Завдання 1
Біогаз — це відновлюване джерело енергії, яке утворюється внаслідок анаеробного (безкисневого) розкладу органічних матеріалів: сільськогосподарських відходів, гною, харчових залишків або відходів тваринництва.
Основними складовими біогазу є метан (CH4) і вуглекислий газ (CO2).
Анаеробне бродіння — це процес розкладу органічних речовин мікроорганізмами без доступу кисню.
Завдання 2
Що таке декарбонізація економіки?
Декарбонізація економіки — це процес зменшення викидів парникових газів шляхом переходу на відновлювані джерела енергії, зокрема сонячну, вітрову, гідроенергетику, біогаз.
Біогаз вважають карбононейтральним джерелом енергії, бо сполуки, які утворюються під час його спалювання, містять Карбон, що раніше був поглинутий (у сполуках) рослинами під час їхнього росту.
Як використання біогазу може зменшити викиди метану в атмосферу?
Використання біогазу замість спалювання викопного палива (нафти, газу) може зменшити викиди в атмосферу парникових газів, серед яких є метан. А використання біогазових установок може зменшити викиди метану, який виділяється під час розкладання органічних матеріалів на сміттєзвалищах.
Завдання 3
Обґрунтуйте економічні переваги використання біогазу порівняно з викопними джерелами енергії.
1. Зменшуються витрати на добування викопного палива для спалювання в якості палива чи пального, а також на його імпорт.
2. Зменшуються витрати на утилізацію відходів, зокрема зі сміттєзвалищ, оскільки з них виробляють біогаз.
3. Зменшуються витрати на хімічні добрива для сільського господарства при використанні біодобрив — побічних продуктів виробництва біогазу.
4. Стабільність цін на енергію зумовлює виробництво біогазу з локальних ресурсів, адже знижує коливання цін на енергію, викликані ринками викопного палива.
5. Галузь виробництва біогазу створює значну кількість робочих місць.
Завдання 4
Яке значення має використання біогазу для досягнення цілей сталого розвитку?
Для досягнення такої цілі сталого розвитку, як боротьба зі зміною клімату:
— виробництво та використання біогазу допомагає зменшити об’єми викидів парникових газів, серед яких є метан;
— переробка органічних відходів на біогаз знижує потребу в звалищах, які забруднюють ґрунти та водні ресурси, а також запобігає деградації земель.
Для досягненні такої цілі сталого розвитку, як доступна та чиста енергія:
— біогаз є відновлюваним джерелом енергії, яке може забезпечити доступ до стабільної та екологічно чистої енергії, адже є карбононейтральним джерелом енергії.
— біогаз може замінити викопні види палива, зменшуючи залежність від них.
Для досягненні такої цілі сталого розвитку, як гідна праця та економічне зростання:
— біогазова індустрія створює нові робочі місця, особливо в сільських районах, сприяючи економічному розвитку та сталому енергетичному сектору.
Для досягненнія такої цілі сталого розвитку, як відповідальне споживання:
— використання біогазу зменшує потребу видобування викопного палива для використання в якості палива та пального, як невідновлюваного ресурсу, запаси якого обмежені, з метою не виснажувати природні ресурси майбутніх поколінь.
Сталий розвиток – це практика розвитку, який задовольняє потреби сьогодення без вичерпання природних ресурсів і шкоди для здоров’я й добробуту майбутніх поколінь.
Завдання 5
Чи можна застосувати технології виробництва біогазу для сучасного транспорту?
Так, можна. Технології виробництва біогазу включають очищення біогазу та його збагачення з метою отримання біометану, аналога природного газу за хімічними властивостями, що використовується в якості пального для сучасного транспорту.
Завдання 6
Які конкретні заходи щодо впровадження біогазових установок можуть бути корисними для вашого регіону?
Утилізація відходів зі сміттєзвалищ; отримання альтернативних джерел енергії (теплової та електричної) з місцевої сировини; отримання високоякісних органічних добрив, замість хімічних; створення додаткових робочих місць, особливо в сільських районах; зменшення викидів парникових газів, що забруднюють повітря і шкодять здоров'ю людей.
Завдання 7
Чи можна повністю замінити викопні джерела енергії біогазом? Відповідь обґрунтуйте.
Повністю не можна. Викопним джерелом енергії, поряд з вугіллям і природним газом, є нафта. Ії використання в якості пального можна замінити альтернативним пальним — біометаном, який отримують очищенням і збагаченням біогазу. Водночас нафта є важливою сировиною хімічної промисловості для створення пластмас, синтетичних тканин, гуми, добрив тощо, тому використання її в якості сировини хімічної промисловості не можна замінити біогазом. Отже, біогаз може зменшити залежність від викопних джерел енергії, але не замінити їх повністю.
Завдання 8
Відомо, що для виробництва газу об’ємом 1 м3, основним складником якого є метан, необхідно 25–30 кг органічних решток. У природних умовах анаеробний розклад цих органічних матеріалів за сприятливої температури та вологості триватиме приблизно 1 рік. За газовим лічильником визначте, який об’єм газу витрачає ваша родина за тиждень. Обчисліть, скільки органічних решток потрібно витратити для виробництва такої кількості газу? Скільки часу для цього потрібно в природних умовах?
Нехай за тиждень сім'я витрачає 7 м3 газу.
Обчислимо кількість органічних решток для виробництва 7 м3 газу.
1 м3 — 30 кг
7 м3 — ? кг
30 • 7 = 210 (кг)
Для отримання 210 кг органічних решток в природних умовах, потрібно приблизно 1 рік.
Завдання 9
Розгляньте моделі молекул газуватих речовин, які ви вивчали в темі «Досліджуємо гази довкілля». Запишіть формули й назвіть ці речовини. Оберіть серед запропонованих моделі молекул складових біогазу. Використовуючи хімічний конструктор, пластилін або інші підручні матеріали, змоделюйте ці молекули.
| Формули | Назви газоподібних речовин | Складові біогазу | |
| а) | Н2 | водень | |
| б) | CO2 | карбон (IV) оксид | вуглекислий газ |
| в) | O2 | кисень | |
| г) | СH4 | метан | метан |
| ґ) | СО | чадний газ | |
| д) | O3 | озон |
Перевірте себе
2. Знайдіть і виправте помилки, якщо вони є в даних твердженнях:
1) Біогаз — це відновлюване джерело енергії.
2) Основними компонентами біогазу є карбон (IV) оксид і карбон (ІІ) оксид метан.
3) Біогаз утворюється внаслідок анаеробного (безкисневого) розкладу органічних матеріалів.
4) Біогаз не є парниковим газом.
______________________________________
САМОКОНТРОЛЬ ЗНАНЬ з теми "Досліджуємо гази довкілля"
Вправа 1
Оберіть два гази, об’ємні частки яких у повітрі є найбільшими
| а) вуглекислий газ (0,037%) | б) кисень (21%) | в) аргон (0,93%) | г) азот (78%) |
Основним компонентом природного газу є
| а) водень | б) кисень | в) метан | г) вуглекислий газ |
Проаналізуйте твердження. Чи є поміж них правильні?
І. Метан — парниковий газ.
ІІ. Кисень підтримує горіння.
Відповідь: в) обидва правильні
Вправа 4
Укажіть речовини, розкладом яких одержують кисень у лабораторії:
|
а) натрій нітрат в) гідроґен пероксид |
б) кальцій оксид г) вода |
Вправа 5
Укажіть правильні твердження про біогаз:
а) є невідновлюваним джерелом енергії
б) утворюється внаслідок анаеробного розкладу органічних матеріалів
в) його використання зумовлює збільшення викидів парникових газів
г) основні компоненти: метан і вуглекислий газ
Вправа 6
Запишіть рівняння реакції окиснення алюмінію. Сума коефіцієнтів у лівій частині рівняння:
а) кратна 2
б) дорівнює сумі індексів у формулі гідроґен пероксиду
в) дорівнює сумі коефіцієнтів у рівнянні реакції розкладу калій хлорату
г) менша за суму індексів у формулах двох простих речовин Оксиґену
4Al + 3O2 = 2Al2O3 Сума коефіцієнтів: 4 + 3 = 7
а) 7 не кратне 2;
б) H2O2 Сума коефіцієнтів: 2 + 2 = 4
в) 2KClO3 = 2KCl + 3O2↑ Сума коефіцієнтів: 2 + 2 + 3 = 7
г) O2 i O3 Сума коефіцієнтів: 2 + 3 = 5
Вправа 7
Сума індексів однакова у формулах гідратів:
а) калій оксиду та маґній оксиду; K2O i MgO Сума індексів: 2 + 1 + 1 + 1 = 5
б) сульфур (VI) оксиду й сульфур (IV) оксиду; SO3 i SO2 Сума індексів: 1 + 3 + 1 + 2 = 7
в) нітроген (V) оксиду та кальцій оксиду; N2O5 i CaO Сума індексів: 2 + 5 + 1 + 1 = 9
г) фосфор (V) оксиду та барій оксиду; P2O5 i BaO Сума індексів: 2 + 5 + 1 + 1 = 9
Вправа 8
З кислотами будуть взаємодіяти метали:
| 1) залізо | 2) мідь | 3) алюміній | 4) срібло | 5) натрій | 6) цинк |
Відповідь: г) 1, 3, 5, 6
Вправа 9
Укажіть колір індикатора метилоранжу у водному розчині гідрату сульфур (VI) оксиду:
|
а) оранжевий в) жовтий |
б) рожевий г) синій |
Гідрат сульфур (VI) оксиду – це кислота H2SO4, тому колір метилоранжевого буде рожевий (червоний).
Вправа 10
Оберіть спільні властивості для вуглекислого та чадного газів:
|
а) легші за повітря
в) токсичні
|
б) безбарвні гази
г) без запаху
|
Вправа 11
Увідповідніть гази з прикладами їх утворення:
| Гази | Утворення |
|
а) Н2
б) СО2
в) СН4
г) СО
|
1) перегнивання органічних решток
2) фотосинтез
3) неповне згоряння палива
4) електроліз води
5) дихання
|
Вправа 12
Проаналізуйте перелік речовин, хімічні формули яких: BaO, SO3, O2, K2O, О3, N2O5.
|
І (прості речовини)
|
ІІ (кислотні оксиди)
|
ІІІ (основні оксиди)
|
|
а) O2
б) O2, O3
в) K2O, BaO
г) O2, O3
|
BaO, N2O5
BaO, K2O
O2, N2O5
SO3, N2O5
|
K2O, SO3, O3
SO3, N2O5
SO3, О3
BaO, K2O
|