Under vårt förra århundrade har förbränningen av fossila bränslen av olika slag tillfört atmosfären koldioxid i en allt ökande takt. Vi talar om växthuseffekten. Vi vet att vatten tar hand om och löser koldioxid med ett system av jämvikter där också kalciumkarbonat deltar om vattnet innehäller kalk från berggrunden. Kan det vara så att vattnet är lösningen på vårt stora miljöproblem? Kan vattnet befria miljön från den allt ökande mängden koldioxid i atmosfären? Fundera runt den frågeställningen när du studerar några animationer av jämviktsreaktioner i vatten där koldioxiden deltar. |
Vi tittar närmare på vad som händer när koldioxid löser sig i vatten.
I den första animationen beskrivs hur kolsyra bildas när koldioxid reagerar med vatten. Kolsyran protolyseras delvis och vi får vätekarbonatjoner. I kalkhaltigt vatten tas oxoniumjoner upp av kalciumkarbonatet och karbonatjonerna omvandlas till vätekarbonatjoner. I vattnet finns nu fria kalciumjoner och vätekarbonatjoner.Videofilm som visar hur kolsyra bildas (2524 kb).
CO2 + H2OH2CO3 (1)
Jämvikten för reaktionen är starkt förskjuten åt vänster.
H2CO3 + H2OH3O+ + HCO3- (2)
Varav nästa steg i mycket ringa grad:
HCO3- + H2OH3O+ + CO32- (3)Observera att i exemplet är det stor skillnad i flaskornas temperaturer.
Vad har alltså en förändring av temperaturen för betydelse för jämvikten (1) och lösligheten av koldioxid? [svar]CaCO3 + H3O+ Ca2+ + HCO3 -+ H2O (4)
Vid reaktionerna ovan (1), (2) och (3) förbrukas koldioxid.
Kalkhaltigt vatten löser alltså koldioxid tills reaktionernas jämvikter, som är starkt förskjutna åt vänster, ställt in sig.
Avges däremot koldioxid genom att temperaturen höjs eller att avdunstning sker kommer reaktionerna 1, 2 , 3 och 4 att gå åt vänster. Då bildas kolsyra och karbonatjoner av vätekarbonatjonerna, vilket resulterar i att svårlösligt kalciumkarbonat (kalk) bildas.
Videofilm som visar hur kolsyra avges (2223 kb).
På det här sättet uppstår stalagmiter när kalkhaltigt vatten sakta droppar från taket i en kalkstensgrotta. | Stalagmiter i en kalkstensgrotta |
|
Icke förnyelsebara bränslen ger atmosfären ett tillskott av koldioxid som vattnet alltså inte kan lösa.
Vi har därmed kvar vårt stora miljöproblem. Hur man försöker lösa det kan du läsa mera om genom att gå in på länkarna nedan.