Optimering af iltudvindelse på Mars

Transcription

Simon Arnhild Larsen
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Indholdsfortegnelse
Indledning ............................................................................................................................................ 1
Problemformulering ............................................................................................................................. 2
Tilgang til projektet .............................................................................................................................. 2
Metodevalg........................................................................................................................................... 3
Forventede resultater ............................................................................................................................ 3
Tidligere forskning på området ............................................................................................................ 4
Eksperimentel/teoretisk udredelse ....................................................................................................... 5
Sikkerhedsforanstaltninger................................................................................................................... 5
Yderligere overvejelser ........................................................................................................................ 6
Forsøgets udførelse .............................................................................................................................. 6
Beregning af energispring ................................................................................................................ 6
Beregning af ligevægtskonstant ....................................................................................................... 6
Beregning af Gibbs – energi med underbyggende forsøg ................................................................ 7
Fremgangsmetode ................................................................................................................................ 7
Videre forskning .................................................................................................................................. 8
Budget for videre forskning ............................................................................................................. 9
Konklusion ........................................................................................................................................... 9
Kontaktpersoner ....................................................................................................................................I
Litteraturliste ....................................................................................................................................... II
Bilag ...................................................................................................................................................IV
Side 0 af 9
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Indledning
Med den befolkningstilvækst, vi ser i dag, er der en stor risiko for, at jorden kunne blive overbefolket. På nuværende tidspunkt lever der omkring 7.098.084.4191 mennesker på jorden. Dette tal
stiger støt sammen med effektiviseringen af sundhedsvæsnet. For jo bedre medicin og jo sundere
levevilkår vi skaber, jo flere mennesker lever længere. Flere mennesker vil kræve et øget energiforbrug, der igen vil resulterer i et forøget
udslip.2 Hvis vi ikke får omvendt vores energi-
forbrug til grøn og bæredygtig energi i den nærmeste fremtid, risikerer jorden at blive gjort
ubeboelig. Derfor er vi nødsaget til at tænke på alternative løsninger. Én af løsningerne kunne være
at kolonisere andre planeter. Umiddelbart er den mest jordlignende planet, der vil være beboelig,
stadig uden for vor rækkevidde. Planeten der bliver kaldt Gliese 581g ligger i solsystemet Gliese
581, der befinder sig 20 lysår fra jorden og er et af de 100 tætteste solsystemer.3 Der er dog andre
planeter, der ville kunne gøres jordlignende f.eks. Mars.
Mars er den fjerde planet i vores solsystemet og besidder nogle elementer, der gør den sammenlignelig med jorden. I 2004 sendte NASA to identiske rovere op på Mars (Spirit og Opportunity)
der bekræftede, at Mars har haft en fortid med flydende vand samt et klima, der kunne bære levende
organismer og en atmosfære.4 Derfor ville man ved menneskelig indblanding kunne genskabe en
atmosfære, der er tyk nok til at opvarme planeten til en gennemsnitstemperatur, der kan frigive
vandet fra undergrunden, så der igen ville komme flydende vand på Mars. 5
1
Jordens befolkningstal er lige nu. - 19-09-2012
Vor tids største udfordring. - 19-09-2012
3
Første beboelige planet opdaget. - 19-09-2012
4
Mars flød måske med vand. - 19-09-2012
5
McKay, Christopher P. - 1991
2
(Internet)
(Internet)
(Internet)
(Internet)
(Artikel)
Side 1 af 9
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Problemformulering
Selve hensigten med dette projekt er at rette forskningens fokus hen imod en mere bæredygtig
udvinding af ilt på Mars. Eftersom vi mennesker er en organisme der respirerer, vil tilstedeværelsen
af ilt være en nødvendighed. Transport af større mængder ilt er en ressourcekrævende proces, både
økonomisk og politisk samt vil kræve et fejlfrit logistiksystem. Derfor vil en mere hensigtsmæssig
løsning være, at udvinde ilten på stedet og i dette tilfælde Mars. Som udgangspunkt vil jeg se på det
overflademateriale der befinder sig på Mars. Det stof jeg fokuserer på er Jern(III)oxid, fordi det kan
reduceres og danne vand som produkt ved brug af brint. På den måde kan man lave elektrolyse på
vand, og udvinde ilt. Den brint, som bliver et restprodukt i elektrolysen, kan indgå i en ny reduktion
og på den måde danne en forhåbentlig kontinuerlig udledning af ilt (se bilag nr. 5).
Tilgang til projektet
Min interesse for problemstillingen kom af en kombination af en kemitime, der omhandlede emnet
redox - kemi og en artikel i Illustreret-Videnskab omkring minedrift på månen.6 Samtidigt har
mediedækning af den globale stigende temperatur og
- indhold i atmosfæren, været med til at
rette mit fokus på Mars, som en mulig destination for en kolonisering. Lige pt. er der intensiv
forskning i overfladen og af klimaet på Mars, hvor ”Curiosity” er i gang med sin mission.7 Risø er
desuden i gang med at konstruere en illuminance-måler til datering af Mars sedimenter8
Jeg benytter den eksperimentelle kemi til at understøtte mine teoretiske udredelser af redox –
reaktionen, jeg udledte i den tidlige fase i projektet. Endvidere har jeg i projektets begyndelse
konsulteret mine faglærere på gymnasiet, der fortæller mig, at reaktionen ville være plausibel. Det
har jeg ydermere fået bekræftet af lektor, Morten Bo Madsen på Niels Bohr instituttet for Astrofysik
og Planetforskning.9
Jeg vælger specifikt at fokusere på den reaktion jeg selv har udledt, da jeg ikke er bekendt med
andre reaktioner, hvor
6
som reaktant, reduceres og giver
som produkt.
Stup, Helle - 2008
Mars science laboratory. - 15.10.2012
8
Development of a luminescence planetary surface dating instrument. - 15.10.2012
9
Se bilag nr. 6 med henblik på Morten Bo Madsen.
7
(Artikel)
(Internet)
(Internet)
Side 2 af 9
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Metodevalg
Måden, jeg har udledt min reaktion på, er ved brug af den hypotetisk-deduktive metode. Først ved
at have en problemstilling, for derefter at opstille en hypotese, der efterprøves.10 Grunden til valget
af netop denne metode skyldes, at der vil være færre økonomiske omkostninger, idet reaktionen rent
teoretisk allerede er blevet bevist. Dog skal hypotesen stadig efterprøves, for at kunne blive
verificeret, og derved kan der måske komme mindre ændringer samt uforudsete udgifter. Jeg vælger
at udføre kvalitative forsøg for at minimere omkostningerne og derved kunne fokusere på, at
bekræfte reaktionens plausibilitet. Hvis reaktionen kan finde sted, kunne det skabe nye problemstillinger, i form af masseproduktion, hvor kvantitative forsøg vil blive en nødvendighed. Måden jeg
vil undersøge disse data på er ved eksperimentelle forsøg.
Forventede resultater
Jeg forventer at kunne bekræfte min hypotese om reduktionen af jern(III)oxid ved et forholdsvist
simpelt forsøg.
Jeg regner desuden med at kunne indsamle data omkring den energi, der er involveret i reaktionen.
Er det en exoterm eller endoterm reaktion? Dette vil kunne have indflydelse på hvilke foranstaltninger man bør foretage før, under og efter forsøgene. Med dette taget i betragtning vil det også
have indflydelse på masseproduktionen, om hvorvidt det kræver opvarmning eller afkøling.
Desuden forventer jeg også at kunne indsamle data, der viser, hvor ligevægtskonstanten ligger i
reaktionen.
10
Fagenes metode - Fysik og Kemi
(Internet)
Side 3 af 9
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Tidligere forskning på området
Der har tidligere været forsket i overfladen på Mars for at bekræfte tilstedeværelsen af
artiklen ”
. Ifølge
at the Phoenix Landing Site” bekræftes tilstedeværelsen af vand, som overskriften
antyder. Artiklen beskriver NASAs første mission til Mars omkring undersøgelsen af Mars’
overflade. Phoenix var designet til at undersøge atmosfæren samt overfladen, og man mener, at
har været med til at modificere den jernholdige undergrund til
.11, 12
En anden metode til at udvinde både ilt og vand på Mars er blevet offentliggjort på en konference
hos NASA af Don Sadoway (MIT i Boston) og Ken Debelak (Vanderbilt University i Tenessee).
De hævder; ved at lave elektrolyse på 8 kilogram af overfladematerialet, kan man udvinde de 3
kilogram
, som det gennemsnitlige menneske behøver for at overleve. Don Shadoway har
designet en elektrokemisk celle, der ved at sende en elektrisk strøm på 450A igennem materialet,
smelter materialet og frigiver
Energikilden, der benyttes til cellen, er en mindre atomreaktor.13
Forskningen inden for terraformning af Mars er blevet intensiveret inden for de seneste par år, da
det er gået op for os, at de klimatiske ændringer på globalt plan er en realitet. Der er flere metoder,
hvorpå man ville kunne ændre de atmosfæriske egenskaber på Mars. Den mest logiske, og alt taget i
betragtning letteste metode, vil være at opvarme klimaet på Mars, så den
, der menes at ligge i
14
undergrunden , bliver frigivet og derved bidrager yderligere til opvarmningen. Derved vil
minimumskravene for de primitiveste organismer være opfyldt, og udvindelsen af ilt kan begynde.
Dog er det en meget langsom og krævende proces. En anden og mere løssluppen ide er at
manipulere med asteroiders bane og rette deres kurs mod Mars. Dette vil dog kræve mere end 1
million sammenstød med asteroider af 1 km i diameter, hvis der skal skabes en mærkbar
opvarmning af atmosfæren 15.
11
Smith, P. H. - 2009
Ed., Neil Schlager - 2006
13
How to make water and oxygen on Mars. - 15.10.2012
14
15
12
(Artikel)
(Artikel)
(Internet)
(Artikel)
(Artikel)
Side 4 af 9
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Eksperimentel/teoretisk udredelse
Inden selve forsøgets opstart, har jeg sat følgende forudsætninger, for at kunne garantere en
bæredygtig udvindelse af ilt:

Tilstrækkelige mængder af
- så reaktionen kan opstartes og en cirkulær proces vil
kunne finde sted uden at forbruge stoffet

At følgende reaktion vil kunne finde sted spontant:

At produktet

At krystallerne på Mars’ overfalde har en forholdsvis sammenlignelighed med krystallerne
ikke bliver metastabilt, og udligner reaktionen.
på jorden.

At produktet

At ligevægtskonstanten ligger langt mod højre.
udvindes i gasfase og ikke i væskefase.
Inden den eksperimentelle del af forsøget vil det være muligt, at gøre visse overvejelser og dermed
få en bedre indsigt i, hvorledes reaktionen kunne optræde. Oxidationen fra
til
er en yderst
exoterm reaktion16. Det kan have en positiv indflydelse, da reaktionshastigheden til dels afhænger
af temperaturen. Dog skal det siges, at en meget kraftig exoterm reaktion, vil kunne frembringe en
kraftig gas ekspansion, da vand fra flydende- til gasform udvider sig med op til 1500 gange sit
tidligere volumen.17
Sikkerhedsforanstaltninger
Jeg tager udgangspunkt i, at reaktionen er blevet bekræftet til at være endoterm (vist i bilag nr. 1).
Derfor vil jeg ikke være nødsaget til at foretage flere overvejelser omkring sikkerheden med hensyn
til varmeudviklingen. Da
indgår i reaktionen, vil jeg først og fremmest være nødsaget til at
kunne stille de rigtige brintbetingelser for at kunne foretage en forsvarlig eksperimentel handling.
Ved den mindste gnist, hvilket jern er en god katalysator for, kan der opstå en eksplosion.
Endvidere skal jeg kunne afværge eventuelle uventede gas-ekspansioner ved mulig brug af for
eksempel sikkerhedsventiler. Derudover skal jeg overveje, under hvilke betingelser reaktionen skal
kunne forløbe, idet disse betingelser skal kunne duplikeres på Mars.
16
17
Se bilag nr. 6 med henblik på Morten Bo Madsen
Vand, Varme og Energi. - 15.10.2012
(Internet)
Side 5 af 9
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Yderligere overvejelser
Grundet krystalsammensætningen af
på jorden er anderledes end krystalsammensætningen
på Mars, må jeg tage i betragtning, at det muligvis kan have uforudsete konsekvenser. Ydermere er
reaktionen en gas-faststof-reaktion, derfor kan en eventuel katalysator være løsningen, hvis
reaktionen viser sig ikke at være mulig igennem hele krystallet. En anden løsning kunne være at
tilføre
fra bunden og lade det arbejde sig op gennem krystallet, da brint er lettere end den
atmosfæriske luft. Dog er der endnu ikke taget stilling til, hvorvidt reaktionen skal ske i vakuum, og
hvilke konsekvenser det kan have. Overvejelserne om reaktionen skal forløbe i vakuum, skyldes at
produktet
specielt i form af meget små krystaller, vil være metastabilt i den almindelige
atmosfære. Dog er metastabiliteten af produktet usikker i atmosfæren på Mars, da indholdet af
er
væsentligt mindre end på jorden.18
Forsøgets udførelse
Først og fremmest skal reaktionen bevises. Måden, jeg beviser reaktionen på, er ved brug af
teoretiske udredelser, grundet midlertidig eksperimentel hindring. De teoretiske udredelser jeg
beskæftiger mig med er følgende: Hvorvidt reaktionen er exoterm eller endoterm, beregning af
ligevægtskonstant og beregning af Gibbs værdi, samt mindre forsøg, der beviser teorien omkring
Gibbs energien.
Beregning af energispring
Beregning af
for reaktionen
I mine beregninger (se bilag nr. 1) bekræftes det, at reaktionen er en endoterm reaktion.
Beregning af ligevægtskonstant
Beregning af ligevægtskonstant ved brug af Van’t Hoff ligningen:19
Ifølge mine beregninger (se bilag nr. 2) ligger ligevægtskonstanten meget mod højre.
18
19
Mygin, Helge. - 1990
(Artikel)
(Litteratur)
Side 6 af 9
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Beregning af Gibbs – energi med underbyggende forsøg
Beregning af
for reaktionen
Ifølge mine beregninger (se bilag nr. 3) vil reaktionen ikke kunne forløbe spontant da
Ved et mindre forsøg (se forsøgsopstilling i bilag nr. 4) bekræfter jeg mine teoretiske udredelser
omkring Gibbs-energien ved at have
i direkte kontakt med
Forsøget viste som forventet ingen reaktion mellem de to reaktanter. Deraf kan jeg konkludere, at
der kræves en aktiveringsenergi. Det har endnu ikke været muligt for mig at finde et laboratorium,
som vil kunne undersøge aktiveringsenergien.
Fremgangsmetode
Fase I.
Trin 1.
Pre eksperimentelt.
Indsamling af oplysninger.
Trin 2.
Teoretisk udredelse af hypotese, herunder opstilling af forsøg.
Trin 3.
Vurdering af omkostninger, samt vurdering af materiale forbrug til muligt
eksperimentelt forsøg.
Fase II.
Trin 1.
Eksperimentelt
Bevis af hypotese.
Trin 2.
Hvis reaktionen ikke kan forløbe spontant, vurder hvilke ændringer der kan foretages.
Trin 3.
Redegørelse af ligevægtskonstant, samt aktivering af energi.
Trin 4.
Masseproduktion, automatisering af reaktion.
Fase III.
Trin 1.
Post eksperimentelt.
Optimering af masseproduktionen
Trin 2.
Offentliggørelse af resultater
Trin 3.
Eventuelle konferencer om resultaterne.
Side 7 af 9
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Videre forskning
I fremtiden vil reaktionen skulle bevises eksperimentelt, og der skal udvikles et system, der kan
automatisere reaktionen samt masseproducere. Der vil også skulle laves beregninger, der viser
sandsynligheden, for om reaktionen kan finde sted i de forskelle, der er ved Mars’ og Jordens tryk
og temperaturgennemsnit. Desuden skal der laves eksperimentel masseberegning, der viser vægten
af det faste stof, både før og efter, at det har været i kontakt med brint. Eftersom mine beregninger
viser, at reaktionen ikke vil kunne forløbe spontant ved
, skal der desuden laves et
eksperiment, der foregår i en ovn, som er godkendt til at arbejde ved høje temperaturer og højt tryk,
for at finde den grænse, hvorved reaktionen kan forløbe. Der vil endvidere også skulle laves visse
beregninger, der viser, hvor meget
der er påkrævet for at kunne udvinde tre kilogram
som
er det gennemsnitlige behov for menneske.20
Tidsramme
Projektet er delt op i 3 faser (se side 7). Samlet anslås projektet at have en varighed på 2-3 måneder.
Det viste sig hurtigt, at de sidste to faser ikke kunne realiseres, da tilgang til et laboratorium med
udstyr til udførelse af forsøgene ikke kunne skaffes selv efter intens søgen (se bilag 6). På det
grundlag er projektet blevet revurderet til at have en varighed på blot 3-4 uger.
Dog ville den anden del af projektet have en forholdsvis kort varighed, da forsøget i sig selv ikke
har en lang udførelsestid. Problemet, som er inkluderet i forsøget, er at skaffe adgang til et
laboratorium.
20
How to make water and oxygen on Mars. - 15.10.12 kl: 12:37
(Internet)
Side 8 af 9
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Budget for videre forskning
Ud fra e-mail korrespondance med Frants Roager Lauritsen (institutleder på SDU for fysik, kemi og
farmaci)21 bekræftes det, at omkostningerne ved forsøget er ganske begrænsede. Forudsat at
laboratoriet har en ovn, der er godkendt til at arbejde ved høje temperaturer og med eksplosive
gasser.
-
Materialer, herunder kemikalier
Benyttelse af udstyr
Transport til forsøg
Deltagelse til konferencer
Uforudsete udgifter
2.000 kr.
2.000 kr.
1.000 kr.
8.000 kr.
4.000 kr.
I alt: 17.000 kr.
Konklusion
Igennem de teoretiske udredelser jeg har beskæftiget mig med, finder jeg frem til, at reaktionen er
plausibel. Dog vil reaktionen ikke kunne forløbe spontant, ifølge den udregnede
-værdi. Meget
af det teoretiske arbejde er udredt, dog mangler den eksperimentelle begrundelse for at kunne
bekræfte, hvorledes reaktionen kan finde sted. Den eksperimentelle del er en nødvendighed, da teori
og praksis som oftest skal tilrettes hinanden efter intens, men forgæves søgen efter et veludstyret
laboratorium, der kunne være behjælpelig med at efterprøve hypotesen, har den eksperimentelle del
ikke kunnet lade sig gøre.
Ved e-mail korrespondance med flere af landets institutter, har jeg fået bekræftet, at reaktionen i
teorien er plausibel. En mulig eksperimentel efterprøvelse på SDU i Odense vil måske kunne finde
sted i nær fremtid, da universitet undergår ombygning af deres laboratorium.22
Jeg har fået bevist ifølge teorien, at min reaktion har en ligevægtskonstant, der ligger stærkt mod
højre. Jeg kan derfor forvente, at reaktionen kan have en tendens til at forløbe uden større
besværligheder, og at udvindingen af tilstrækkelige mængder
21
22
er en mulighed.
Se bilag nr. 6 med henblik på Frants Roager Lauritsen
Se bilag nr. 6 med henblik på Frants Roager Lauritsen
Side 9 af 9
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Kontaktpersoner

Ebbe Norskov Bak - Forskerkontakt - Ph.d. studerende på AU

Kai Finster - ansat ved instituttet for Bioscience på AU

Peter Christian Kjærgaard Vesborg, Adjunkt - ansat ved instituttet for fysik ved DTU

Niels Michael Petersen- Chefkonsulent på DTU Energikonvertering og -lagring

Frants Roager Lauritsen, Professor, Cand. Scient., Ph.D., Dr. Scient.
Institutleder - Institutleder på SDU for Fysik, Kemi og Farmaci

Morten Bo Madsen - Lektor på Niels Bohr instituttet for Astrofysik og Planetforskning

Ulrik Nørum - Gymnasielære på Nyborg Gymnasium
med biologi og kemi

Anne Sønderup - Gymnasielære på Nyborg Gymnasium
med matematik og kemi

Dennis Carsten Hansen - Gymnasielære på Nyborg Gymnasium
med biologi og kemi
Side I af X
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Litteraturliste
Artikler:

Mckay, Christopher P. m.fl.: Making Mars habitable. Fra Nature nr. 352, 8.8.1991.

Smith, P.H. m.fl.: H2O at the Phoenix Landing Site. Fra Science nr. 325, 3.7.2009.

Stub, Helle og Henrik Stub: Vi høster energi på månen. Fra Illustreret Videnskab nr. 3,
7.2.2008 – 27.2.2008, s. 24-29.

Ed., Neil Schlager m.fl.: Iron(III)oxid. Fra Gale Science In Context nr. 2, 2006, s. 371-375.
Internetadresse:
http://ic.galegroup.com.bib479.bibbaser.dk/ic/scic/ReferenceDetailsPage/ReferenceDetails
Window?failOverType=&query=&prodID=SCIC&windowstate=normal&contentModules=
&mode=view&displayGroupName=Reference&limiter=&currPage=&disableHighLighting
=false&source=&sortBy=&displayGroup=&action=e&catId=&activityType=&scanId=&do
cumentId=GALE%7ccx3441700099 Besøgt d. 30.09.2012.
Litteratur:

Kristiansen, Kim Rongsted og Gunnar Cederberg: Aurum Kemi for gymnasiet 2. 1. udg.
Forlaget: Malling Beck, 2007.

Mygin, Helge: Kemi 1. 1.udg. Forlaget: P. Haase & Søns Forlag AS 1990.

Strandgaard Andersen, Erik m.fl.: DATABOG Fysik og Kemi. Side 61-77. 9. udg.
Forlaget: F & K, 1980(første udgave).
Side II af X
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Internet:

Fagenes metode – Fysik og Kemi. Udgivet af Skive Gymnasium, (PDF-fil)
Internetadresse:
http://www.skivegym.dk/Files/Billeder/Fag/Faellesfag/Almen%20studieforberedelse/Videns
kabsteori/Fagenes_metode_fy_og_kemi.pdf
Besøgt d.19.09.2012.

Vor tids største udfordring. Udgivet af www.Politikken.dk, Cortzen, Jan
Internetadresse: http://politiken.dk/debat/kroniker/ECE541307/vor-tids-stoerste-udfordring/
Besøgt d. 19.09.2012

How to make water and oxygen on Mars. Udgivet af http://www.thenakedscientists.com
internetadresse: http://www.thenakedscientists.com/HTML/content/news-archive/news/898/
besøgt d.15.10.2012

Vand, Varm og Energi. Udgivet af www.experimentarium.dk. Internetadresse:
http://www.experimentarium.dk/fileadmin/user_upload/undervisning_pics/undervisningsforl
oeb_pics/xciters/xciters_pdf/Vandvarme_energi_www.pdf Besøgt d.15.10.2012.

Jordens befolkningstal er lige nu. Udgivet af www.galapagos.dk. Internetadresse:
http://www.galapagos.dk/geo_world_pop.asp Besøgt d.19.09.2012.

Første beboelige planet opdaget. Udgivet af www.natgeo.dk, (Artikel) Internetadresse:
http://natgeo.dk/videnskab/rummet/foerste-beboelige-planet-opdaget Besøgt d. 19.09.2012.

Mars flød måske med vand. Udgivet af www.natgeo.dk, (Artikel) Internetadresse:
http://natgeo.dk/videnskab/rummet/mars-floed-maaske-med-vand Besøgt d. 19.09.2012.

Development of a luminescence planetary surface dating instrument.
Udgivet af www.COPERNICUS.org, internetadresse:
http://adsabs.harvard.edu/abs/2012EGUGA..1410326J besøgt d.15.10.2012

Mars Science Laboratory. Udgivet af www.nasa.gov
Internetadresse: http://www.nasa.gov/mission_pages/msl/index.html Besøgt d.10.12.2012

Billede til forsiden. Udgivet af www.nasa.gov
Internetadresse:http://www.nasa.gov/centers/ames/images/content/135861main_marsconcep
t-4.jpg Besøgt d.15.10.2012
Redigeret af Simon Arnhild Larsen
Side III af X
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Bilag nr. 1
Beregning af hvorvidt reaktionen er exo- eller endoterm
Beregning af
for reaktionen
Ved opslag i bogen DATABOG fysik og kemi finder vi enthalpi-værdierne23




(
((
)
(
)
(
)
(
(
))
(
)
(
))
)
Overstående udregninger bekræfter, at det er en endoterm reaktion.
23
Strandgaard Andersen, Erik. - 1980
(Litteratur)
Side IV af X
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Bilag nr. 2
Beregning af ligevægtskonstantens placering.
Jeg benytter Van’t Hoff ligningen til beregning af ligevægtskonstantens placering.
Gaskonstanten R’s værdi findes i DATABOG fysik kemi24
Beregnet i bilag nr. 1.
Jeg bestemmer den absolutte temperatur til at være:
findes i DATABOG fysik kemi25




(
(
24
25
)
(
(
)
))
(
(
(
)
(
))
)
(Litteratur)
(Litteratur)
Side V af X
Nyborg Gymnasium
Nu indsættes de kendte værdier, hvor
Ved
samt
28. oktober 2012
er variable.
bliver ligevægtskonstanten
Ligningen løses for K vha. CAS-værktøjet WordMat.
Ifølge mine beregninger vil udbyttet af produkter være meget højt.
Side VI af X
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Bilag nr. 3
Beregning af Gibbs - energi
Jeg finder
26
værdierne i DATABOG fysik kemi som er bestem ved




(
((
)
)
(
(
(
)
))
(
(
)
(
))
)
Dette betyder, at min reaktion er endergon og ikke vil forløbe spontant eftersom
26
(Litteratur)
Side VII af X
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Bilag nr. 4
Forsøgsopstilling for reducering af
Reaktionen mellem magnesium og salpetersyre danner brint. Da brint er lettere end luft, vil denne
forsøgsopstilling danner en kontakt mellem jern(III)oxid og brint.
Side VIII af X
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Bilag nr. 5
Cyklussen for udvindingen af ilt på Mars.
3.
Vand som
produkt bliver
genbrugt.
1.
Elektrolyse af
vand
2.
Reduktion af
Jern(III)oxid
bliver
lagret.
bliver brugt
som reaktant
Side IX af X
Nyborg Gymnasium
28. oktober 2012
Bilag nr. 6
-
Citat fra e-mail med Ebbe Norskov Bak (29. aug. 12)
”Hej Simon,
Jeg har desværre ikke mulighed for at lave sådanne målinger. Jeg har
snakket med Svend Knak Jensen fra kemisk institut, og han siger, at
det ikke ligefrem er trivielt at lave sådanne målinger, og at det
heller ikke er noget, han kan hjælpe med.”
-
Citat fra e-mail med Niels Micheal Petersen (12. sep. 12)
”Hej Simon
Undskyld det tog så lang tid at svare dig - vi har desvære ikke et UV spektrometer på instituttet”
-
Citater fra e-mail med Frants Roager Lauritsen henholdsvis (27. aug. 12) & (23. sep. 12)
”Desværre er en del af vores veludstyrede laboratorier lukket ned dette efterår, som følge af ombygning.”
”Hej Simon,
Omkostningerne ved at udføre forsøget er såmænd meget begrænsede forudsat man har en ovn, som er godkendt til at
arbejde ved høj temperatur og med eksplosive gasser.
Desværre så er der ingen ved FKF som har en sådan ovn.”
-
Citat fra e-mail med Morten Bo Madsen (13. sep. 12) & (13. sep. 12)
”Jeg har heller ikke hverken et UV-spektrometer eller et massespektrometer til rådighed.
Selv er jeg ikke i tvivl om at reaktionen som du beskriver den vil kunne finde sted i praksis.”
”Når man arbejder med brint og oxidationsmidler skal du vide at den reaktion, hvorved vand dannes er yderst exoterm”
-
Citat fra e-mail med Mette Rousøe (18. sep. 12)
”Kære Simon.
Tak for din mail. Jeg kan desværre ikke være meget til hjælp - jeg kan ind imellem hjælpe med at få hul igennem til en
forsker, men kan ellers ikke tilbyde rådgivning i tilfælde som dit.”
-
Citat fra e-mail med Ulrik Nørum (22. sep. 12)
”Hej Simon,
Beklager den sene tilbagemelding. Jeg har talt med et par uni-folk på SDU, som jeg kender fra min tid dér, men det
lader til, at de siger det samme som Frants Roager Lauritsen i din besked: Laboratorierne er lukket ned, og det er en
potentielt farlig reaktion... Jeg har endvidere set på SDU's hjemmeside, at de også nævner laboratorieombygningen som
årsag til, at de ikke tager så mange SRP-opgaver ind, som de plejer..”
Side X af X

Optimering af iltudvindelse på Mars

Transcription

Similar documents

HJÚNABAND Hósdagin 7 apríl kl. 19.30 kemur Steen Palmqvist at

Sikkerhedsdatablad

Marts 2013 - EUC Sjælland

MARS MELLEMKOMMUNAL ADVARSELS- OG

nterview med Andreas og Anne-Sofie

Reaktionskinetik - Flere til science

1-2014_web - Kvindetid.dk

SRP Matematik_Samfundsfag 12-tal Den økonomiske krise

til opslagstavlen Karby Kuber (Den gamle skole i Karby

Nr. 33 Linn Støkken Nielsen