Arderea și impactul asupra mediului

Când un combustibil arde, produșii depind de ce conține și de câtă cantitate de oxigen are la dispoziție. Arderea completă a carbonului dă dioxid de carbon: $\mathrm{C}+{\mathrm{O}}_2\to \mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$. Hidrogenul din combustibil dă apă. Dioxidul de carbon nu este toxic, dar reține căldura în atmosferă și intensifică efectul de seră, adică încălzirea globală a planetei.

Când oxigenul este insuficient, de exemplu într-o sobă cu tirajul închis, se formează monoxid de carbon: $2C+{\mathrm{O}}_2\to 2CO$. Este un gaz incolor și fără miros, foarte periculos, pentru că se leagă de hemoglobina din sânge mai puternic decât oxigenul. Sângele nu mai transportă oxigen către creier și inimă, iar persoana simte durere de cap, amețeală și leșină. Tot arderea incompletă dă funingine, adică particule fine de carbon, care se văd ca fum negru sau flacără galbenă și afectează plămânii.

Sulful din cărbune și din păcură arde la dioxid de sulf, $\mathrm{S}+{\mathrm{O}}_2\to \mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$. Gazul irită ochii și căile respiratorii. În atmosferă, împreună cu apa din nori, el formează acizi și produce ploi acide, care strică clădirile din calcar, acidifică lacurile și vatămă pădurile. În motoarele cu ardere internă temperatura este foarte mare și azotul din aer reacționează cu oxigenul, formând oxizi de azot: ${\mathrm{N}}_2+{\mathrm{O}}_2\to 2NO$. Oxizii de azot irită căile respiratorii și contribuie, ca dioxidul de sulf, la ploile acide.

Autovehiculele și centralele pe cărbune sunt principalele surse de poluanți din orașe, iar iarna, cu sobele, crește cantitatea de fum și de particule din aer. Poluarea se reduce prin ardere în condiții bune, aerisirea încăperilor, filtre pe coșurile uzinelor și convertoare catalitice pe mașini, dar dioxidul de carbon din arderea carbonului nu dispare prin filtrare.

Exemplu rezolvat. O centrală arde $1$ tonă de cărbune care conține $1\%$ sulf. Câți kg de $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$ se formează?

1. Masa de sulf: $1\%$ din $1000$ kg înseamnă $10$ kg.
2. Din ecuația $\mathrm{S}+{\mathrm{O}}_2\to \mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$ se vede că din $32$ g sulf rezultă $64$ g $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$ ($32+2\cdot 16=64$).
3. Proporția: $10\cdot 64/32=20$ kg $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$.

La arderea completă a $1$ kg de carbon rezultă $44/12=3,7$ kg de $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$: masa gazului este mai mare decât masa carbonului, pentru că se adaugă oxigenul din aer.

Greșeli frecvente

• Greșit: Flacăra galbenă cu funingine indică ardere completă.
  Corect: arată formarea de particule de carbon prin ardere incompletă.
• Greșit: Monoxidul de carbon are miros puternic și poate fi detectat prin miros.
  Corect: este incolor și inodor; se detectează cu detector adecvat.
• Greșit: Dioxidul de carbon și monoxidul de carbon sunt același gaz, cu nume diferite.
  Corect: $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ are un atom de oxigen în plus față de $\mathrm{CO}$; $\mathrm{CO}$ este toxic, iar $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ produce efectul de seră.
• Greșit: Dacă nu se vede fum, arderea nu a eliberat gaze periculoase.
  Corect: monoxidul de carbon, dioxidul de sulf și oxizii de azot sunt gaze invizibile.

Înainte și după