ქიმიკოსების ბლოგი

июня 29, 2017

Projektthema:Elektroautos - eine Alternative für meine Stadt!
Problemstellung:Im Rahmen des Projekts „Umwelt macht die Schule“ haben wir mit Physiklehrerin Frau Tamar Khuchua über „Thermische Motoren“ gesprochen und uns im Lehrbuch darauf konzentriert, dass Verkehr in Georgien jährlich etwa 40 Prozent der Kohlendioxid und andere giftige Gas-Emissionen (CO2) verursacht und trägt somit erheblich zum Treibhauseffekt bei. Trotz der Benzinpreisen werden an der Grenze über die Türkei täglich 100 PKWs nach Georgien importiert und verkauft. Diese Autos sind mittlerweile gebraucht und veraltet und dementsprechend energieintensivverbraucher, meisten von ihnen ohne Abgasefilter und ohne„Certificate of Conformity“ (EWG-Übereinstimmungsbescheinigung), dass das Auto bestimmten international geltenden Normen entspricht.Auch sollten die COC-Papiere eine Angabe über die in Europa übliche Schadstoffklassifizierung enthalten.
Nach den Angaben der neuesten mikrobiologischen Studien gehört unsere Schule wegen der Luftverschmutzung und der möglichen Infektionenzu einerGefahrzone. Die Bevölkerung der Schulumgebung wurde mangelhaft darüber informiert. Die verschmutze Luft und Trinkwasser schadet uns allen; insbesondere aber den Kindern.
Wenn man auf den Fernseheturm steigt und am Nachmittag über die Altstadtschaut, entdeckt man über unser Schulgebäude schwemmende Abgasenwolken.

Projektziel
Unser Projektziel besteht darin, dass wir Information über unsere Schulumgebung erforschen und mikrobiologische und chemische Analysender Luft-und Wasserqualität durchführen, gefährliche Substanzen in der Luft- und Wasser identifizieren, Analysenangaben sammeln, bearbeiten und alternative Energie- und Wasserressourcen in Georgien recherchieren. Wir können unsere Umwelt schützen!
Zusammenfassung:
Dieses Projekt hat vielfältiges Interesse bei Schülern geweckt und was wichtig sei, es verlief mit Hilfe vier Schulfächer: Physik, Chemie, Mathematische Statistik, Grafiken und Deutsch. Zusammenhang zwischen oben genannten Fächern ist scheinbar und dient für Wissensvermittlung der naturwissenschaftlichen Fächern. Mit diesem Projekt haben wir vielfältige Möglichkeiten der Rettung unserer Umwelt und praktische Ergebnisse erforscht. Es wurde Lehrer-Schüler-Beziehungen verfeint und Zusammenarbeit fortgesetzt. Arbeitswelt war friedlich und gewinnbringend. Da erschien die Hoffnung, dass wir - Jugendliche von der Erde geerbte Naturressourcen bewahren und globale Projekte verwirklichen können. Unser Heimatland Georgien wird in einer der ökologisch sauberen Land der Welt verwandelt.


Durchgeführte Aktivitäten:
1.                 Bildung des Teams aus Physik- und Deutschlehrer und Arbeitsgruppe aus 3 Schülern; Forschung der Schulumgebung; Bewertung der Luft- und Wasserqualität;
2.                 Besuch des Ministeriums für Umwelt und Naturressourcen Georgiens;
3.                 Aufnahme der Abgase-Probe, Luft-Probe in der Schulumgebung, Trinkwasser-Probe (vom Wasserhahn der Schule)
4.                 Chemische Untersuchung, Durchführung der Wasseranalyse von Proben im Chemischen Versuchslabor „Expertize +“
5.                 Besuch des Büros vom Straßenbauamt (Roads Department) Georgiens;
6.                 Bewertung und Analyse der bekommenen Ergebnisse;
7.                 Suche nach dem alternativen Energiequelle gegen Luftverschmutzung und Wasserqualität in der Schulumgebung;
8.                 Besuch der Staatlichen Technischen Universität, Departament der Energetik, Termin mit dem Erfinder des Autobatterien Prof.Dr. Azmaiparashvili;
9.                 Hoffnung der Pandora Büchse – Elektroautos;
10.            Zusammenfassung


Besuch des Ministeriums für Umwelt und Naturressourcen Georgiens;
Guram Ramishvili N20 öffentliche Schule Tbilisi befindet sich in dem Verkehrsbelasteten Bezirk des Stadtzentrums. Im Rahmen des Projekts „Umwelt macht die Schule“beschlossen wir Luft- und Wasserqualitätsangaben recherchieren und erforschen. Um statistische Angaben zu sammeln sind wir zusammen mit Physiklehrerin Frau Tamar Khuchua ins Ministerium für Umwelt und Naturressourcen Georgiens gegangen und Information gekriegt. Es war keine vollständig erforschte Statistik der Luft- und Wasserverschmutzung in der Schulumgebung. Trotzdem haben wir unsere Statistik hergestellt:



Angaben der Luftverschmutzung in Tbilisi
Ingredienten
Schul-umgebung
Analysenmenge
DurchschnittlicheKonzentration
(md/m2)
MaximelleKonzentration
GrenzenKonzentration von Schadstoffen
Staub
Jambulistr.5
698
0,7
3,6
439
Schwefeldioxid SO2
Jambulistr.5
695
0,12
0,2
0
Kohlendioxid, CO2
Jambulistr.5
378
4,8
12,9
126
Stickoxide, NO2, NO
Jambulistr.5
698
0,10
0,30
4
Ozon, O3
Jambulistr.5
698
0,020
0,151
0
Blei, Pb
Jambulistr.5
7
0,00012
0,00014
0


Änderung der durchschnittlichen Konzentration der Luftverschmutzung 2009-2013 Jahren
Ingredienten
2009 Jahr
2010 Jahr
2011 Jahr
2012 Jahr
2013 Jahr
Staub
Jambulistr.5
698
0,7
3,6
439
Schwefeldioxid SO2
Jambulistr.5
695
0,12
0,2
0
Kohlendioxid, CO2
Jambulistr.5
378
4,8
12,9
126
Stickoxide, NO2, NO
Jambulistr.5
698
0,10
0,30
4
Ozon, O3
Jambulistr.5
698
0,020
0,151
0
Blei, Pb
Jambulistr.5
7
0,00012
0,00014
0




Aufnahme der Abgase-Probe, Luft-Probe in der Schulumgebung, Trinkwasser-Probe (vom Wasserhahn der Schule)
Im Chemischen Versuchslabor „Expertiza +“ werden von uns gebrachte Probe-Analysen durchgeführt. Wir haben Toxische Elemente in der Luft und im Wasser festgestellt.
Chemische Methoden, die wir anwenden, waren Atomabsorptionsspektrometrie, Gas-Chromatographie und Mikrobiologische Untersuchungen.
Der Tag verlief so spannend, dass wir ganz vergessen haben unsere Hausaugaben.







Nach langen Überlegungen sind wir zum Entschluss gekommen, dass als Energiequelle und Brennstoff - Elektrolyse des Wassers verwenden können und infolgedessen bekommenen Wasserstoff  als Antrieb und für Funktionieren der  Fahrzeuge benutzen.
Die gröse Kernkraftwerke, die Elektrische Energie erzeugen arbeiten mit teueren und importierte Brennstoffen: Naturale Gase, Kohle, Heizöl. Man kann diese kostbare Brennstoffe mit Wasserstoff umsetzen aber? Wasserstoff ist billig und ökologisch sauber. Anwendung dieser Methode begleitet eine Risikofaktor mit der Bewahrung des Wasserstoffs - der zur Befreiung aus der selbstverschuldeten Abhängigkeit vom Öl leidet. Der Wasserstof ist als "Brennende Luft" und "Stoff des Lebens"bezeichnet. Bewahrung des Wasserstoffes in Reservuaren bei einer bestimmten Druck ist gefährlich.
Wenn wir System der technischen Ausstattung der Wasserstoffbewahrung einrichten, in dem man Wasserelektrolise und gleichzeitige Bekommene Wasserstoffverbrennung durchführen, kann man bekommene Wärme in Kernreaktoren verwendet werden. Dieses Verfahren direkte Verbrennung wurde schon in der Praxis benutzt, wie Metalle Schmelzmittel.

Brennstoff
mgj/kg
Verbrennungswärme
k.cal/kg
Wasserstoff
120
Neutrale Gase
41-49
Dunkle Kohle Carbo Activatus
9,3
39,8
Heizöl
28 600
9 800-11 700
2 290
9 500

Inovation an der Technischen Universität
Über die Erfindung und Anwendung des Ladesystems für Elektrofahrzeuge lernten die Schüler persönlich von dem Autor kennen. Prof.Dr. Zaal Azmaiparashvili und die Schüler unserer Schule: D.Ninoshvili und M.Zakaidze
An der Staatlichen Technischen Universität Tbilisi wurde an der Fakultät für Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft das Departament von Mikro-Prozessor- und Messsystemen für Industrieautomatisierung eröffnet. Das Prinzip, worauf das dargestellten System basiert wurde, kann für kabelloses Laden der verschiedenen Elektrogeräte, Akkumulatoren verwendet werden.
Da wir über das Schulprojekt „Ökoautomobile, Elektroautos in meiner Stadt“ arbeiteten, waren wir besonders interessiert an dem Prinzip der kabellosen Autoladen.




ჩვენ ვართ „ქიმიკოსების“ ჯგუფი და ვიკვლევთ სასმელი წყლის გასუფთავება, როგორც მექანიკური, ასევე მასში გახსნილი მინარევებისაგან.022222222
სიცოცხლე ღვთით ბოძებული სასწაულიაო და ვინ გვიბოძა ეს სასწაული, რასაკვირველია წყალმა. შემთხვევითი არ არის ცხრა თვის განმავლობაში დედის ორგანიზმში წყალში რომ ვიმყოფებით და არც ის არის შემთხვევითი სისხლის მარილოვანი შედგენილობა ზღვის წყლის მარილოვანი შედგენილობის მსგავსი რომაა.
ჩვენგან წარმოთქმული ყოველი სიტყვა წყლის წვეთივით არის და დიდი ძალა აქვს. წყალი ძლიერია, მაგრამ ამავე დროს ქალწულივით სუფთა. უნარი აქვს მიიღოს და გადაიტანოს ინფორმაცია, წყლის მოლეკულური სტრუქტურა წყლის ანბანია, აქვს ენერგეტიკა და მასზე ისევე მოქმედებს გამაღიზიანებლები, როგორც ადამიანზე. პატივისცემით მოვექცეთ წყალს. მოგეხსენებათ, გაყინვის დროს ყველაფერი იკუმშება, წყალი კი ფართოვდება - ეს წყლის უნიკალურობაზე მიგვითითებს, უნიკალურია მისი მაღალი ზედაპირული დაჭიმულობა.
წყალი ადამიანივითაა, იმახსოვრებს, აღიქვამს, აქვს კომპიუტერული მეხსიერება. ბოლოს და ბოლოს წყალს ჩვენი ორგანიზმის 70_80% უჭირავს. როგორ გგონიათ , რატომ მიდიოდა ნიკოლოზ ბარათაშვილი წყლის პირას 6 ფიქრთ გასართველად, რატომ მეგობრობდა წყალს და ანდობდა თავის ფიქრებს? პოეტმა ნამდვილად არ იცოდა წყლის ხასიათი, მაგრამ ჰქონდა პოეტური ინტუიცია, რომელიც ჩვენი დესპანია კოსმიური გონის წვდომის საკითხში.
ევროპული ფილოსოფიის და, საზოგადოდ, მეცნიერების ფუძემდებლად აღიარებული ბერძენი თალესი ოთხ ძირითად სტიქიათაგან (ცეცხლი, ჰაერი, მიწა, წყალი) პირველსაწყისად წყალს მიიჩნევდა. ეს შორეულ წარსულში, ჩვენს წელთაღრიცხვამდე რამდენიმე საუკუნით ადრე იყო. მე-20 საუკუნის ცნობილმა ფრანგმა ფილოსოფოსმა გასტონ ბაშალიარმა წიგნები მიუძღვნა პირველსაწყის სტიქიებს. ერთ-ერთსწყალი და ზმანებანიჰქვია, სადაც იმის დამტკიცებას ცდილობს, რომ ეს სტიქიები და განსაკუთრებით წყალი მხატვრული შემოქმედების პირველსაწყისია. წყალზე შეიძლება გაუთავებლად ისაუბრო. გადავწყვიტეთ შემოგთავაზოთ დიდი ჩილელი მწერლის, ნობელის პრემიის ლაურეატის (1945.) გაბრიელა მისტრალის (1888-1957წწ.) ესექება წყლისა”.
ჩქარია წყალი და სათავისოდ არაფერი უნდა. წყალი მუხლმოდრეკილი მიედინება, ალბათ ანგელო- 7 ზებიც ასევე მოწიწებით მიისწრაფვიან, ოღონდ მაღლა, უფლისკენ. წყალი ბუნების წიაღში მიექანება და ზედ ეტყობა ყველაფერი, რასაც ჩაუვლის, თითქოს ემოწმება ყოველივეს. ბუნების ხედებით დახუნძლულს სულაც არ უმძიმს ტვირთი და ისე მიიჩქარის, არაფერს იმჩნევს. წყალი ერთიანია. მას არ სჭირდება და არცა აქვს სახსრები (ჰაერიც ხომ ასეა). არც მაჯა აქვს, არც მყესები სხვა არსებებივით, გადმოედინება და არც იმტვრევა, არც სტკივა, ასე ალბათ ზეცაში ანგელოზები დაქრიან მხოლოდ. ჩქარია წყალი და სათავისოდ არაფერი უნდა. შადრევნების წყალი მაღლა აწვდილი გრძელი მკლავებით - ზემოთ ატყორცნილი ჩქერებით - ბაღებს ამშვენებს, ხვეწს და ათასობით დილიდან დაღამებამდე ისე ეხვევა და ეფერება, რომ ქალი ვერ შეძლებს ვაჟს ასე მიუალერსოს. წყაროს წყალი თავის თავშია ჩაღრმავებული და თავის თავსაა მიყურადებული. ნაკურთხი წყალი ალესილ მახვილის პირზე უფრო ძლიერია. ერთმა წყარომ თვალი მომწყვიტა, სწორედ მან გამაგონა 8 სიტყვა, რომლითაც სიკვდილი შემოიჭრა ჩემში და აღარ მიმატოვა. ჩქარია წყალი და სათავისოდ არაფერი უნდა. არხის წყალი - კაცთა ნახელავ სადინარებში ნავალი წყალი - ქალაქის უბნებს ისე შემოირბენს, არაფერი გააოცებს. ეს ისეა, კლეოპატრას სიცოცხლე რომ არ გაეწირა სიყვარულისთვის და სიბერემდე მიეღწია. ჩქარია წყალი და სათავისოდ არაფერი უნდა. ზღვის წყლის ბორგვა არ არის ნაუცბათევი და ნაჩქარევი. ზღვა დინჯად მრისხანებს ფსალმუნთა ღმერთის რისხვის დარად. ზეციური მეუფის სიყვარულით ზღვას ცასავით ლურჯი მკერდი აქვს. ზღვის წყალს სურს ერთიანად მოიცვას მიწის ზურგი, რათა დედამიწამ ზეცაში თევზივით ისხმარტალოს. ზღვის წყალი მიქცევისას ზურგს კი შეგაქცევს, მაგრამ თვალი მაინც აქეთ უჭირავს. თვალის უპესავით მომრგვალებულ უბეში ტალღებს ადგაფუნებს და ლოფორთქინებს ნაპირისკენ ისე ისვრის, თითქოს მალიმალ აფახურებდეს წამწამებს. ზღვის წყლისგან გვაქვს სისხლში მარილი და ჩვენივე სისხლით დატკბება ზღვა. ეს ნამდვილად მოხდება, მაგრამ არა უადრეს ჟამთა აღსასრულისა.
წყალი ბუნებაში და მისი გაწმენდის ხერხები
წყალი ერთადერთი ნივთიერებაა, რომელიც ბუნებაში სამივე აგრეგატულ მდგომარეობაში გვხვდება. მზის ენერგიისა და დედამიწის მიზიდულობის გავლენით წყლის უზარმაზარი რაოდენობა მუდმივ მოძრაობაშია. ჰიდროსფეროს, ნიადაგისა და მცენარეე- ბის ზედაპირებიდან წყალი ორთქლის სახით ატმოსფე- როში გადადის. წყლის ორთქლი ჰაერზე მსუბუქია, ადის ატმოსფეროს მაღალ ფენებში, სადაც, დაბალი ტემპერატურის გამო, კონდენსირდება კონდენსაციის ცენტრების გარშემო, რომელშიც მნიშვნელოვან როლს ხმელეთისა და ზღვის ზედაპირებიდან ქარის მიერ ატაცებული მტვრის და მარილის უმცირესი ნაწილაკები ასრულებს. ასე წარმოიქმნება ღრუბელიც, რომელშიც შემავალი წყალი ისევ უბრუნდება დედამიწას ატმოსფერული ნალექების სახით. წყლის წრებრუნვა ჩაკეტილი ციკლია, მასში დედამიწაზე არსებული წყლის მარაგის 0,005% მონაწილეობს. წყლის წრებრუნვა, მიუხედავად გამოწვეული კატაკლიზმები- სა, დადებითად შეიძლება შეფასდეს. მისი საშუალებით 17 ხდება ნიადაგის მორწყვა, მასში სასარგებლო ნივთიერებების შეტანა, წყლის მარაგის შევსება. წყალი სხვადასხვა ადგილას სხვადასხვანაირია. კარგი გამხსნელი უნარის გამო, წყალი ბუნებაში ქიმიურად სუფთა სახით არ გვხვდება. დღეისათვის ბუნებრივ წყალში აღმოჩენილია თითქმის ყველა ელემენტი. ბუნებრივი წყლების კლასიფიკაციას ახდენენ მასში გახსნილი მარილების შედგენილობისა და რაოდენობის მიხედვით. თუ წყალში მარილების რაოდენობა 1 / -ზე ნაკლებია _ იგი მტკნარია, 1_50 / _ მინერალიზებული, თუ მარილების რაო დენობა 50 / აღემატება _ მარილხსნარად ითვლება (ზღვების, ოკეანეების და ზოგიერთი ტბის წყალი). ბუნებრივი წყლის ქიმიური შედგენილობა განსაზღვრავს მის თვისებებს, აქედან გამომდინარე, შესაძლო გამოყენების სფეროს.
წყლის მოლეკულის აღნაგობა

წყლის მოლეკულა შედგება ერთი ჟანგბადის და ორი წყალბადის ატომისაგან, ჟანგბადის ატომის სავალენტო ორბიტალები განიცდის sp3 ჰიბრიდიზაციას. ორი sp3 ორბიტალი გადაიფარება წყალბადის ატომის s ორბიტალებით და წარმოქმნის σ ბმას, ხოლო ორი sp3 ორბიტალი დაკავებულია განუყოფელი ელექტრონული წყვილით, რომელთა განზიდვით ხდება სავალენტო კუთხის ტეტრაედრულიდან გადახრა და 104O27/-ია.

ნახ. 1. წყლის მოლეკულის აღნაგობა
მოლეკულური ორბიტალების თვალსაზრისით, წყლის მოლეკულაში ხდება 8 სავალენტო ელექტრონის  (ჟანგბადის-6 და წყალბადის-2) განაწილება ორ მაკავშირებელ, ორ არამაკავშირებელ და ორ გამთიშველ ორბიტალებზე: (σმაკs)2(σმაკx)2(σz) 2(πy )2(σგამx) 2(σგამz). წყალში წყალბადისა და ჟანგბადის ატომების ურთიერთგანლაგება შეიძლება გამოვსახოთ შემდეგი სქემით:



ნახ. 2. წყალში წყალბადისა და ჟანგბადის ატომების ურთიერთგანლაგება
მოლეკულური ორბიტალების თეორიის თვალსაზრი- სით, წყლის მოლეკულის აღნაგობა შემდეგნაირად შეიძლება ავხსნათ: წყლის მოლეკულური ორბიტალები წარმოიქმნება ჟანგბადის ატომის 2s და 2p და წყალბა- დის ორი ატომის 1s ორბიტალებით. ამ ორბიტალების გადაფარვის ხასიათი მოცემულია მე-3 ნახაზზე


ნახ.3. წყლის მოლეკულაში ჟანგბადის ატომის 2s, 2pz და 2px ორბიტალების გადაფარვა წყალბადის ორი ატომის 1s ორბიტალით
ჟანგბადის ატომის 2px ორბიტალის და წყალბადის ორი ატომის 1s ორბიტალის გადაფარვით წარმოიქმნება σმაკx და σგამთx ორბიტალები. როგორც ნახაზიდან ჩანს, ჟანგბადის 2s და 2p ორბიტალების გადაფარვის ხარისხი ერთნაირია. შედეგად წარმოიქმნება სამი მოლეკულური ორბიტალი: მაკავშირებელი σმაკs, თითქმი არამაკავში- რებელი σz და გამთიშველი; ორბიტალი, რომელიც წყალბადის და ჟანგბადის ატომების განლაგების სიბრტ- ყის პერპენდიკულარულადაა განთავსებული, წყალბა- დის ატომის 1s ორბიტალით არ გადაიფარება და მოლე- კულაში შეასრულებს არამაკავშირებელი π ორბიტალის როლს.
ამრიგად, ჟანგბადის ატომის ორი 2s და ოთხი 2p ორბიტალების და ორი წყალბადის ატომის 1s ორბიტა- ლების კომბინაცია წარმოქმნის ორ მაკავშირებელ σმაკs და σმაკx, ორ არამაკავშირებელ σz და πy და ორ σგამთx და σგამz გამთიშველ ორბიტალებს.
თხევად მდგომარეობაში წყალი ქმნის კლასტერების რთულ და დინამიკურად ცვლად ქსელს. კლასტერების ქცევა წყლის სტრუქტურაზე ახდენს გავლენას.
მიუხედავად მარტივი ქიმიური ფორმულისა, წყალი არაჩვეულებრივად მრავალმხრივი თვისებების მქონე ნივთიერებაა, ბევრ ამოუცნობს შეიცავს, რომელთა ახსნა დღემდე მეცნიერებსაც კი უჭირთ.
ნახ.4. წყლის მოლეკულის ენერგეტიკული დიაგრამა


წყლის ქიმიური თვისებები
წყლის ძირითადი თვისებები გაპირობებულია მისი ელექტრონული სტრუქტურით, მოლეკულის ფორმით, წყალბადისა და ჟანგბადის ელექტროუარ-ყოფითობებს შორის ზომიერი განსხვავებით და, აქედან გამომდინარე, მტკიცე მოლეკულათშორისი წყალბა-დური ბმით. ბევრ ქიმიურ პროცესში წყალი მონაწილეობს, როგორც მორეაგირე ნივთიერება, რეაქციის პროდუქტი და გამხსნელი. ბევრი ნივთიერება წყალში განიცდის დისოციაციას ანუ იონებად იშლება, რასაც მათი თვისებების შეცვლა მოსდევს, როგორც თვით ხსნარის თვისებებისა. დისოციაცია მკვეთრად ზრდის ნივთიერებების უნარს შევიდეს ქიმიურ და ბიოქიმიურ რეაქციებში. ამ რეაქციების უმეტესობა (სიცოცხლის ჩათვლით) წყლის არეში მიმდინარეობს. წყლის მაღალი რეაქციის უნარი დაკავშირებუ-ლია მის ამფოტერულობასთან, რაც თვით იონიზაციის უნარითაა გამოწვეული
H2O  H++OH-
H++ H2OH3O+ (ჰიდროქსონიუმის იონი)
 _____________________________________________

 2H2OH3O++OH- =10-3

წყლის ფუძიანობა მჟღავნდება მჟავებთან რეაქციაში (წყალი პროტონების აქცეპტორია)

HCl + H2O H3O++ Cl- CH3COOH+ H2OH3O++CH3COO-

წყლის მჟავიანობა კი ფუძე ბუნების ნივთიერებებთან რეაქციის დროს (წყალი პროტონების დონორია)

H3 + H2O NH4 +OH- R-NH2 + H2O R-NH3+OH-

წყალი მოქმედებს ლითონებთან

2Na + H2O 2NaOH+H2Ca + 2H2OCa(OH)2 +H2

წყალი მოქმედებს უმეტეს ფუძე და მჟავა ოქსიდებთან

Na2O+ H2O2NaOH

BaO + H2OBa(OH)2

SO2+ H2OH2SO3
 →←→←→←α→←
P2O5+ 3H2O 2H3PO4 →
(CH3CO)2 O+ H2O2 CH3COOH
წყალი მოქმედებს ორგანულ ნივთიერებებთან
C2H4+ H2OკატC2H5OH

























You Might Also Like

0 коммент.