В состав тропосферы, помимо азота и кислорода, входят инертные газы (аргон, гелий, криптон, неон, ксенон и радон), метан, водород, озон, оксид углерода, диоксид серы, сероводород.
Основные химические процессы, проходящие в тропосфере:
- Процессы окисления;
- Механизм образования гидроксидныхи гидропероксидных радикалов;
- Химические превращения органических соединений.
Тропосфера играет на планете роль глобального окислительного резервуара.
Среди свободных радикалов, обнаруженных в атмосфере, прежде всего следует выделить гидроксидный радикал ОН, который может образовываться при протекании ряда химических превращений.
Гидроксидный радикал может замкнуть цепочку превращений с участием свободных радикалов:
HO2 + OH → H2O + O2; HO2 + HO2 → H2O2 + O2.
Пример реакций окисления:
Основным окислителем соединений серы являются свободные радикалы. Сероводород, например, последовательно в ряде стадий окисляется до SO2:
H2S + OH → H2O + HS; HS + O2 → SO + OH; SO + H2O → SO2 + OH.
Окисление оксида азота - взаимодействие с озоном:
NO + O3 → NO2 + O2.
Пример образования гидроксидного радикала OH:
HNO2 → NO + OH, ν < 340 нм;
HNO3 → NO2 + OH, ν < 335 нм;
H2O2 → 2OH, ν < 300 нм.
Пример химического превращения органических соединений:
Фотохимическое превращение метана и его гомологов в тропосфере протекает по радикальному механизму.
При взаимодействии с гидроксидным радикалом происходит образование соответствующего алкильного радикала:
R–CH3 + HO → R–CH2 + H2O.
Затем, при столкновении с молекулой кислорода в присутствии третьего тела дает другую неустойчивую частицу - метилпероксидный радикал:
CH3 + O2 + M → CH3OO + M*.
Метилпероксидный радикал в атмосфере разлагается с образованием метоксильного радикала по реакции 2CH3OO → O2 + 2CH3O.
CaCl₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂
Молярная масса карбида кальция M(CaCl₂) = 40 + 2*35,5 = 111 г/моль.
Так как выход продукта составляет 95% , то с учетом потерь нужно получить ацетилена V(C₂H₂) = 5 * 95% / 100% = 5,26 л.
Количество вещества ацетилена n(C₂H₂) = V/Vₐ = 5,26 л / 22,4 л = 0,23 моль.
По уравнению реакции 1 моль CaCl₂ образует 1 моль C₂H₂, значит
0,23 моль CaCl₂ образует 0,23 моль C₂H₂.
Масса 0,23 моль CaCl₂ m(CaCl₂) = 0,23 моль * 111 г/моль = 25,53 г.
25,53 г CaCl₂ - это 90% (чистый карбид кальция)
x г 100% ( технический карбид кальция).
x = 25,53 г * 100% / 90% = 28,37 г.
Масса технического карбида кальция 28,37 г.