Глава 6. Подгруппа углерода

§ 33. Круговорот углерода в природе

Углерод — один из важнейших элементов в природе. Его соединения составляют основу живой природы. В земной коре содержится 0,023% углерода (карбонаты, уголь, нефть, торф, сланцы, природный газ). В живых организмах находится около 1 8% углерода. В виде оксида углерода (IV) углерод входит в состав атмосферы (0,03%). Атмосфера пополняется оксидом углерода (IV) в результате постоянного круговорота углерода в природе за счет жизнедеятельности растений и животных, промышленной деятельности человека, процессов горения, гниения, брожения, вулканических извержений. Происходит постоянный переход органических веществ в неорганические и наоборот. В гидросфере растворено в 60 раз больше углекислого газа, чем его находится в атмосфере.

Огромная масса оксида углерода (IV) превращается в органические вещества в результате фотосинтеза:

Фотосинтез снижает запасы оксида углерода (IV) в атмосфере. Между тем установлено, что с каждым годом массовая доля углекислого газа в атмосфере увеличивается. Это связано с производственной деятельностью человека — увеличением добычи и сжигания основных видов топлива.

При сжигании топлива в атмосферу выбрасывается огромное количество углекислого газа и пыли. Ученые считают, что это может вызвать серьезные нарушения равновесия процессов в природе, в частности может произойти изменение климата на Земле, повышение температуры воздуха. Углекислый газ пропускает тепловые солнечные лучи, но задерживает тепловое излучение земной поверхности. Возникает так называемый «парниковый эффект» — слой углекислого газа играет роль стекла в теплице.

Подсчитано, что за последние 70-80 лет содержание оксида углерода (IV) в воздухе возросло на 11 %, что привело к увеличению среднегодовой температуры воздуха на один градус. При дальнейшем увеличении темпов добычи и сжигания топлива содержание оксида углерода (IV) в атмосфере увеличится в 10 раз, что приведет к еще большему потеплению климата на Земле.

Уменьшение выброса оксида углерода (IV) в атмосферу — основная проблема, над которой трудятся ученые и инженеры.

Вопросы и задания

1. Образующийся при горении каменного угля газ состоит по объему из 10 % водорода, 5% метана, 1 7% оксида углерода(II), 10% оксида углерода(IV) и 58% азота. Рассчитайте объем воздуха, необходимый для сжигания 2 м³ газа (н. у.).

Используя полученные знания, нарисуйте схему, позволяющую объяснить круговорот углерода в природе.