Ατμοσφαιρική Χημεία

Περιληπτικός Οδηγός συγγραφής Μαθησιακών Αποτελεσμάτων: 

Στόχος του μαθήματος είναι η εξοικείωση των φοιτητών με την χημεία της ατμοσφαίρας και η κατανόηση των χημικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στην ατμόσφαιρα καθώς επίσης και η εκπαίδευσή τους σε τεχνικές μέτρησης ατμοσφαιρικών ρύπων οι οποίοι προέρχονται από χημικές διεργασίες. Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα είναι ικανοί να:

• κατανοούν τον ρόλο των βασικών συστατικών της ατμόσφαιρας
• γνωρίζουν τις βασικές χημικές αντιδράσεις στην τροπόσφαιρα και στρατόσφαιρα
• κατανοούν τις χημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στην υγρή φάση και στα σύννεφα
• αξιολογούν προβλήματα ατμοσφαιρικής χημείας και προτείνουν τρόπους αντιμετώπισής τους
• προσομοιώνουν με κατάλληλα εργαλεία τις χημικές αντιδράσεις κάτω από συγκεκριμένες περιβαλλοντικές συνθήκες
• επεξεργάζονται δεδομένα και να επιλύουν προβλήματα που προέρχονται από ατμοσφαιρικές χημικές διεργασίες

Περιεχόμενο Μαθήματος:  
Θεωρία:
1. Εισαγωγικές έννοιες για την ατμόσφαιρα, μονάδες συγκέντρωσης στην ατμόσφαιρα, σύσταση της ατμόσφαιρας (όζον, οξείδια του αζώτου, διοξείδιο του άνθρακα, μονοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο, διοξείδιο του θείου, οργανικές ενώσεις, αλογονάνθρακες)
2. Η χημεία της τροπόσφαιρας, ο φωτοχημικός κύκλος του ΝΟ2-ΝΟ-Ο3, η οξείδωση του μεθανίου, η ατμοσφαιρική χημεία των οργανικών ενώσεων (φορμαλδεΰδη, αλκάνια, αλκένια, Αλδεΰδες, κετόνες, αλκοόλες, αρωματικές ενώσεις)
3. Η χημεία του συστήματος VOC/NOx, ο ρόλος των VOC και των NOx, διάγραμμα όζοντος, η δραστικότητα των οργανικών ενώσεων και η συνεισφορά τους στην δημιουργία όζοντος, χημικές αντιδράσεις στην ατμόσφαιρα ανόργανων ενώσεων
4. Η χημεία της ατμοσφαίρας στην υγρή φάση, το νερό στην ατμόσφαιρα, ισορροπία μεταξύ αέριας και υγρής φάσης και ο νόμος του Henry
5. Χημική ισορροπία στα σύννεφα: διοξείδιο του άνθρακα και νερό, αμμωνία και νερό, νιτρικό οξύ και νερό
6. Ρυθμοί αντίδρασης στην υγρή φάση, οξείδωση του S(IV) σε S(VI)
7. Στρατοσφαιρική χημεία
8. Αναλυτικές μέθοδοι στη μελέτη της ατμοσφαιρικής χημείας
Εργαστηριακές Ασκήσεις:
ΑΣΚΗΣΗ 1. Μέτρηση όζοντος στην ατμόσφαιρα
ΑΣΚΗΣΗ 2. Μέτρηση οξειδίων του αζώτου στην ατμόσφαιρα
ΑΣΚΗΣΗ 3. Χημική κινητική των αντιδράσεων και κατασκευή διαγράμματος όζοντος
ΑΣΚΗΣΗ 4. Κλάσμα μιας ένωσης στην υγρή φάση ενός σύννεφού ως συνάρτηση της σταθεράς του νόμου του Henry και κατανομή των ρύπων στο νερό των συννέφων ως συνάρτηση του pH
ΑΣΚΗΣΗ 5. Ρυθμός οξείδωσης του S(IV) από το Η2Ο2 και από το Ο3

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία:  

• «ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ» Ευαγγελία Κωστενίδου, ΕΛΕΥΘΕΡΟ στο e- class.
• «ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ» Ευαγγελία Κωστενίδου, ΕΛΕΥΘΕΡΟ στο e-class.
• «CHEMISTRY OF THE UPPER AND LOWER ATMOSPHERE» B. Finlayson- Pitts and J. Pitts J. Academic Press 2000.
• «ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND PHYSISCS» J. Seinfeld, S. Pandis. Wiley Interscience, Second Edition 2006 (Στην βιβλιοθήκη του ΔΠΘ µε αριθµό καταχώρησης QC 879.6.S45 2006.