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Umweltch­emikalie­n und ihre Auswirku­ngen: Prüfungs­leitfade­n

1.548 Wörter / ~8 Seiten sternsternsternsternstern_0.5 Autor Fritz M. im Dez. 2010
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Prüfungstipps
Chemie

Universität, Schule

Karl-Franzens-Universität Graz - KFU

Note, Lehrer, Jahr

Mittelbach - Prüfungsfragen

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Fritz M. ©
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Ohne Kopierschutz
Bewertung
sternsternsternsternstern_0.5
ID# 3211







Prüfungsfragen Chemie

1. Welche der folgenden Stoffe können als Umweltchemikalie bezeichnet werden:

a) Salz im Essen

b) Methan von Kühen

c) [eine 2. Umweltchemikalie]

d) Vitamin C Tablette

e) HCl eines Vulkanausbruchs

f) ein Pilzgift

Der Begriff Umweltchemikalie bezeichnet Belastungen, deren Vorkommen in der Umwelt durch Eingreifen des Menschen entstanden sind bzw. gefördert wurden.

RICHTIG: b-c-f

2. Wie kann man bei Diesel und Benzin-Motoren NOx verringern?

3 Wege Kat (nur Benzin) – Verbrennungstemp senken, Abgasrückführung, Harnstoff Einspritzung

4. Klimarelevanz von CO2 und CH4 vergleichen.

Global Warming Potential CO2: 1 – CH4: 23

5a. Welche Rolle spielen VOC bei der Bildung von Bodennahem Ozon?

Je leichter sie oxidierbar sind desto höher ihr Bildungspotential für bodennahes Ozon, da der erste Schritt die Oxidation der Substanzen mit OH-Radikalen ist.

5b. Wovon hängt das Ozonbildungspotential von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) ab?

Von der Sonneneinstrahlung ( UVb Strahlung), besonders ungesättigte Kohlenwasserstoffe eine hohe Reaktionsfreudigkeit mit HO-Radikalen und dementsprechend ein hohes Ozonbildungspotential.

6. Zeichnen sie die Strukturen von folgenden Kühlmitteln: R13, R50, R124

R - XYC

X + 1 = C- Atome

Y – 1 = H - Atome

C = F – Atome

a. 1C, 3F, 1Cl

b. 1C, 4H, 0Cl…. CH4

c. 2C, 3H, 4Fl

7. Was versteht man unter Biokonzentration, Biomagnifikation und Bioakkumulation?

a. Biokonzentration ist die Anreicherung einer Substanz über die Grenzfläche zu dem Medium (also in einem aquatischen Organismus) durch direkte Aufnahme aus dem umgebenden Wasser.

b. Biomagnifikation, d.h. die Aufnahme der Umweltchemikalie über die Nahrung.

c. Bioakkumulation ist die Anreicherung einer Substanz in einem Organismus durch Aufnahme aus dem umgebenden Medium oder über die Nahrung.

8. Welchen Einfluß haben Initiatoren und Promotoren auf die chemische Cancerogenese?

Initiatoren sind mutagene Substanzen, d.h. sie Schädigen die DNA. müssen aber nicht immer krebserregend sein, da es im Organismus recht gute Reparaturprogramme geben kann. (Bsp.: Benzol, Tabakrauch, Arsen, Teere (außer Bitumen), . )

Promotoren sind nicht direkt krebserregend, jedoch fördern sie die Bildung von Krebs nach einem Angriff eines Initiators. Bsp.: Alkohol, Nikotin

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9. Was ist ein "Toxizitätsäquivalent" (TEQ) und wofür wird es verwendet?

Da die Giftigkeit der einzelnen Dioxin- und Furane unterschiedlich sind, wurde zur besseren Abschätzung der Gefährlichkeit von „Dioxingemischen“ das System der Toxizitätsäquivalente (TEQ) eingeführt. Der TEQ dient als Vergleich mit dem 2,3,7,8-TCDD (dem giftigsten polychlorierten Dibenzodioxin – TEQ: 1) – Er wird verwendet um Gefährlichkeit/Toxizität einzustufen

10. Was ist der CSB und der BSB?

CSB – Chemischer Sauerstoffbedarf:

die für die vollständige Oxidation org. Verbindungen benötigte Sauerstoffmenge bestimmt durch chemische Oxidation


BSB - Biologischer Sauerstoffbedarf:

benötigte Sauerstoffmenge durch biologische Oxidation nach bestimmtem Zeitraum: 5, 20, 28 Tage


11. Wie wird die Bioabbaubarkeit einer Substanz gemessen:

BSB28/TSB=Bioabbaubarkeit

BSB: Es wird bemessen wie viel O2 Mikroorganismen in 28 Tagen für den Abbau brauchen

TSB: Theoretische Sauerstoffbedarf, den die Substanz für Totalabbau (à CO2 + H2O) brauchen würde. Berechneter Wert.

12. Nennen Sie 5 natürliche Umweltchemikalien und begründen Sie ihre Aufzählung:

NaCl: hohe Salzfrachten, z.B. aus dem Verbrennen von PVC, kommt natürlich in fast allen Organismen vor.

CO2: wichtiges Treibgas, durch Menschen hauptsächlich durch die Verbrennung von fossilen Treibstoffen und Kohle seit industrieller Revolution in Umwelt eingebracht.

Methan: größte Einbringung durch die Reisfelder, die Methan an die Atmosphäre abgeben. 21x stärker treibhausaktiv als CO2

Nitrate: durch Düngung von Feldern in Umwelt eingebracht. Nitrat selber nicht gefährlich, aber im menschl. Körper zu Nitrosamiden umgebaut

Pyrethrum: wird aus Chrysanthemen gewonnen und als Insektenschutzmittel verwendet.


13. Wie beeinflusst die Struktur von Verbindungen ihr Ozonbildungspotential?

Die Verbindung muss oxidierbar sein (CO, KW, Aromaten), oder NO2 sein.


14. Erklären Sie die Funktionsweise des 3 Wegekatalysators. Warum ist ein solcher bei Dieselfahrzeugen nicht einsetzbar?

Über den Kat. werden KW, CO zu CO2 oxidiert und NOx zu N2 reduziert. Über die Lambda-Sonde wird der schon enthaltene O2- Gehalt gemessen und nur mehr die benötigte Menge für Oxidation hinzugefügt. Bei Dieselmotoren ist das Treibstoffgemisch ein sogenanntes mageres Gemisch, d.h. es enthält einen Überschuss an O2, was eine Reduktion der NOx- Verbindungen verhindert.


15. Welche ungiftigen halogenierten organischen Verbindungen kennen Sie? Erklären Sie ihre Eigenschaften:

PVC: Polyvinylchlorid – Kunststoff. Sollte allerdings Monomer entstehen ist dieses giftig. Deswegen nicht als Verpackungsmaterial verwendet.

FCKWs: sind flüchtig, haben guten Joule-Thompson-Koeffizient à gute Kühlmittel, Treibgase, fördern Abbau der Ozonschicht, da sie unter UV-B Licht Cl-Radikale abgeben.

HFKWs: gleich wie FCKWS, nur nicht Ozonschicht zerstörend, aber Treibhauseffekt-fördernd.


16. Was ist ein CO2-Äquivalent?

Das GWP-Potential von CO2 ist willkürlich auf 1 gesetzt. Über die GWP-Potentiale anderer Substanzen werden diese auf CO2 zurückgerechnet, d.h. wie viel CO2 wäre nötig um den gleichen Effekt zu erzielen.

17. Was ist die TRK?

Die technische Richtkonzentration ist die Konzentration, bei der ein minimales Risiko besteht, wenn man ihr öfters (z.B. in der Arbeit) ausgesetzt ist. Sie sagt nicht aus, dass bei dieser Konzentration keine Folgen zu erwarten sind, aber sie gibt einen Richtwert der nicht überschritten werden sollte.

Vor allem bei gentoxischen Substanzen verwendet, da es für diese keine MAK-Werte gibt. (Maximale Arbeitsplatz Konzentration)

18a. Was ist der Ames-Test?

Mutierte Salmonella-Bakterien, die zur Vermehrung Histidin brauchen, werden auf einen Histidin-freien Nährboden gegeben, dann werden alle Nährböden bis auf einen (Kontrolle, Vergleichswert) mit den vermeintlich mutagenen Substanzen präpariert. Ist die Substanz mutagen, dann mutieren die Bakterien in die Urform, die sich auch ohne Histidin vermehren kann.

18.b werden noch Tiere verwendet

Ja, Tierversuche oft teuer zum ersetzen. Alternativen müssen oftmals erst entwickelt werden was auch Gelder bedarf. Gentechnik bedarf besonders viele Tiere.

18.c. Warum verwendet man den Ames Test heute noch

Weil er billig ist und

19. Warum wurden so viele chlororganische Industriechemikalien in den Umlauf gebracht?

Sie sind relativ leicht synthetisierbar, die meisten sind auch sehr stabil, hatten alle recht gute Wirkung. Leider ist es bei diesen Substanzen so, dass sie meist Langzeitfolgen auf das Ökosystem oder den Menschen haben (z.B. DDT – reichert sich im Fettgewebe an, verursacht Leberschäden und schwächt das Immunsystem).

19. Was versteht man unter direkter Bioakkumulation?

Die Anreicherung in Bioorganismen bei direkten Kontakt mit dem Medium (z.B. Fische die die Chemikalie aus dem Meer aufnehmen oder Pflanzen die die Chemikalie aus der Luft anreichern).

20. Indikatororganismen f. Textung der Ökotoxischen Eigenschaften v. Umweltchemikalien:

Schlauchwürmer, Regenwürmer, Fische, Tauben, Wachteln, Raps, Mais und Kresse

21. Eine Bodenprobe soll auf den Gehalt von polychlorierten Dioxinen überprüft werden. Wie ermittelt man das?

Zuerst analytische Bestimmung der Konzentrationen der einzelnen Dioxine (Gas-Tomographie, Kapillar-Tomographie).

Dann werden die einzelnen Substanzen mit dem Toxizitätsäquivalenzfaktor auf die Toxizität des 2,3,7,8-CDD zurückgerechnet, das den TEF von 1 hat (giftigstes Dioxin). Dann wird das TEQ berechnet, das sich nach der Formel berechnet.



CH3I: aus Algen im Meer

CH3Cl: aus Seetang in Meer

CCl4: aus Pilzen und Algen

Chloramphenicol: aus Pilzen (Antibiotikum)

Chlorphenole: Chlorperoxidasen

23. Was ist das Dioxinäquivalent und wie wird es ermittelt?

Die einzelnen Substanzen werden mit dem Toxizitätsequivalenzfaktor auf die Toxizität des 2,3,7,8-CDD zurückgerechnet, das den TEF von 1 hat (giftigstes Dioxin). Dann wird das TEQ berechnet, das sich nach der Formel berechnet. cx ist die Konzentration in der die gewisse Spezies vorkommt.

24. Auswirkung der NO2-Pumpe auf bodennahes Ozon:

RH + OH* à(O2)à RO2* + H2O


NO2-PUMPE:


RO2* + NO à RO* + NO2


RO* + O2à R-CHO + HO2*


HO2* + NO à HO* + NO2 d.h. die NO2 Pumpe bildet pro oxidiertem RH 2 NO2 und verbraucht 2 NO


NO2àhvà NO + O*

O* + O2à O3

à erhöht bodennahes Ozon


NO + O3à NO2 + O2

das Fehlen von NO durch den Verbrauch durch die NO2-Pumpe führt zu Hemmung des Abbaus.

25. Geben Sie Beispiele für nicht chlorhaltige Umweltchemikalien, bei deren Herstellung chlorhaltige Zwischenprodukte auftreten:

Natronlauge

Polyurethane (PUR): Vorstufe Phosgen

Teflon: Trichlormethan

Silicone: Chlormethan

Epoxidharze: Epoxichlorhydrin

26. Unterschied zwischen natürlichen Umweltchemikalien und Xenobiotika:

Der Unterschied besteht darin, dass natürliche Umweltchemikalien in der Natur auch ohne Zutun des Menschen vorkommen (z.B. NaCl). Sie können aber durch den Menschen in anderen Konzentrationen vorkommen, was negative oder positive Effekte auf die Umwelt haben kann.

27. Mit welcher einfachen Methode kann die Bioakkumulation eines Stoffes bestimmt werden?

1.)                Octanol/Wasser – Gemisch:

POW – Wert:

In Octanol/Wasser – Gemisch den Stoff geben, und die Konzentration in beiden Phasen bestimmen. Je größer POW – Wert ist, des höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass der Stoff bioakkumuliert.

2.)                Bestimmung des Akkumulationsfaktors f:

Zu Algen, die sich im Wasser befinden wird der Stoff dazugegeben. Das Gefäß wird 24h stehen gelassen. Dann wird die Konzentration des Stoffen pro Trockengewicht Algen und pro ml Wasser bestimmt. Der Akkumulationsfaktor f ergibt sich dann aus

28. Unbeabsichtigte bzw. beabsichtigte Einbringung von Umweltchemikalien + Beispiele

29. Zählen Sie 3 ökotoxische Eigenschaften auf

GWP

ODP

Ozonbildungspotential

30. Drei Möglichkeiten bei Fahrzeugen NOx zu katalysieren

Harnstoffeinspritzung, Rückführung von Abgasen, 3 Wege-Kat

31. Bsp. für toxische organische Halogenverbindungen

DDT

Polychlorierte Biphenyle (PCBs)

Dioxine(TCDD)

32. Welche Emissionen lassen sich zurzeit bei Dieselmotoren noch nicht durch Filter oder Katalysatoren reduzieren?

NOX

5. Welche ungiftigen halogenierten organischen Verbindungen kennen Sie? Erklären Sie ihre Eigenschaften

2. Welche Emissionen lassen sich zur Zeit bei Dieselmotoren noch nicht durch Filter oder Katalysatoren reduzieren?

2. Wodurch unterscheiden sich die Emissionen von Dieselmotoren und Benzinmotoren (beide jeweils mit Katalysatoren ausgerüstet?

3. 3 Kühlmittel angegeben; 1 Teilhalogeniertes(Cl&F), 1 Vollhalogeniertes(Cl&F), 1 Vollhalogeniertes(nur F). Diskutieren Sie diese Substanzen bezüglich GWP, ? und Einfluss auf bodennahes Ozon.

5. Bei einer Wasserprobe ergibt der CSB viel höhere Werte als der BSB. Welche Gründe kann es dafür geben?

8. Mit welcher einfachen Labormethode kann die Bioakkummulation eines Stoffes bestimmt werden?


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