| Loading .... [chempa.prj, /produkt/chem-in.dat -> /produkt/html/data/chem-in.php] .... ok
Teknisk beskrivning av processer vid tillverkning av koks från kol, råjärnstillverkning, ståltillverkning, skänkmetallurgi och stränggjutning.
Rubriken innehåller också information om vilka processgaser som bildas vid ståltillverkning.  eller  , typ av folder som betyder, klicka på rubrik - öppnar flik med info  , typ av folder som betyder, klicka på rubrik - stänger flik med info |
|
[chemfile(), nC=0 nr=chem-in, f1=/produkt/info/html/chem-in.htm] Vatten [chemfile(), nC=0 nr=water, f1=/produkt/info/html/water.htm]
Vatten faller ned som nederbörd, regn eller snö, och rinner ut i sjöar och hav eller ner genom jorden till grundvattnet. Av solens värme dunstar vattnet och stiger upp mot atmosfären som vattenånga. Ångan kyls ner och bildar moln med små, små vattendroppar som kolliderar och slås samman för att till slut falla ner som nederbörd igen. Det vatten som ska bli dricksvatten i kommuner hämtas från en vattentäkt. Därefter renas det i ett vattenverk och levereras som dricksvatten via ledningsnät och vattentorn till en kran hos konsumenten. Det använda dricksvattnet rinner ut i avloppet via avloppsledningsnät till reningsverk. Där renas det i flera steg innan vattnet återlämnas till naturen och spolas ut i ett vattendrag, en sjö eller havet. Referens = svensktvatten.se [chemfile(), file(), referens i dokument]
Flaskvatten kostar minst 250 gånger mer än kranvatten. Att välja kranvatten är att göra miljön en stor tjänst eftersom kranvattnet alltid är lokalproducerat och distribueras i ledningar vilket är väldigt energisnålt. Dessutom kräver flaskvatten en förpackning, normalt i form av miljöbelastande plast. Flaskvatten transporteras med båt, bil, flyg eller tåg. Transporten av 1 liter förpackat vatten ger upphov till mer än tusen gånger större koldioxidutsläpp än samma mängd kranvatten. Att producera och leverera en liter flaskvatten drar minst 300 gånger mer energi än att tappa upp en liter vatten från kranen. Att producera och leverera en liter flaskvatten släpper ut minst 300 gånger mer av växthusgasen koldioxid än att tappa upp en liter vatten från kranen. Kranvattnet är alltid färskt. När det gäller flaskvatten däremot kan det både ha transporterats länge och blivit stående i affären under lång tid innan det når konsumenten. Kranvatten är ett kontrollerat livsmedel och uppfyller Livsmedelsverket krav. Det finns konsumenter som köper flaskvatten för att ha bubblor i vattnet. Investera i en kolsyremaskin i stället, de pengarna tjänas snabbt in och då slipper konsumenten bära hem vatten. Referens = svensktvatten.se [chemfile(), file(), referens i dokument]
Hydrologi är läran om vattnet på jordens landområden, dess förekomst, fördelning, egenskaper och inte minst kretslopp. Det hydrologiska kretsloppet omfattar vattnets cirkulation mellan hav, atmosfär och landområden. Energi från solen Vattnets kretslopp drivs av solens energi. När solen värmer upp vatten bildas vattenånga, det avdunstar. Vatten som avdunstar från öppna ytor kallas Störst avdunstning sker under sommaren när det är som varmast i luften medan avdunstningen är som lägst under vintern. Avdunstningen styrs av meteorologiska förhållanden. T ex ökar avdunstningen ju torrare luften är och ju blåsigare det är. Dessutom styrs den av hur mycket vatten som finns tillgängligt i marken samt i sjöar och vattendrag. Bildande av moln ger nederbörd När vattenångan stiger upp i atmosfären kyls den av och bildar små vattendroppar, den kondenserar. När vattendropparna blivit så stora och tunga att de inte längre kan hålla sig kvar faller de ner som regn eller snö beroende på temperaturen. En del av den nederbörd som hamnar på öppna ytor avdunstar igen. Den del av nederbörden som fastnar på vegetationen och som aldrig når marken kallas ==== Bild_vattnets_kretslopp ... som landar på marken Vattnet som når marken eller den snö som smälter tränger ner i marken. Denna process kallas infiltration. ==== Hur mycket och hur snabbt vattnet tränger ner i marken beror på markens förmåga att ta emot vatten, dess infiltrationskapacitet. Vilken infiltrationskapacitet marken har beror på tryckkrafter, gravitation och jordens struktur och kornstorlek. Exempelvis är infiltrationen större i en sandjord än i en lerjord. Ytavrinning Om nederbördsmängden överstiger markens förmåga att ta emot vatten bildas ytavrinning. Ytavrinning kan uppstå i samband med väldigt intensiva regn eller i sluttande terräng men är inte så vanlig. Referens = SMHI, Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut [chemfile(), file(), referens i dokument]
När vattnet trängt ner i marken och fortsätter nedåt kallas det En del av markvattnet i den omättade zonen tas upp av växternas rötter där en del vatten sedan återvänder till atmosfären via transpirationen. Under sommaren tar växterna upp en stor del av detta markvatten. Grundvatten Under höst och vår, när växterna inte tar upp så mycket vatten, rinner markvattnet ned och bildar Under hela transporten neråt fungerar marken som ett reningsverk. Den del av vattnet som inte tas upp av rötter fortsätter ner i marken för att slutligen nå grundvattenytan. Grundvattenytan är den nivå där vattenytan hamnar det grävs en tillräckligt djup grop. Mättade zonen Zonen under grundvattenytan kallas för den mättade zonen och där är alla porer fyllda med vatten. Grundvattnet fylls på antingen genom ett tillskott från markvatten eller från infiltration från ytvatten i sjöar och vattendrag. Till havet och atmosfären Vattnet i marken letar sig vidare ner genom sjöar och vattendrag. Den del av vattnet som inte avdunstar når till slut havet. Väl där avdunstar en del åter till atmosfären och cirkeln är sluten. Omkring 97 % av allt vatten på jorden finns i haven. Resterande 3 % finns i grundvatten, markvatten, glaciärer, isar, sjöar, vattendrag, biosfär samt atmosfär. Referens = SMHI, Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut [chemfile(), file(), referens i dokument]
Vatten Planeten jorden kallas ofta den blå planeten. Eftersom jordytan till 71 % är täckt med vatten skimrar planeten i en blå färg då den belyses av solen. Vid bägge polerna, i Arktis och Antarktis, finns stora mängder fruset vatten. I Arktis, på norra halvklotet, flyter all is på havsytan, utom den is som är inlandsis på Grönland. I Antarktis, på södra halvklotet, är det mesta av isen lagrad i en enorm ismassa som aldrig smälter. Detta kallas för en glaciär. Det finns också mindre glaciärer på hög höjd i t ex Alperna och i Himalaya. Men detta är inte allt vatten på jorden. Även luften, som också kallas atmosfären, innehåller vatten i form av vattenånga. Det är alltså vatten i gasfas. Kondensation Processen då en gas övergår till vätska kallas Om det dessutom är tillräckligt kallt fryser vattnet och bildar Olika faser av vatten Vid normalt tryck fryser vatten vid 0 °C och kokar vid 100 °C. Is är den stabila fasen av vatten under 0 °C och vattenånga är den stabila fasen av vatten över 100 °C. Trots att is är den stabila fasen vid låga temperaturer går det ibland att kyla vatten till temperaturer under 0 °C utan att det fryser. Det flytande vattnet är då Underkylt vatten Att underkyla en vätska är ganska svårt. Vätskan behöver vara fri från smutspartiklar och förvaras i en behållare med slät yta. Minsta störning eller orenhet gör att vattnet fryser. De flesta regndroppar är oftast mycket rena. De kan därför underkylas då det är kallt. Då de underkylda dropparna träffar en kall och ojämn vägbana fryser de omedelbart och bildar en ishinna på vägen. Då blir det mycket halt. Övermättad ånga På liknande sätt kan ånga vara övermättad. Med det menas att koncentrationen av vattenånga är så hög att den egentligen borde kondensera till vätska. Minsta störning gör då att ångan kondenserar. Det går att se det ibland då ett flygplan åker förbi. En dag med hög luftfuktighet gör störningen från planets motorer att vattenångan i atmosfären kondenserar efter flygplanet. De vita strimmor som går att se är inte avgaser eller mystiska kemikalier. Det är moln som bildats av det vatten som redan finns i atmosfären.
I is sitter varje vattenmolekyl bunden till fyra andra vattenmolekyler i en bestämd struktur. Vattenmolekylen är oladdad men eftersom syreatomen gärna drar till sig elektroner kommer det att uppstå en liten positiv laddning på var och en av väteatomerna och en liten negativ laddning på syreatomen. Det kallas att vattenmolekylen är Var och en av vattenmolekylerna hålls på plats av vätebindningarna i isen. Det gör att det är ganska mycket plats mellan varje vattenmolekyl. Då värme tillförs, t ex genom att vattnet värms i en kastrull, kan vätebindningar brytas. Isen smälter och det bildas flytande vatten. I flytande vatten är ungefär en fjärdedel av vätebindningarna brutna och varje vattenmolekyl rör sig hela tiden. De snurrar, flyttar sig och skapar svaga bindningar till andra vattenmolekyler. Varje vätebindning mellan två vattenmolekyler existerar i genomsnitt ungefär en miljondel av en miljondels sekund. Sedan bryts den och vattenmolekylen binder till en annan. Strukturen i flytande vatten är inte alls lika välordnad som i is. Det gör att molekylerna kan komma något närmare varandra. Det är detta som gör att För att ändra aggregationstillstånd och temperatur måste energi tillföras eller bortföras Så länge det finns is kvar är temperaturen 0 °C i vattnet. Om värme fortsätter att tillföras efter det att all is smält och blivit flytande kommer temperaturen i vattnet att börja stiga. Jämfört med många andra vätskor krävs ganska mycket värme för att öka temperaturen i vatten. Vatten har en När vatten värms kommer den tillförda värmen användas för att bryta ytterligare vätebindningar. När temperaturen når vattnets kokpunkt, 100 °C, finns ungefär hälften av vätebindningarna kvar. När vattnet slutligen kokar bryts även dessa. Vatten har mycket högre smältpunkt och kokpunkt än andra ämnen med liknande molekylstorlek. Anledningen är att vattenmolekylernas starka vätebindningar håller ihop vattnet. Det går åt mycket energi för att bryta bindningarna och det är först när temperaturen är tillräckligt hög som vattenmolekylerna har tillräckligt stor energi för att kunna bryta sig loss och gå över i gasfas. Etan (C2H6) som inte har några vätebindningar kokar vid -89 °C.
Det krävs mycket energi att bryta vätebindningarna mellan vattenmolekylerna. Denna värme tas från kroppen. Vi blir kallare och börjar frysa. Faktum är att vi fryser mer om vi badar en dag med låg luftfuktighet eftersom vattnet då har en större tendens att avdunsta. Luftfuktighet Luftfuktighet brukar anges som ett procenttal. Om den relativa luftfuktigheten är 50 % betyder det att luften innehåller hälften av den vattenånga som ryms innan den börjar kondensera till vätska. I ett rum med 100 % luftfuktighet bildas det vattendroppar på rummets väggar.
Då är luften mättad med vattenånga. Den maximala luftfuktigheten är beroende av temperaturen. Vid 100 °C kan en kubikmeter med luft innehålla ungefär 600 gram vattenånga. Vid rumstemperatur strax under 18 gram och vid 0 oC endast 3,5 gram. Det gör att luftfuktigheten alltid är högre i varmare klimat. Vatten löser polära ämnen Vattenmolekylen är mycket Det går att blanda hur mycket etanol som helst i vatten utan att vätskan delar sig i två delar. Andra ämnen, t ex fett löser sig inte alls i vatten. Ytspänning ger runda vattendroppar och såpbubblor Det går att försiktigt lägga en nål eller ett gem på en vattenyta. Det trots att metaller har högre densitet än vatten. Det beror på att vatten har en ovanligt hög ytspänning. Ytspänning uppkommer eftersom vattnet vill hålla ihop sina molekyler. Det gör att vattnet minimerar sin yta mot andra ämnen. Ytspänning har väldigt stor betydelse i naturen. Det är ytspänningen som gör att vattendroppar som faller är nästan helt runda. Ett klot har så liten yta som möjligt i förhållande till volymen. En såpbubbla som blåses upp blir också rund av samma anledning.
Då det har lyckats att få en nål att flyta på en vattenyta går det lätt att få den att sjunka genom att försiktigt droppa diskmedel i vattnet. Diskmedlet sänker ytspänningen. Referens = Svenska Nationalkommittén för Kemi, Din Kemi, https://dinkemi.se/elearning/sinnen/vatten [chemfile(), file(), referens i dokument] Länk till hela referens-dokumentet om vatten >>>>
Urbant vatten Det vatten som används i städer kallas De olika kemiska ämnen som hamnar i vattnet bryts ner på olika ställen i kretsloppet. Vissa ämnen bryts inte ner alls. Det är därför viktigt att förstå hur kemiska ämnen sprids med vatten.
I en stad finns det ett nätverk av ledningar för dricksvatten, avloppsvatten och så kallat dagvatten. Ledningsnätet leder vattnet till Det vattendrag som tar emot det renade vattnet brukar kallas för Dricksvatten produceras i vattenverk Ytvatten renas innan det kan användas som dricksvatten Första steget är att råvattnet renas med kemisk fällning. Med fällning menas att lösta ämnen blir olösliga. Då faller de ut ur lösningen. Vanliga fällningskemikalier är aluminiumsulfat och järnklorid. Aluminiumjonerna och järnjonerna är positivt laddade och binder till sk humusämnen som är negativt laddade. Vattnet leds vidare till ett snabbfilter där vattnet filtreras genom sand. De sista flockarna som finns kvar i vattnet fastnar i sanden. Därefter leds vattnet till långsamfilter. I bassängerna finns ett skikt av aktiva mikroorganismer som bryter ner organiska ämnen i vattnet. Vattnets färg, lukt och smak minskar eftersom innehållet av organiska ämnena minskar i vattnet.
Järn-, mangan- och kalciumjoner tas bort ur grundvatten En del grundvatten innehåller ämnen som tas bort eftersom de ger sämre smak eller orsakar missfärgning. Referens = Svenska Nationalkommittén för Kemi, Din Kemi, https://dinkemi.se/elearning/natur--miljo/urbant-vatten [chemfile(), file(), referens i dokument] Hälften av det råvatten som används för att producera dricksvatten kommer från ytvatten, dvs sjöar eller rinnande vattendrag. Den andra hälften fördelar sig lika mellan naturligt grundvatten och sk konstgjort grundvatten. Grundvatten hämtas ur grävda eller borrade brunnar medan konstgjort grundvatten framställs genom att låta ytvatten passera ett markgruslager, t ex en grusås eller rullstensås. Vattnet i sig är alltså inte konstgjort. Referens = www.svensktvatten.se/fakta-om-vatten/ [chemfile(), file(), referens i dokument] För att få bort järnjoner och manganjoner luftas vattnet i ett vattenfall. I vattenfallet blandas vattnet med luft som innehåller syre. Manganjonerna bildar
Om vattnet innehåller mycket kalciumjoner kallas det för Hårdhetsgraden anges i dH. Under 5 dH räknas som mjukt vatten. Över 10 dH räknas som hårt vatten. Grundvatten har en högre hårdhet än ytvatten. För att få bort kalciumjoner ur vattnet tillsätts natriumhydroxid som gör att Vatten är ett kontrollerat livsmedel Dricksvatten är ett av de mest kontrollerade livsmedlen och det består av vattenmolekyler men också olika joner. Ett glas dricksvatten innehåller dessutom omkring 40 miljoner bakterier. Det är helt naturligt och ofarligt. Att dricksvatten smakar olika i olika delar av landet beror på vilket råvatten som används. Råvatten har olika sammansättningen av joner och bakterieflora vilket ger vattnet dess smak. Varmvatten är inte klassat som livsmedel och kontrolleras därför inte på samma sätt. Drick därför aldrig varmt vatten direkt ur kranen. Leverantörer av dricksvatten är skyldiga att regelbundet ta prov och undersöka förekomst av kemiska ämnen och mikroorganismer. Dessutom mäts grumlighet, färg och ledningsförmåga. Den vanligaste anledningen till att dricksvatten i Sverige tillfälligt inte är drickbart är att vattnet förorenas i ledningarna. Avloppsrening är viktig för att förhindra övergödning och smittspridning I avloppsvatten finns allt som spolas ut från toalett, diskmaskin, tvättmaskin, vask och dusch. Även avloppsvatten från industrier, företag och skolor ska hanteras i avloppsreningsverket. Avloppsvatten innehåller kol, kväve och fosfor Vid spolning i toaletten påbörjar avloppsvattnet sin resa till ett avloppsreningsverk. Väl på plats i avloppsreningsverket börjar en reningsprocess. Denna process tar omkring 24 timmar innan det renade vattnet släpps ut i naturen. Kol, kväve och fosfor är värdefulla resurser på rätt ställe i kretsloppet. Det finns gott om dem i avloppsvatten. I avloppsreningsverk fångas kol, kväve och fosfor upp så att de kan återföras till rätt ställe i kretsloppet. Förenklat innebär det att ämnena ska stanna på land och inte hamna i sjöar och hav där de orsakar övergödning och syrebrist. I avloppsreningsverket renas vattnet i flera steg Vattnet passerar först ett galler där allt som är större än 2-3 millimeter fångas upp. Spola aldrig ner något annat än toalettpapper i toaletten. Det finns en stor risk att det orsakar stopp i avloppsrören. Det mesta av föroreningarna i vattnet tas bort genom I I nästa bassäng finns mikroorganismer som bryter ner ammoniumjoner (NH4+). Det är en form av Här arbetar mikroorganismerna utan syre, det kallas för Fosfor fångas upp i avloppsreningsverket genom att järnklorid tillsätts. Detta kallas för Slutligen minskas vattenhalten i slammet i en så kallad Slamrötning ger gödsel Det förtjockade slammet leds till en rötkammare. I rötkammaren är det 37 °C eller högre temperatur och syrefritt. Bakterierna som finns i rötkammaren tål inte syre. Många olika sorters mikroorganismer är med och bryter ner delar av det organiska materialet. Ur det organiska materialet bildas främst Slam från reningsprocessen på avloppsreningsverk innehåller kol och fosfor som kan återföras till åkermark. Ungefär 25% av det slam som bildas i Sverige hamnar på åkermark. Resten av slammet hamnar i parker, golfbanor och i bullervallar.
Avloppsreningsverken är utvecklade för att ta hand om organiskt material, fosfor och kväve. Tekniken i avloppsreningsverk är dock inte utvecklad för att ta hand om tungmetaller, mikroföroreningar och gifter. Det händer att gifter förstör mikroorganismer i reningsstegen på avloppsreningsverk. Det är därför viktigt att aldrig hälla ut farliga ämnen i avloppet. Lämna dem istället till en återvinningscentral. Vissa gifter kan följa med i slammet och på så vis hamna på åkermarken. Referens = Svenska Nationalkommittén för Kemi, Din Kemi, https://dinkemi.se/elearning/natur--miljo/urbant-vatten [chemfile(), file(), referens i dokument] Länk till hela referens-dokumentet om urbant vatten >>>>
Vattnets kretslopp Varje grundämne på jorden finns i begränsade mängder. Med undantag för en del radioaktiva sönderfall så skapas eller förstörs inte atomer. Däremot reagerar de med andra ämnen och en enskild syreatom kan t ex vara en del av en glukosmolekyl i maten som äts för att ett antal timmar senare befinna sig i en vattenmolekyl. Atomerna ingår alltså i ett evigt kretslopp. Vatten avdunstar från sjöar, hav och mark En av de viktigaste molekylerna 1) i luft är vatten. Mängden vatten varierar beroende på plats på jorden och vilken tid på året det är. Vatten finns i atmosfären i tre aggregationstillstånd, i Mängden vatten varierar mellan 0,01 % och 4 %. Allra mest vatten i luften är det nära ekvatorn eftersom varm luft kan innehålla mer vatten i gasfas än kall luft. De minsta mängderna vatten finns i riktigt kall luft, t ex är luften mycket torr i norra Sverige på vintern. 1) En molekyl är en grupp av två eller fler atomer Vattenångan kondenserar till moln Luften, som också kallas atmosfären, innehåller vatten i form av vattenånga. Det är vatten i gasfas. Processen då en gas övergår till vätska kallas Att vattnet växlar mellan olika aggregationstillstånd är viktigt för vädret. Varm luft har ett stort vatteninnehåll och det kallas för När den luften stiger uppåt i troposfären 1) där det blir kallare och kallare, kondenserar vattnet till 1) Troposfären är det lägsta av lagren i jordens atmosfär, den innehåller cirka 75% av atmosfärens massa, och nästan all vattenånga och aerosol.
Ett högre vatteninnehåll i luften kan i många fall leda till kraftigare regn och annan nederbörd. Dessutom kan de ändrade temperatur- och fuktighetsförhållanden göra att vindar ändras och att storskaliga fenomen som monsuner förekommer över större eller mindre områden än tidigare. Små vattendroppar slås ihop till större och det börjar regna, Regnet samlas till bäckar och åar Processen då en gas övergår till vätska kallas
Näringsämnen såsom fosfor och kväve kan följa med Vattenmolekylen är mycket polär. I en Det gör att andra polära molekyler attraheras av vattenmolekylen. Små polära molekyler löser sig därför bra i vatten. Andra ämnen, t ex fett löser sig inte alls i vatten. I fettmolekylerna är Näringsämnen följer med vattnet till hav och sjöar och kan leda till övergödning Kol, kväve och fosfor är värdefulla resurser på rätt ställe i kretsloppet. Förenklat innebär det att ämnena ska stanna på land och inte hamna i sjöar och hav där de orsakar övergödning och syrebrist. En del vatten rinner ner i marken och bildar grundvatten, grundvatten och vatten från sjöar används för att producera dricksvatten Vattnets kretslopp gör att vattnet cirkulerar och samma vatten används därför om och on igen. Det vatten som används i städer kallas Råvatten som kommer från en sjö eller vattendrag kallas Grundvatten rör sig naturligt mellan olika jordlager under marken. Grundvatten kan variera i förekomst beroende på årstid, geografisk plats och hur mycket som pumpas upp. Generellt är grundvatten renare än ytvatten. Det använda vattnet i städer renas i vattenreningsverk och släpps ut igen Kol, kväve och fosfor är värdefulla resurser på rätt ställe i kretsloppet. Det finns gott om dem i avloppsvatten. I avloppsreningsverk fångas kol, kväve och fosfor upp så de kan återföras till rätt ställe i kretsloppet. Förenklat innebär det att ämnena ska stanna på land och inte hamna i sjöar och hav där de orsakar övergödning och syrebrist. Referens = Svenska Nationalkommittén för Kemi, Din Kemi, https://dinkemi.com/elearning/kapitel/vattnets-kretslopp [chemfile(), file(), referens i dokument] Länk till hela referens-dokumentet om luft och luftföroreningar >>>> [chemfile(), nC=0 nr=criter, f1=/produkt/info/html/criter.htm] |