Základní škola Kaplice, Školní 226
DUM VY_52_INOVACE_12CH27
autor:
Kristýna Anna Rolníková
období vytvoření:
říjen 2011 – duben 2012
ročník, pro který je vytvořen:
9.
vzdělávací oblast:
člověk a příroda
vzdělávací obor:
chemie
tematický okruh:
organická chemie
téma:
uhlovodíky a automobilismus
anotace: Pracovní list s řešením obsahuje úkoly ohledně složení a vlastností pohonných hmot. Materiál je možno použít při procvičování a opakování látky a také jako test.
druh učebního materiálu:
pracovní list
Literatura a internetové odkazy 1. Základy chemie 1, 2 P. Beneš, V. Pumpr, J. Banýr, Nakladatelství FORTUNA Praha, 1993 2. Chemie II, I. Karger, D Pečová, P. Peč, Nakladatelství PRODOS 3. Odmaturuj z chemie, M. Benešová, H. Satrapová, Nakladatelství DIDAKTIK 4. Chemie 8, 9, Jiří Škoda, Pavel Doulík, Nakladatelství FRAUS 2006 5. Encyklopedie Wikipedia – www.wikipedia.cz
Uhlovodíky a automobilismus
1. Doplň chybějící slova: Benzin je směs ………………uhlovodíků s pěti až jedenácti atomy uhlíku v řetězci (C 5– C11). Jeho složení je proměnlivé podle druhu a zpracování ………………….., ze které pochází. 60–65% tvoří alkany, 20 – 25% …………………………. a 10 – 15% areny. 2. Proč ohrožuje svůj život člověk, který je v uzavřené garáži při spuštěném motoru automobilu?
3. Podtrhni charakteristické vlastnosti benzinu: nemísitelný s vodou, nehořlavý, kapalný, plynný, charakteristický zápach, mísitelný s vodou, bez zápachu, pevný, hořlavina 4. Označ, který benzin je kvalitnější. Svou volbu zdůvodni. a) Natural 98 b) Natural 95
5. Benzin obsahuje převážně alkany s 6 – 8 atomy uhlíku v molekule. Zapiš chemickými rovnicemi jejich dokonalé spálení.
6. V některých zemích, ale v malé míře i u nás, se využívá propan-butan v tlakových lahvích jako palivo pro motory automobilů, autobusů aj. a) Čím zdůvodníš, že využívání tohoto paliva je z hlediska ochrany životního prostředí mnohem výhodnější než užívání benzinu a motorové nafty?
b) Svoji odpověď dolož chemickými rovnicemi dějů, které ve spalovacích motorech probíhají při dokonalém spalování propanu a butanu.
7. Řeš úlohy spojené s použitím benzinu a nafty jako paliva pro motory automobilů: a) Proč se musí při čerpání benzinu u čerpací stanice vypnout motor automobilu?
b) Jak zdůvodníš, že v zimě nafta může na rozdíl od benzínu zmrznout?
8. Vysvětli funkci katalyzátoru.
9. Doplň chybějící slova. Motorová nafta (také jen nafta nebo diesel) je směs ………………………….. uhlovodíků s větším počtem atomů uhlíků v řetězci (C 12– C22). Získává se ………………………… a rafinací z ropy. Kvalita motorové nafty se udává cetanovým ……………….., které vyjadřuje její vznětovou charakteristiku.
10. Zapiš látky, které vznikají při spalování: • benzinu
• nafty
Hodnocení: 1 1b
2 1b
3 1b
4 1b
9 – 10 b
1
7–9b
2
4,5 – 7 b
3
2 – 4,5 b
4
0–2b
5
5 1b
6 1b
7 1b
8 1b
9 1b
10 1b
Řešení: 1. Benzin je směs kapalných uhlovodíků s pěti až jedenácti atomy uhlíku v řetězci (C 5– C11). Jeho složení je proměnlivé podle druhu a zpracování ropy, ze které pochází. 60–65% tvoří alkany, 20– 25% cykloalkany a 10–15% areny. 2. Při spalování benzinu vznikají jedovaté látky – např. oxid uhelnatý, oxidy dusíku, které mohou způsobit až smrtelnou otravu. Také se ze vzduchu v uzavřené garáži spotřebovává kyslík a člověk se může udusit. 3. nemísitelný s vodou, nehořlavý, kapalný, plynný, charakteristický zápach, mísitelný s vodou, bez zápachu, pevný, hořlavina 4. Natural 98, vyšší okalové číslo 5.
2C6H14 + 19O2 → 12CO2 + 14H2O C7H16 + 11O2 → 7CO2 + 8H2O 2C8H18 + 25O2 → 16CO2 + 18H2O
6. a) Při dokonalém spalování směsi propan-butan vznikají látky méně škodlivé CO 2 a H2O . Benzin a motorová nafta vedle uhlovodíků obsahuje i jiné látky, které se při spalování přeměňují na škodlivé látky pro životní prostředí – např. CO, NO x, SOx. b) C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O 2C4H10 +
13O2 →
8CO2
+
10H2O
7. a) Páry benzínu, které se uvolňují při jeho čerpání, tvoří se vzduchem výbušnou směs, která by se mohla jiskrou při poruše elektrického systému automobilu vznítit. Benzin je hořlavina citlivá na statickou elektřinu. b) Benzín obsahuje uhlovodíky aromatického charakteru a rozvětvené uhlovodíky, které mají velmi vysoká oktanová čísla a současně mají i velmi dobré nízko teplotní vlastnosti, takže u benzínu zamrzání nehrozí. U motorové nafty je to naopak, protože aby byla kvalitní, tak musí obsahovat právě delší řetězce nerozvětvených uhlovodíků, mezi které patří parafinické uhlovodíky, které trpí tím problémem, že při nízkých teplotách vytvářejí krystaly, a tím tak způsobují zamrzávání nafty.
8. Automobilové katalyzátory slouží k přeměně škodlivých plynů na produkty, které méně zatěžují
životní prostředí. Katalyzátor tvoří válec naplněný keramickým nosičem s velkým povrchem, na kterém je nanesena tenká vrstva platiny nebo palladia. Na povrchu těchto kovů (chemických katalyzátorů) dochází při průchodu žhavých výfukových plynů k chemickým reakcím, při kterých z jedovatých látek vznikají méně škodlivé produkty – oxid uhličitý, voda, dusík.
9. Motorová nafta (také jen nafta nebo diesel) je směs kapalných uhlovodíků s větším počtem atomů uhlíků v řetězci (C 12– C22). Získává se destilací a rafinací z ropy. Kvalita motorové nafty se udává cetanovým číslem, které vyjadřuje její vznětovou charakteristiku. 10. Spalování benzinu Výfukové plyny obsahují kromě nejedovatých složek – CO a H O – i jedovaté plynné látky – mluvíme o plynných exhalacích: • oxid uhelnatý CO • oxidy dusíku NO • nespálené zbytky uhlovodíků • oxid siřičitý 2
2
x
Spalování nafty Motorová nafta obsahuje určitý podíl síry. Při jejím spalování v motoru vznikají: • oxid siřičitý SO • oxid sírový SO 2
3
