* + CF

Cl* +O3 = ClO + O2

Cl2 → 2Cl* ; Cl* + O3 = ClO + O2

 Tác hại của “lỗ thủng tầng Ozon”:

 Khi đó một lượng lớn bức xạ tử ngoại từ mặt trời sẽ tới mặt đất gây ra các bệnh như: ung thư

da, giảm thị lực và có thể gây ra mù mắt, giảm sức đề kháng trong cơ thể, làm giảm tác dụng của việc tiêm chủng…

 Bức xạ tử ngoại là xúc tác mạnh cho các phản ứng hóa học, làm tăng lượng sương mù và mưa axit, gia tăng các bệnh về hô hấp, giảm sự phát triển của thực vật

Chương III:

Câu 1:Trình bày các thành phần cơ bản của đất?TẠi sao nói chỉ nên bổ sung P khi đất kém? Đất có 5 thành phần cơ bản:

 Thành phần vô cơ:

Được chuyển hóa từ các khoáng vật siliccat, cacbonat, sunfat, halua, photphat Ngoài ra còn

có các kim loại nặng, phức kim loại nặng

 Nước và khí : Chứa trong phần rỗng, xốp của đất Nước đi qua các lỗ rỗng có đường kính

d>=10 µm, được giữ lại ở lỗ rỗng d<=2 µm Một phần nước ở dạng hơi Nước dạng lỏng có tác dụng hòa tan chất dd

Các chất khí trong đất như CO2 , O2 , N2 , NOx , H2 , CxHy

 Thành phần hữu cơ: Thường nằm ở lớp trên cùng, bao gồm:

 Các chất mùn: màu nâu tối, được tạo ra từ các sinh khối thực vật, có khối lượng phân tử rất lớn Mùn có tính axit (chứa nhóm COOH) Có các loại mùn như:

 Axit humic: Tan trong kiềm

 Axit Fulvic : Tan trong kiềm và tan cả trong axit

 Humin : Không tan trong kiềm

Các chất hữu cơ khác: Cacbuahydro, protein, amino axit, mỡ các chất hữu cơ nhân tạo: phân bón, thuốc BVTV, nhựa, cao su, plastic, chất thải sinh hoạt

 Các chất dinh dưỡng:

 Vi lượng: Bo, Cl, Cu, Fe, Zn, Mn, V, Mo

Chỉ có giá trị dd ở mức độ vi lượng (gây độc ở hàm lượng cao) Phần lớn có vai trò trong thành phần của enzim

 Đa lượng: C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S

C, H, O: Được lấy từ khí quyển và nước

N: Trong xác chết động thực vật, VK cố định nitơ, phân, nước tiểu được các VSV oxihoa thành

NO3- , thực vật hấp thụ NO3- (lúa hấp thụ được NH4+ )

P: Trong đất rất ít, thường phải bón thêm Hấp thụ ở dạng H2PO4- và HPO42- Chỉ có tác dụng cho đất không kiềm, không chua

K: Thực vật chỉ hấp thụ được K trong đất sét Thường phải bón thêm K

Ca: Đất chua dễ bị cacbonat hóa canxi (tạo CaCO3 ↓) làm giảm [Ca2+ ] trong đất Thường bón vôi để khử chua và bổ xung Ca cho đất

Mg: Chỉ hấp thụ được Mg trong khoáng sét.

S: Được hấp thụ dạng khoáng sunfat.

 Các sinh vật và VSV: Bao gồm: các loài VSV, tảo, nấm, động vật không sương sống (giun,

dế, bọ nhặng) Làm đất tơi xốp, phân hủy chất hữu cơ thành chất vô cơ cho cây trồng hấp thụ

PH, dinh dưỡng và các chất hữu cơ của đất ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sống và phát triển của các VSV

Câu 2:Nêu các tính chất cơ bản của đất?

 Khả năng trao đổi ion:

 Nước mưa mang theo các chất hòa tan, muối đi vào đất, tiếp tục hòa tan thêm một số chất trong đất tạo thành dd lỏng có thể di chuyển trong đất được gọi là dịch đất (là máu của cơ thể đất)

 Trong dịch đất có các cation và anion: H+ , Ca2+ , Mg2+ , Na+ , K+ , Fe2+ , Fe3+ , Al3+ , Mn2+

Cl- , F- , HCO3- , CO32- , SO42-

 Dịch đất có vai trò hòa tan các chất hữu cơ, chất khoáng, khí, cung cấp chất dd cho cây trồng

 Keo đất (trái tim của đất) tạo thành từ các hạt mang điện tích dương và âm liên kết với nhau

Có các loại keo đất: Keo đất dương, âm, lưỡng tính

 Phản ứng trao đổi cation của keo đất:

Keo đất -M1 ⇔ Keo đất + M1

Keo đất -M1 + M2+⇔ Keo đất-M2 + M1+

Đây là cơ chế đưa kim loại vào chu trình thực phẩm

Khả năng trao đổi anion của keo đất rất ít xảy ra và thường theo PT sau:

Keo đất-OH + A-⇔ Keo đất- A + OH

-Như vậy nhờ quá trình trao đổi ion của đất mà các nguyên tố vi lượng đã được thực vật hấp thu

 Khả năng hấp thụ: Đất có khả năng hấp thụ cao, nhờ đó mà chất dd được giữ lại trong đất Các cơ chế hấp thụ:

 Hấp thụ sinh học: Giữ lại các phân tử vật chất nhỏ nhờ các VSV (tiêu thụ hoặc liên kết)

 Hấp thụ lý học: Nhờ năng lượng tự do trên bề mặt

 Hấp thụ hóa học: Biến chất không tan thành chất tan nhờ pư hóa học

 Hấp thụ trao đổi ion: Thông qua liên kết hạt keo, các cation và anion bị giữ lại trên bề mặt hạt keo

 Độ PH của đất:

 Độ kiềm: do thủy phân muối cacbonat của Na, K, Ca, Mg

 Độ axit: do rễ cây giải phóng ion H+ khi trao đổi ion kim loại, phụ thuộc vào các VSV trong đất trong quá trình phân hủy hoặc do các pư hóa học trong đất

Độ PH chi phối hàm lượng các chất trong đất, đặc biệt là các kim loại nặng

PH thấp: Làm tăng khả năng hấp thụ cation, giảm hấp thụ anion, kìm hãm sự phân giải các chất hữu cơ nhờ VSV, tăng khả năng hòa tan kim loại, ảnh hưởng đến sự phát triển của các VSV trong đất

Thường khử phèn hoặc khử chua cho đất

Câu 3:Thoái háo đất là gì?Các quá trình làm thoái hóa đất?

 Thoái hóa đất:

 Thoái hóa đất là những quá trình thay đổi các tính chất lý-hóa-sinh học của đất dẫn đến đất giảm ( hoặc mất ) khả năng thực hiện các chức năng của mình

Thoái hóa đất do các quá trình tự nhiên hay nhân tạo, biểu hiện: đất bị sạt lở, rửa trôi, xói mòn

 Đất bị thoái hóa sẽ bị phá hủy cấu trúc, mất đi các chất mùn, chất dd, và các chất khoáng Làm cho đất giảm độ xốp, giảm khả năng thấm nước và giữ nước Đất bị kết vón, tăng độ bền chặt,

 Xói mòn đất: Xói mòn đất là sự di chuyển các phân tử đất từ nơi cao đến nơi thấp nhờ sức nước và sức gió làm cho đất bị cuốn trôi lớp màu bên trên

Các yếu tố ảnh hưởng tới xói mòn đất:

 Mưa: Lượng mưa và tốc độ mưa

 Gió: Gió cuốn đi các hạt đất, rơi xuống đất vỡ vụn

 Địa hình: Phụ thuộc độ dốc

 Cấu trúc đất: thành phần cấu trúc đất, độ dày lớp đất

 Con người: đất có độ che phủ tốt sẽ ít bị xói mòn

*Các quá trình làm thoái hóa đất?

 Rửa trôi: Dòng nước cuốn trôi đi các chất màu mỡ (chất hữu cơ, mùn, khoáng, đạm, các chất dinh dưỡng ) làm giảm độ phì nhiêu của đất (bạc màu hóa)

 Sự tích lũy các độc chất, sử dụng phân bón không đúng cách: Làm giảm hoạt tính sinh học của đất, gây độc cho cây trồng

 Sự ngập úng nước: Chủ yếu do hệ thống thủy lợi ở những vùng đất sâu, trũng Ngập úng dẫn đến thiếu oxi trong đất, ảnh hưởng đến sự TĐC, hủy diệt sinh vật có ích Lớp đất phì nhiêu dễ

bị chôn vùi dưới lớp cặn lắng

 Nhiễm mặn: Là sự tăng hàm lượng muối trong dịch đất Nếu tăng hàm lượng các muối

cacbonat kiềm sẽ dẫn đến sự kiềm hóa

Chương IV:

Câu 1:Một số phản ứng hóa học thường xảy ra trong nước?

 Oxi trong nước:

Lượng oxi hòa tan trong nước tương đối ít Oxi đóng vai trò quan trọng trong quá trình TĐC

DO (Disolved Oxigen) : Là lượng oxi hòa tan trong nước (mg/l) Nước chưa bị ô nhiễm, ở đktc DO =14,6 mg/l DO phụ thuộc vào các điều kiện: T, P, H, tính chất nước

 QT hô hấp và oxihoa:

Cx Hy Oz + O2 → CO2 + H2O

NH4+ + O2 (VSV) → NO2

-NO2- + O2 (VSV) → NO3

-Mức độ tiêu thụ O2 trong nước được thể hiện qua thông số COD và BOD

 CO 2 trong nước:

Ngược lại với O2, độ hòa tan của CO2 trong nước tăng theo nhiệt độ

CO2 trong nước có cân bằng sau:

PH <5: CO2 + H2O ⇔ H2CO3

5 ≤PH ≤ 8 : H2CO3 ⇔ H+ + HCO3

-PH ≥ 8 : HCO3-⇔ H+ + CO32-

Do đó CO2 còn đóng vai trò là dung dịch đệm điều hòa độ PH của nước

Ở lớp trầm tích, CO2 tham gia pư:

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2 tan

 Kim loại trong nước: Kim loại trong nước tồn tại ở 2 dạng:

Dạng tan: Tồn tại ở dạng ion Men+ , dễ dàng tương tác với các anion

Dạng hydrat hóa: Các ion kim loại tương tác với phân tử H2O tạo thành lớp vỏ che chắn, bảo

vệ không cho kim loại tương tác với các anion khác, giải phóng H3O+

VD: Al3+ + 6H2O → Al3+.6H2O

Al3+.6H2O + H2O → [Al.5H2O (OH)]2+ + H3O+

[Al.5H2O (OH)]2+ + H2O→ [Al.4H2O (OH)2 ]+ + H3O+

[Al.4H2O (OH)2 ]+ + H2O→ [Al.3H2O (OH)3 ] + H3O+

[Al.3H2O (OH)3 ] + H2O→ [Al.2H2O (OH)4 ]- + H3O+

Sản phẩm trung hòa có dạng: [Me(OH)n.mH2O]

 Các muối trong nước: Đa dạng và phong phú.

Thường là muối của các anion : S2- , CO32- , HCO3- , SO42- , HPO42- , H2PO4- Kết hợp với nhiều loại cation khác nhau

 Muối cacbonat:

MeCO3 + H+→ Me2+ + HCO3

-Or MeCO3 + 2H+ → Me2+ + H2CO3 (CO2 + H2O)

MeCO3 + CO2 + H2O → Me2+ + 2HCO3

-Sự tồn tại các dạng muối cacbonat phụ thuộc PH của MT

 Các muối sunfua: PbS, FeS, CuS, HgS, ZnS, CdS:

MeS + H+ → Me2+ + HS

-HS- + H+ → H2S

 Các phức chất trong nước:

 Các ion kim loại trong nước: Mg2+ , Ca2+ , Mn2+ , Fe2+ , Fe3+ , Zn2+ , Co2+ , Ni2+ Đều có khả năng tạo phức với Cl-, các axit humic, các amino axit hoặc các chất hóa học tổng hợp như: EDTA, NTA, Na5P3O10 Có trong nước thải công nghiệp

 Trong nước tự nhiên, phức chất được quan tâm nhiều là các phức chất của axit humic (mùn) Humic được tạo thành qua sự phân hủy xác chết của thực vật (dạng chất lắng trong đầm lầy, trong trầm tích)

 Các hợp chất humic ảnh hưởng lớn đến tính chất của nước như: tính bazơ, khả năng hấp phụ, tạo phức

 Phản ứng oxihoa- khử :

Phản ứng oxihoa- khử đóng vai trò quan trọng trong hóa học của nước và trong quá trình xử

lý nước Có 2 loại phản ứng oxihoa- khử trong nước:

Phản ứng oxihoa- khử không có sự tham gia của các VSV:

VD: 2Fe2+ + ½ O2 +5H2O → 2Fe(OH)3 ↓ + 4H+

Pư oxihoa- khử có sự tham gia của các VSV:

(HCHO)n + N2 + H2O + H+ (VSV)→ nCO2 + nNH4+

NH4+ + O2 (VSV) → NO2-

NO2- + O2 (VSV) → NO3-

(QT cố định đạm)

HS- + H2O (VSV) → SO42- + H+ + e

- Khả năng hấp phụ trong nước:

Nước có khả năng lưu giữ một số chất tan

Khả năng hấp phụ của nước phụ thuộc các yếu tố:

 PH của nước

 Tính tương đồng giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ

 Sự phân cực của các chất bị hấp phụ (không hoặc ít phân cực sẽ dễ hấp phụ)

Dựa vào đặc tính này để xử lý một số chất tan trong nước bằng cách đưa vào trong nước các chất hấp phụ như: Zeolit, Silicagel, than hoạt tính, Al2O3 để hấp phụ các chất tan

 Khả năng trao đổi ion trong nước:

Trong MT nước luôn tồn tại các anion và cation vô cơ và hữu cơ, tuân theo quy luật cân bằng điện tích:

VD: Ca2+ , Fe2+ , Fe3+ , Mn2+ , HCO3- , CO32- , SO4- , Cl- , RSO3- , RO- , H+ , RCOO- , R+ , NH2- ,

Dựa vào khả năng trao đổi ion mà có thể làm mềm nước hoặc tách loại một số ion có hại trong nước

 Khả năng tạo keo trong nước :

Khi có một chất rắn tồn tại trong nước sẽ xảy ra 3 khả năng sau:

 Nếu dhạt <10-7 cm , tạo dd thực đồng nhất