Palivá a emisie

6. ročník | 2017/2018 | 1. kolo | Pozemná doprava
Kategória C | Autor | Erik Schmotzer

Maximálny počet bodov: 10


V tomto kole sa spoločne pozrieme na chemické pozadie problematiky spaľovacieho motora, palív, emisií. V automobiloch je najbežnejším typom motora spaľovací, ktorý spálením paliva premieňa jeho chemickú energiu na mechanickú prácu. Vysvetli, prečo je spaľovanie (horenie) chemickým dejom.

Ako palivá sa najčastejšie používajú uhľovodíky - benzín, nafta, stlačený zemný plyn, skvapalnený propán-bután alebo bezvodné alkoholy – metanol a etanol. Využívajú sa aj ich rôzne zmesi, prípadne sa motor používa ako viacpalivový s prepínaním paliva počas jazdy. Zaraď palivá v zátvorke (benzín, nafta, stlačený zemný plyn, skvapalnený propán-bután, metanol, etanol) medzi  chemicky čisté látky alebo medzi zmesi látok. Svoje zaradenie stručne zdôvodni.

Na čisto iba etanol dnes jazdí máloktoré vozidlo. Väčšinou sa etanol používa v zmesi s benzínom. Táto zmes sa označuje Exx, kde xx popisuje zastúpenie etanolu v zmesi. Čo znamená označenie E85 u konkrétnej zmesi tohto typu paliva? Aké je percentuálne zastúpenie benzínu? Úvahu, ktorou si sa dopracoval k odpovediam, napíš.

Ďalší typ paliva sa vyrába zmiešaním štandardnej motorovej nafty a RCOO-CH3, kde R reprezentuje uhľovodíkový zvyšok. Za R sme doplnili určitý uhľovodíkový zvyšok a získali nasledujúci vzorec - CH3(CH2)14COO-CH3, pomenuj látku a načrtni svoj myšlienkový postup pri tvorbe názvu.

Spaľovací motor je s ohľadom na jeho rozšírenie významným zdrojom emisií. Produktom dokonalého spaľovania (pri nadbytku kyslíku) uhľovodíkového paliva sú voda a oxid uhličitý podľa nasledujúcej rovnice (pre zjednodušenie budeme uvažovať horenie iba jedného uhľovodíku): CH3-CH2-CH3 + 5O2 ---> 3CO2 + 4H2O. Vypočítaj látkové množstvo oxidu uhličitého, ktoré vznikne v priebehu tejto reakcie zreagovaním 22,8 kg vzdušného kyslíka s propánom ak vieš, že Ar(O) = 15,9994. Uveď zápis, výpočet a výsledok zaokrúhli na jedno desatinné miesto.

Bežne vznikajú v dôsledku spaľovania prímesí palív a nedokonalého horenia ďalšie zlúčeniny škodlivého charakteru a sú uvoľňované do ovzdušia. Sú to napríklad oxidy dusíka a síry, nespálené uhľovodíky, amoniak, oxid uhoľnatý a iné. Otrava CO je jednou z najčastejších otráv vôbec. Vyskytuje sa napríklad v uzavretých priestoroch, kde beží spaľovací motor alebo pri zlom odvetrávaní plynových spotrebičov. Akú farbu budú mať pery človeka, ak je otrávený CO? Prečo je to tak?

V súčasnosti nie je možné spaľovací motor úplne nahradiť iným pohonom, vhodným pre automobilovú dopravu, ktorý by zachoval jeho výhody a nemal by jeho nevýhody. Preto výrobcovia pracujú na znížení nepriaznivých dopadov používania spaľovacích motorov.


Diskusia