Номер 4, страница 23, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. Какие экологические проблемы создают оксиды азота в природе?

Оксиды азота (преимущественно $NO$ и $NO_2$, обозначаемые как $NO_x$) являются одними из основных загрязнителей воздуха, образующихся при сжигании топлива. Они создают в природе комплекс серьезных экологических проблем.

Кислотные дожди

В атмосфере оксиды азота реагируют с водой и кислородом, образуя кислоты, в первую очередь азотную ($HNO_3$). Эти кислоты растворяются в каплях облаков и тумана и выпадают на землю в виде кислотных дождей, снега или тумана.

Процесс включает следующие реакции:

$2No + O_2 \rightarrow 2NO_2$

$4NO_2 + 2H_2o + O_2 \rightarrow 4HNO_3$

Последствия кислотных дождей включают закисление почв и водоемов, что ведет к гибели лесов и водных организмов, а также ускоренное разрушение зданий и памятников, особенно из мрамора и известняка.

Ответ: Оксиды азота являются причиной образования кислотных дождей, которые наносят ущерб лесным и водным экосистемам, а также разрушают строения.

Образование фотохимического смога

Оксиды азота играют центральную роль в формировании фотохимического смога — опасного для здоровья явления, характерного для крупных городов. Под воздействием солнечного света диоксид азота ($NO_2$) распадается, запуская цепь химических реакций с участием летучих органических соединений. В результате образуется приземный (тропосферный) озон ($O_3$) и другие токсичные соединения.

$NO_2 + \text{солнечный свет} \rightarrow No + O$

$o + O_2 \rightarrow O_3$

Приземный озон является сильным окислителем, который вызывает раздражение дыхательных путей, обострение хронических заболеваний легких и сердца, а также повреждает растения и снижает урожайность.

Ответ: В присутствии солнечного света оксиды азота способствуют образованию фотохимического смога и приземного озона, вредных для здоровья человека и состояния растений.

Эвтрофикация водоемов

Азот является важным питательным элементом для растений. Осаждаясь из атмосферы в водоемы (озера, реки, прибрежные воды), соединения азота действуют как удобрения. Это приводит к эвтрофикации — перенасыщению водоема биогенными элементами, что вызывает бурное размножение водорослей ("цветение" воды). После отмирания водорослей их разложение потребляет большое количество растворенного в воде кислорода. Это приводит к дефициту кислорода (гипоксии), массовой гибели рыбы и других водных животных.

Ответ: Оседая из атмосферы, оксиды азота вызывают "цветение" водоемов, что приводит к дефициту кислорода в воде и гибели водных организмов.

Разрушение озонового слоя

Закись азота ($N_2O$), один из оксидов азота, является долгоживущим газом. Достигая стратосферы, он участвует в каталитических реакциях разрушения озонового слоя, который защищает Землю от жесткого ультрафиолетового излучения. В стратосфере $N_2O$ превращается в оксид азота ($NO$), который эффективно разрушает молекулы озона ($O_3$).

Каталитический цикл:

$No + O_3 \rightarrow NO_2 + O_2$

$NO_2 + o \rightarrow No + O_2$

Одна молекула $NO$ способна уничтожить множество молекул озона.

Ответ: Закись азота ($N_2O$) способствует разрушению озонового слоя в стратосфере, увеличивая уровень опасного ультрафиолетового излучения на поверхности Земли.

Прямое токсическое воздействие на живые организмы

Диоксид азота ($NO_2$) — токсичный газ. При высоких концентрациях в воздухе он вызывает раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательной системы, может приводить к снижению функции легких и повышает уязвимость к респираторным инфекциям. Растения также чувствительны к оксидам азота: газы повреждают их листья, замедляют фотосинтез и рост, что негативно сказывается на продуктивности как диких, так и сельскохозяйственных экосистем.

Ответ: Оксиды азота оказывают прямое токсическое действие, вызывая у людей заболевания дыхательных путей и повреждая растения.