Vážení čtenáři, žáci a milí vyučující, pracovní učebnice, kterou právě otevíráte, je určena pro obory všeobecně vzdělávacího předmětu chemie s rozsahem výuky omezeným na jeden rok v jedné nebo ve dvou vyučovacích hodinách týdně.
Jejím cílem je, aby si žáci upevnili důležité poznatky z chemie potřebné pro běžný i profesní život. Důraz je kladen na všeobecné znalosti z oblasti chemie, které staví na základní úrovni žákovské znalosti chemických konceptů.
Vychází přitom z obsahu rámcových vzdělávacích programů, které vymezují obsah výuky chemie jako všeobecně vzdělávacího předmětu varianty B.
Věříme, že se vám i vašim žákům bude s učebnicí dobře pracovat.
K učebnici je připraven návrh věcného obsahu tematického plánu.
Najdete ho na webových stránkách nakladatelství Eduko.
Řešení všech úloh je ke koupi na stránkách www.eduko.cz.
Autoři: doc. RNDr. Svatava Janoušková, Ph.D.; PhDr. Václav Pumpr, CSc., Ing. Mgr. Diana Chrpová, Ph.D.; RNDr. Pavel Teplý, Ph.D.; PhDr. Martin Čapek Adamec, Ph.D.; RNDr. Eva Stratilová Urválková, Ph.D.
Lektoři: prof. PhDr. Martin Bílek, Ph.D.; doc. Ing. Jan Pánek, CSc.
Odpovědný redaktor: Ing. Jan Šolta, CSc.
Vydalo v roce 2025 EDUKO nakladatelství, s. r. o., Horkého 2209/4, 143 00 Praha 4
Vyrobila Tiskárna Daniel s. r. o., Bellova 124, 109 00 Praha 10
Učebnice jako celek představuje soubor těchto témat:
Chemie v domácnosti 5 Chemie v obchodě 7 Přeprava nebezpečných látek .......................... 8
Skladování a zacházení s chemickými látkami 9
Únik nebezpečných látek a požár.
Víte, jak se přitom chovat? 10
Co mají společného potápěči a sodovka? 12
Sedimentace, filtrace a destilace v kuchyni 13
Jak fungují čističky vzduchu? 14
Tuky a voda – nepřátelé, nebo kamarádi? ............ 15
Vzlínavost vody pomáhá i škodí 16
Co se děje s odpadní vodou, než se dostane zpět do přírody? 17
Jak se vyrábí pitná voda v České republice? 19
Proč v létě provzdušňujeme rybníky?
Je mezi kažením masa a topením v kamnech
odpad? Do bioplynové stanice s ním!
stanice pohonných hmot
Pneumatiky – letní, zimní, či celoroční?
Skleníkový efekt
Není alkohol jako alkohol
Kyseliny v přírodě
Látky, které přinášejí vůně a chutě
PET, či PES?
Mikroplasty všude, kam se podíváš 57
Likvidace plastů
Jde to i jinak? Co třeba cirkulární ekonomikou?
Bílkoviny nebo proteiny? Proč jsou důležité? ........
ADEK! Co znamenají tato čtyři velká písmena?
Vitamin C – záchrana námořníků před kurdějemi
Jednoduché sacharidy a lidský organismus
Potraviny bio, nebo s postřikem?
Jak prodloužit trvanlivost potravin?
Léčiva, léky, léčivé rostliny a doplňky stravy
58
60
62
63
65
67
68
69
71
Každé téma obsahuje:
● Název (nadpis umístěný vlevo) a označení tematického okruhu podle věcného obsahu tematického plánu k této učebnici (umístěné vpravo).
● Motivační text. Uvádí žáka do vyučovaného kontextu a má u něho vzbudit zájem o danou problematiku.
● Výkladový text. Stručně shrnuje nejdůležitější poznatky daného tématu pro běžný život.
● Doplňkový text. Dodává další zajímavé informace pro zájemce o probírané téma (nemusí být vždy uveden).
● Úlohy. Žáci je řeší buď s pomocí výkladového (případně doplňujícího) textu, aplikací svých znalostí ze základní školy, dohledáváním informací na internetu nebo v jiných zdrojích, či dedukcí. Dospívají tak k dalším důležitým poznatkům. Svá zjištění korigovaná vyučujícím žáci vpisují do volného prostoru pod úlohou.
Témata jsou zařazena do těchto tematických okruhů:
Chemické látky a jejich vlastnosti
Směsi
Oddělování složek směsí
Voda a vzduch
Prvky, jejich vlastnosti a využití
Chemické reakce a jejich průběh
Významné oxidy
Významné hydroxidy
Kyselost a zásaditost látek
Vybrané anorganické sloučeniny a jejich využití v praxi
Piktogramy používané v učebnici:
výkladový text
úloha pokus internet nápověda Ú1 ! ?
doplňkový text
Uhlovodíky a vybrané deriváty uhlovodíků a jejich využití v běžném životě
Klimatická změna
Vybrané deriváty uhlovodíků a jejich využití v běžném životě
Plasty, jejich význam v životě člověk a dopad na životní prostředí
Bílkoviny jako součást živých organismů
Vitaminy a sacharidy a jejich význam v životě člověka
Chemie v každodenním životě
Doporučený postup práce s učebnicí:
1. Společně se žáky se čte úvodní motivační text, který navodí řešené téma.
2. Žáci samostatně čtou výkladový text a barevně si v něm označují to nejdůležitější. Následně se mohou vyučujícího zeptat, čemu nerozumí.
3. Žáci samostatně nebo ve dvojici vyřeší první úlohu (nejlépe na papír mimo učebnici). Poté při společné diskuzi pod vedením vyučujícího dospějí ke správnému řešení. Správné řešení si žáci mohou zapsat do připraveného volného místa v pracovní učebnici. Vyučující sám zváží, do jaké míry chce do vepisování správného řešení zasahovat (může jej promítnout, nadiktovat, nechat žáky psát samostatně).
4. Takto se postupuje u všech úloh, které vyučující považuje za relevantní.
5. Na konci vyučovací hodiny vyučující shrne poznatky k danému tématu. Pokusy jsou určené zejména pro domácí prostředí.
6. Většina témat je na sobě obsahově nezávislá. Každé je připraveno zhruba na jednu vyučovací hodinu.
Praktické rady do výuky z naší praxe:
Práce žáky víc baví, pokud si mohou některé téma sami vybrat. Proto jich do učebnice zařazujeme více, než je možno v daném školním roce probrat.
Shora uvedený postup práce s učebnicí je potřeba samozřejmě oživovat, zařazením videa, vlastním výkladem, skupinovou prací apod. Jednotlivá témata jsou nicméně dobrým základem pro všechny tyto přístupy.
CHEMIE V DOMÁCNOSTI
Možná jste na internetových stránkách či sociálních sítích zaznamenali různé tipy efektivního uklízení. Některé stránky propagují tradiční přírodní látky jako jedlou sodu, ocet či citronovou šťávu, které jsou šetrné vůči životnímu prostředí. Jiné naopak propagují různé typy čisticích přípravků na podlahu, sporák, koupelnu nebo zanesený odpad. Při použití některých chemických látek je třeba dbát na bezpečnost.
Pro čištění a dezinfekci domácností používáme chemikálie, které mohou být nebezpečné. Jedná se o prostředky, jako je SAVO originál nebo Fredy, které obsahují látky žíravé a nebezpečné pro životní prostředí. S takovými prostředky je nutné pracovat s použitím ochranných rukavic a brýlí. Je také třeba důkladně větrat.
Velmi nebezpečné je také míchání různých druhů čisticích prostředků, protože hrozí otrava toxickými plyny. S těmito látkami je třeba pracovat obezřetně a vždy podle pokynů výrobce. ?
Výstražné signály (piktogramy)
SAVO, Domestos Fredy
Doma (či v drogerii) najděte alespoň tři různé přípravky, při jejichž použití byste měli použít ochranné pomůcky (rukavice, brýle).
Na etiketě hledejte výstražné symboly uvedené výše.
Na vyřazené kousky bavlněného oblečení naneste kapku čisticích přípravků s dezinfekčními účinky (SAVO, Domestos apod.). Nechte 5 minut působit, pak důkladně propláchněte vodou a pozorujte, co se stalo. Při pokusu dbejte bezpečnostních opatření – vezměte si gumové rukavice a brýle. Napište stručně, co jste pozorovali.
Pokud doma čistíte odpad, obvykle používáte přípravek, který obsahuje hydroxid sodný, nebo dokonce používáte čistý hydroxid sodný (louh) přímo v jeho pevném skupenství (bílé vločky). Jak byste měli postupovat (jaká je první pomoc), když se vám při čištění dostane hydroxid sodný na pokožku?
Malé děti jsou velmi zvídavé, láká je vše, co je barevné. Vše chtějí ochutnat. Proto je v domácnostech s malými dětmi potřeba dávat na chemické látky (a to včetně pracích prostředků), které jsou často v zajímavých barevných lahvích, velký pozor. Otravy čisticími prostředky patří k nejčastějším otravám dětí u nás. Jaká opatření byste s domácí drogerií měli udělat, abyste předešli možné otravě?
Představte si, že se staráte o mladšího sourozence. Jste venku a po malé chvíli nepozornosti zjistíte, že sourozenec ochutnává lákavé červené bobule z nedalekého keře. Co uděláte? Nevíte, zda jsou bobule jedlé, nebo jedovaté, ani kolik jich dítě snědlo. Podobná situace může nastat i doma, kdy dítě najde a ochutná léky nebo čisticí přípravky. Na internetu najděte, co je Toxikologické informační středisko, a do telefonu si uložte jeho číslo.
Jste svědky nebezpečné události ohrožující zdraví i majetek (např. požár, únik nebezpečných látek). Na jakou linku tísňového volání je nejvhodnější tuto situaci ohlásit?
a) 155
b) 150
c) 158
d) 112
Který z následujících postupů při používání chemických čisticích prostředků v domácnosti je správný a bezpečný?
a) Při použití více přípravků je vhodné je kombinovat, aby byl úklid účinnější.
b) Při práci s chemikáliemi není nutné větrat, pokud se jedná o běžné čisticí prostředky.
c) Při používání silných a neředěných čisticích prostředků je důležité mít ochranné pomůcky, jako jsou rukavice či brýle, a dodržovat pokyny na etiketě.
d) Není nutné číst etikety, pokud výrobek dobře známe a používáme ho pravidelně.
CHEMIE V OBCHODĚ
Drogerie, lékárny a hobbymarkety jsou místa, kde můžeme sehnat prakticky všechny chemikálie potřebné pro domácnost, zahradu či dílnu. Od pesticidů přes kyseliny, ředidla, karbid vápníku až po peroxid vodíku. Když se tyto látky volně prodávají, tak musejí být přeci bezpečné. Nebo ne?
Skutečnost, že se chemikálie prodávají v drogeriích, lékárnách nebo hobbymarketech, neznamená, že nemají nebezpečné vlastnosti. Že se jedná o nebezpečnou látku, poznáme jednoduše podle výstražných symbolů na etiketě.
Pokud se jedná například o látku žíravou, najdeme na obalu symbol. Z těchto důvodů je nutné si vždy před použitím přečíst návod k použití, ale i k likvidaci použitých chemikálií, protože některé jsou nebezpečné nejen pro člověka, ale i pro životní prostředí.
Varovné symboly na obalu s ředidlem 6006
Prodej některých chemických látek je omezen. Vyhledejte na internetu (např. v online drogerii), za jakých podmínek se dá koupit peroxid vodíku (30% či 35%).
Kyselina chlorovodíková se běžně prodává jako 31% vodný roztok. Jaké nebezpečné vlastnosti tato kyselina má? Může si ji koupit kdokoliv?
Proč se doporučuje pro práci s roztoky detergentů (dříve označovaných jako saponáty) při ručním praní prádla nebo mytí nádobí používat pryžové rukavice?
Pryžové rukavice
V obchodě s barvami nebo v některých drogeriích můžeme koupit ředidlo s označením 6006, jak je znázorněno na obrázku v horní části stránky. To se používá například při čištění štětců po natírání syntetickými barvami. Která všechna z následujících tvrzení o ředidlu jsou pravdivá?
Pokud si nevíte rady, podívejte se na obrázek a dohledejte symboly na něm na internetových stránkách.
a) Ředidla jsou nehořlavé látky, které lze bezpečně skladovat v blízkosti zdrojů tepla.
b) Ředidla jsou silné zásady, které při kontaktu s pokožkou způsobují popáleniny.
c) Ředidla jsou hořlavé látky, které by měly být skladovány mimo dosah dětí a zdrojů tepla.
d) Ředidla jsou látky, které mohou vyvolat alergickou kožní reakci či podráždění očí.
e) Ředidla nejsou nebezpečná pro životní prostředí, protože snadno těkají.
Žíravina
PŘEPRAVA NEBEZPEČNÝCH LÁTEK
Všimli jste si někdy nákladních aut nebo vlaků, které byly označeny zvláštními oranžovými tabulkami? To jste právě potkali vozidlo přepravující nebezpečné chemické látky. Cedule se od sebe liší číslicemi, které jsou na nich uvedeny. Přemýšleli jste o tom, proč to tak je?
Přeprava nebezpečných chemických látek se řídí Mezinárodní dohodou o přepravě nebezpečných věcí označovaných zkratkou ADR. Na autech jedoucích po silnicích to poznáte podle symbolů (piktogramů) nebezpečnosti a oranžové tabulky s dvěma čísly, tzv. Kemlerovým kódem. Horní číslo udává nebezpečné vlastnosti přepravované látky, dolní číslo upřesňuje, o jakou látku se jedná.
Zjistěte, co se skrývá pod kódem na obrázku.
Hledejte tzv. UN kód neboli identifikační číslo látky.
Vytvořte tabulku Kemlerova kódu pro přepravu kapalného dusíku.
Hledejte tzv. UN kód neboli identifikační číslo látky.
Jsou lokality, kterými se nesmí vůbec přepravovat nebezpečné látky – snadno hořlavý materiál, výbušniny nebo jinak nebezpečné látky. Jak jsou označena na silnicích taková místa? Vyberte jednu z nabízených možností.
Jedna z největších katastrof v České republice byla způsobena při přepravě benzenu v Hustopečích nad Bečvou. Proč bylo nezbytné rychle a bezpečně likvidovat benzen uniklý při havárii vlaku v Hustopečích nad Bečvou?
a) Benzen je toxická látka, která se v přírodě okamžitě rozkládá, benzen sám toxický není, ale látky, které jsou produktem jeho rozkladu mají toxický charakter.
b) Benzen je silně kyselá látka, která způsobuje takové okyselení v půdě a vodě, že v něm není možný život po dobu několika desetiletí.
c) Benzen je vysoce toxická a karcinogenní látka, která může kontaminovat podzemní i povrchové vody a ohrozit ekosystémy i lidské zdraví.
d) Benzen je toxická karcinogenní látka. Ve vodě je nerozpustná, a proto neškodí vodním organismům. Naopak organismům na souši škodí.
Cisterna s ADR značením
S chemickými látkami a jejich směsmi přicházíme do kontaktu každý den. Často si ani neuvědomujeme, že zubní pasta, krém na ruce nebo mycí prostředek jsou směsi obsahující různé chemické látky. Většina z těchto látek nemá nebezpečné vlastnosti, ale když se podíváme na etikety pracího prášku, tablet do myčky nebo čističů toalet, tak tam najdeme výstražné symboly. Co znamenají a jak s těmito prostředky zacházet?
Při používání chemických látek a jejich směsí je třeba se vždy seznámit s jejich nebezpečnými vlastnostmi. Zda má chemická látka nebo směs nebezpečné vlastnosti, by mělo být na první pohled patrné z etikety, na které najdeme výstražné symboly. Podrobnější informace pak najdeme v bezpečnostním listu, který s chemickou látkou dodává prodejce. Tam jsou uvedeny nejen nebezpečné vlastnosti látek a směsí (oddíly 2 a 3), ale také důležité informace o jejich skladování (oddíl 7), stálosti (oddíl 10) a likvidaci (oddíl 13). Nastane-liv souvislosti s použitím takto označených látek nějaký problém, voláme záchrannou službu 155 (v případě ohrožení života) nebo Toxikologické informační středisko (TIS) 224 919 293, kde nám poradí.
Výstražné symboly (piktogramy)
Najděte bezpečnostní list pro kyselinu sírovou v koncentrovaném stavu (96 % a více). Vyhledejte a napište, jaké má nebezpečné vlastnosti kyselina sírová (H-věty) a jak je třeba s ní bezpečně zacházet (P-věty).
Najděte bezpečnostní list pro peroxid vodíku (35 %). Vyhledejte, jaké má nebezpečné vlastnosti (H-věty) a jak s ním bezpečně zacházet (P-věty).
Piktogramy (výstražné signály), které označují různé typy látek, jsou poměrně intuitivní, tzn. že i bez jejich znalosti můžeme dovodit, co znamenají. K popisům těchto látek přiřaďte pomocí písmen správné piktogramy: – látka nebo směs nebezpečná pro životní prostředí – toxická látka nebo směs – žíravina
ÚNIK NEBEZPEČNÝCH LÁTEK A POŽÁR. VÍTE, JAK SE PŘITOM CHOVAT?
Možná jste si všimli oranžových cedulek nad levými zadními koly nákladních automobilů nebo na cisternách nákladních železničních vagonů. Pokud ne, tak až příště pojedete autem nebo vlakem, všimněte si jich. Budete překvapeni, kolik se jich na silnicích a kolejích pohybuje. Tato auta a vlaky přepravují většinou nebezpečné chemické látky. Auta i vlaky mohou přirozeně havarovat, i když se to nestává příliš často. Jak se chovat, když uniknou nebezpečné chemické látky při přepravě nebo při výrobě nebo když začne hořet?
Číslo nahoře označuje nebezpečí (např. 2 – plynná látka, 3 – hořlavá látka, 6 – toxická látka, 8 – žíravá látka) a číslo dole určuje, o kterou přepravovanou látku jde. V našem případě jsou to zleva benzin, propan-butan a amoniak.
V případě, že unikne nebezpečná látka, ale její únik nedoprovází požár, je třeba v zájmu ochrany zdraví dodržovat tato pravidla:
1. Nikdy se nepřibližujeme k místu havárie.
2. Urychleně vyhledáme úkryt (nejlépe v nejvyšším patře zděné budovy a v místnosti odvrácené od místa výskytu havárie).
3. Zavřeme dveře, okna a odstraníme netěsnosti, kterými by látky (zejména plynné) mohly pronikat dovnitř.
4. Chráníme si dýchací cesty, obličej a oči (například uzavřenými lyžařskými brýlemi, čepicemi, mokrými šátky či kapesníky přes obličej).
5. Vyvarujeme se fyzické námahy.
6. Pomůžeme starým a nemohoucím lidem a malým dětem.
7. Sledujeme zprávy na internetu, v televizi, rozhlase nebo jiném mediu. V některých případech můžeme obdržet i SMS zprávu od záchranného systému. Zbytečně netelefonujeme, abychom nepřetěžovali síť a ta mohla sloužit ke komunikaci záchranných složek a dalších důležitých subjektů (např. obecního úřadu).
V případě, že unikne nebezpečná látka a její únik doprovází požár a přitom jsme v uzavřeném prostoru (např. doma, ve škole, v obchodě), tak většinou opouštíme uzavřenou místnost s tím, že si chráníme alespoň obličej výše uvedenými prostředky. Pokud je čas, tak provedeme také tyto úkony:
1. Vypneme elektrické spotřebiče.
2. Uzavřeme přívod plynu a vody.
3. Ověříme, že všichni v domě vědí, že mají opustit prostory domu.
4. Vezmeme s sebou domácí zvířata.
Vezmeme evakuační zavazadlo, uzamkneme byt a dostavíme se na místo podle pokynů pracovníků záchranného systému.
Představte si, že po vyučování opouštíte školu a slyšíte houkat sirénu kolísavým zvukem po dobu 140 sekund. Předtím není ohlášena zkouška sirén rozhlasem.
Co by všichni měli správně udělat?
a) Vrátit se okamžitě do školy a vyslechnout pokyny zaměstnanců školy.
b) Zůstat stát, protože je to nějaké cvičení armády.
c) Urychleně se vydat domů.
d) Začít známým telefonovat a zjišťovat, co si o tom myslí.
Uveďte alespoň 5 příkladů věcí (mimo vody a trvanlivých potravin), které podle vás nesmí chybět v evakuačním zavazadle a které dokážete sami v rychlosti odnést.
Může se stát, že zvukem varovných sirén nebo vlastními smysly zjistíte stav ohrožení nebezpečnými látkami. Doplňte vždy dva příklady improvizovaných prostředků, kterými si budete chránit určité části vašeho těla.
a) oči
b) dýchací cesty
c) hlava
d) celý povrch těla
Dokázali byste vysvětlit, proč se máme při úniku nebezpečných látek přesunout do nejvyšších pater budovy?
Většina uniklých nebezpečných látek jsou plyny nebo rychle se vypařující kapaliny.
Určitě jste si všimli, že lahev nebo plechovka se syceným nápojem začne šumět, když se rychle otevře. Čím je to asi způsobeno? Věděli jste, že potápěči, kteří se vynořují z hloubky, musí dodržovat bezpečnostní přestávky a nesmí se vynořit se příliš rychle? Jinak by mohly plyny rozpuštěné v jejich tělních tekutinách také prudce vyšumět a poškodit okolní tkáně, případně ucpat některou důležitou cévu a způsobit tak infarkt, popř. mozkovou mrtvici.
Potápěči prsty signalizující, že je vše OK
Množství plynu, které se může rozpustit v kapalině, např. v syceném nápoji, závisí na teplotě a okolním tlaku. Čím větší tento tlak je, tím více plynu se v kapalině rozpustí. V lahvích se sycenými nápoji je v kapalině rozpuštěn především oxid uhličitý, který neustále z kapaliny vyprchává do prostoru nad hladinou a opět se do kapaliny vrací, až se tlak nad hladinou ustálí. Za běžných podmínek je tlak plynů nad hladinou o něco vyšší, než je tlak okolního vzduchu. Při rychlém otevření uzávěru prudce poklesne tlak v lahvi, část plynu uteče ven a zároveň se sníží rozpustnost plynu rozptýleného v nápoji. Proto se v něm začnou tvořit bublinky a kapalina šumí.
Při potápění do hloubek menších než 50 m dýchají potápěči stlačený vzduch, který obsahuje velké množství dusíku. Ten v lidském těle chemicky nereaguje, proto se nemůže při jeho přebytku tkáněmi vstřebat, ale zůstává rozpuštěný v krvi. Při rychlém vynoření dojde k prudkému poklesu okolního tlaku, sníží se rozpustnost dusíku v krvi a ten utvoří miniaturní bublinky. Bublinky pak pronikají stěnami cév do okolních tkání a způsobují bolestivé pocity, zejména ve velkých kloubech. Tento stav se označuje jako dekompresní nebo také kesonová nemoc a může přetrvávat i několik dnů po potápění. Léčí se pobytem v přetlakové (dekompresní) komoře naplněné kyslíkem (viz obrázek).
Proč je lahev s minerálkou nejprve pevná na omak, ale po otevření je měkká?
Do prostoru nad hladinou uniká plyn rozpuštěný v kapalině.
Potápěč v hyperbarické komoře
Na etiketě některého syceného nápoje najděte údaj o množství oxidu uhličitého, kterým byl nápoj nasycen. Odpovídá tento údaj rozpustnosti oxidu uhličitého ve vodě za běžných podmínek?
Zůstane v nápoji všechen rozpuštěný oxid uhličitý, když se lahev otevře?
Na jakém principu funguje léčba dekompresní (kesonové) nemoci v přetlakové komoře naplněné kyslíkem?
V přetlakové (dekompresní) komoře je zvýšený tlak i větší množství kyslíku, než je za běžných podmínek ve vzduchu.
Chemické postupy nás obklopují nejen v laboratoři, ale i v běžném životě. Každý den se setkáváme s procesy, které umožňují oddělit různé složky směsí, aniž bychom si to uvědomovali. Když vaříme kávu, připravujeme domácí limonádu nebo třeba vyrábíme v pálenici alkohol, používáme techniky, které chemici využívají v laboratoři.
Při sedimentaci (usazování) se pevné částice v kapalině usazují na dno nádoby pod vlivem gravitace. V kuchyni můžeme tento proces pozorovat například při přípravě nefiltrované „turecké kávy”. Když zalijeme mletou kávu horkou vodou, pevné kávové částice jsou nejprve rozptýleny ve vodě a poté se začnou usazovat u dna šálku, zatímco nahoře zůstává čirá káva.
Filtrace je metoda, kterou můžeme oddělit pevné částice od kapaliny pomocí filtračního média (filtru), například filtračního papíru, vaty nebo kusu látky. V kuchyni se s filtrací setkáváme např. při přípravě filtrované kávy, kde kávový filtr odděluje kávovou sedlinu od tekutého nápoje.
Destilace je proces, při kterém se kapalina zahřívá, mění se na páru a ta následně opět kondenzuje na kapalinu (destilát). To umožňuje oddělit kapaliny s různými body varu, i když v některých případech jen částečně. Destilace se využívá také při výrobě pálenky (destilátů). Při její výrobě probíhá dvojí až trojí destilace, přičemž po poslední destilaci ze surového destilátu vzniká (po naředění speciálně upravenou vodou) pálenka, kterou pijeme. Proces je založen na skutečnosti, že teplota varu alkoholu (ethanolu) je nižší než teplota varu vody. V páře a následně i ve výsledném destilátu je obsah alkoholu vyšší, než byl v původní destilované směsi.
Domácí destilační zařízení pro přípravu pálenky ?
Připravili jste si šálek nefiltrované turecké kávy. Popište, co se stane, když kávu necháte chvíli stát. Jak byste vysvětlili tento proces?
Uvědomte si, jak vypadá kávová sedlina v šálku po vypití kávy.
Chcete připravit čistou citronovou šťávu z čerstvě vymačkaných citronů, ale šťáva obsahuje malé kousky dužiny a pecky. Jaký kuchyňský nástroj použijete a jaký proces tím provádíte?
Čím můžeme zachytit větší pevné částice rozptýlené v kapalině?
Při konečné úpravě pokrmů zvané flambování („opalování“) potřebujeme použít pálenku s vysokým obsahem alkoholu, máme však k dispozici pouze víno. Jaký proces by se dal použít a jaké jsou hlavní kroky tohoto procesu?
Využijeme rozdílnou teplotu varu alkoholu a vody obsažené ve směsi a speciální kuchyňské vybavení.
Sklenice s tureckou kávou s částečně usazenou sedlinou
Příprava filtrované kávy
Ú3
Chemie je všude kolem nás, a dokonce i vzduch, který dýcháme, má své chemické tajemství. Může se zdát, že vzduch je zcela čistý a bezbarvý, ale ve skutečnosti obsahuje mnoho neviditelných částic. V některých oblastech se v něm mohou vyskytovat i škodlivé látky, které ovlivňují naše zdraví. Ale co kdybychom vám prozradili, že existuje způsob, jak tuto neviditelnou „chemii“ vzduchu ovlivnit a jak znečištěný vzduch přeměnit na zdravější?
Filtrace je jedním z klíčových procesů, který se používá k odstraňování nečistot a škodlivých částic z ovzduší v čističkách vzduchu. Tento proces je založen na principu zachycení pevných částic nebo kapek rozptýlených ve vzduchu, a to za pomoci filtrů.
Prvním stupněm filtrace je mechanická filtrace. Vzduch, který obsahuje různé částice, prochází skrz síto nebo filtr s jemnými otvory. Tyto otvory jsou dostatečně malé na to, aby zadržely většinu pevných částic, jako jsou prach, pyl a další mikroskopické částice.
Druhým stupněm filtrace je filtrace pomocí aktivního uhlí. To má velký povrch a schopnost absorbovat zejména organické látky (dokonce i jejich jednotlivé molekuly), které mohou být ve vzduchu přítomné. Aktivní uhlí také pohlcuje těžké kovy.
Třetím stupněm filtrace je filtrace pomocí HEPA filtru. HEPA filtr je vyroben z hustého vlákenného materiálu, který zachytí až 99,97 % částic o velikosti 0,000 000 3 m. To zahrnuje také alergeny, některé bakterie a viry a další mikroskopické nečistoty, které by mohly být přítomny ve vzduchu.
Jistě jste si všimli, že slovo HEPA připomíná nějakou zkratku. Pomocí internetového vyhledávače zjistěte, co se za jednotlivými písmeny skrývá.
Zadejte vhodný vyhledávaný text, např. „HEPA filtr zkratka“.
Čistička vzduchu
Uhlíkové filtry
Jaký je hlavní rozdíl mezi mechanickou filtrací a filtrací pomocí aktivního uhlí? Dokáže filtr s aktivním uhlím zachytit i pachy?
Pročtěte si informace ve výkladovém textu a posuďte, jak velkými částicemi jsou tvořeny látky, které vnímáme čichem.
Proč je HEPA filtr tak důležitý ve filtračním procesu čističky vzduchu?
Ve vzduchu mohou být také mikroorganismy, které je potřeba zachytit.
TUKY A VODA – NEPŘÁTELÉ, NEBO KAMARÁDI?
Proč se na polévce tvoří mastná oka a na pokožce namazané krémem se voda nerozlévá a zůstávají na ní jen jednotlivé kapky? Možná jste si všimli, že mastnota a voda se navzájem odpuzují. Mastná špína jde čistou vodou špatně smýt. Když se dostane benzin nebo nafta do vody, shromažďují se na jejím povrchu a s vodou se těžko promíchávají.
Běžně se setkáváme s celou řadou kapalin, které se mezi sebou nemísí a mají tendenci se oddělit. Přesto je z nich možné vytvořit směsi – emulze. Emulze vznikne protřepáním dvou vzájemně nemísitelných kapalin, např. oleje a vody. Delším stáním dojde opět k jejich oddělení. V této chvíli je možné fáze směsi oddělit, protože se mezi nimi vytvoří ostrý, okem patrný předěl (rozhraní). Horní fáze se dá odsát či odlít. Pro získání spodní fáze je potřeba mít směs v nádobě s otvorem u dna – např. kanystr s kohoutem. V laboratoři se používají dělicí nálevky.
Ve formě emulzí se vyrábějí pleťová mléka, krémy, drezinky, u nichž rozdělení směsi není žádoucí. Aby k oddělení fází nedošlo, přidávají se do nich emulgátory. Mléko je přírodní emulze, ve které je mléčný tuk rozptýlený ve vodném prostředí a mléčná bílkovina slouží jako emulgátor.
Do sklenice dejte 2 lžíce jedlého oleje a 4 lžíce vody. Směs rozšlehejte vidličkou, nechte chvíli stát a pozorujte, co se stane. Po několika minutách přidejte ještě lžičku žloutku a znovu směs vyšlehejte. Jak se chování směsi při stání změní?
Jakou úlohu má žloutek v předchozím pokusu?
V předchozím textu jsme již uvažovali o látkách, které udržují směs nemísitelných kapalin v rozptýleném stavu.
Na internetu vyhledejte, které látky se používají jako emulgátory v potravinářském průmyslu. Jsou uvedeny ve složení výrobku na obalech?
Po rozdělení emulze se vytvoří dvě vrstvy. Na ilustračním obrázku je znázorněna olejová vrstva nahoře a vodná vrstva dole. Podle které fyzikální veličiny charakteristické pro danou látku se dá určit pořadí vrstev?
Při rozdělování tohoto typu směsí hraje nejdůležitější roli gravitační síla.
Vodní hladina pokrytá benzinem
Dělicí nálevka
Máte starý dům, třeba chalupu s narušenou kamennou podezdívkou či z neodizolovaných cihel? Pokud je dům špatně izolovaný od půdní vlhkosti, může mezi kameny či cihlami stoupat voda a v domě se dělá plíseň nebo odpadá omítka. A to pak musíte řešit. K tomuto jevu dochází kvůli vzlínavosti vody.
Vzlínavost vody se projevuje jako stoupání vody oproti gravitační síle směrem vzhůru. Je způsobena kapilárními jevy. Ty nastávají především v kapilárách – úzkých trubičkách, které jsou součástí některých materiálů. Vzlínavost vody můžeme pozorovat na následujících okolnostech: – voda stoupá ze základů budov výše, – voda stoupá v zemi z větších hloubek k jejímu povrchu, – voda stoupá z kořenů rostlin do celého jejich těla, – pot se odvádí na povrch tkaniny tzv. funkčního prádla. Je to proto, že ve všech uvedených případech jsou ve zmíněných objektech malé prostory tvaru kapiláry (póry).
Vytvoříme si květ z papíru podle obrázku 1 a vystřihneme jej. Okvětní lístky s pomocí tužky svineme do středu květu a vytvoříme tak papírové poupátko, jak to vidíme na obrázku 2. Poupátko položíme na hladinu vody např. na talíři či míse. Pozorujeme, co se s květem děje. Zamyslete se a vysvětlete vaše pozorování. Pokud si nevíte rady, přečtěte si opět výkladový text.
V papíru, který jste použili pro pokus, jsou jistě póry (kapiláry).
Barevný roztok stoupající květem vede k obarvení květu
Obr. 1 Obr. 2
Opět to souvisí se vzlínavostí vody v půdě. Ú1
Vysvětlete, proč se po setí, když málo prší, někdy pole válcuje, a naopak v horku (když déle neprší) se záhony okopávají.
Dokážete vysvětlit, proč se venku ve funkčním prádle cítíte dobře při pohybu, ale když se nepohybujete a jen stojíte na místě, je vám brzy chladno?
Ve funkčním prádle stále probíhají kapilární jevy.
Vzlínající vlhkost na špatně izolované stavbě
CO SE DĚJE S ODPADNÍ VODOU, NEŽ SE DOSTANE ZPĚT DO PŘÍRODY?
Odpadní voda, která odtéká z našich domácností, průmyslových podniků a dalších zařízení, nemůže být vypuštěna zpět do prostředí. Obsahuje znečišťující látky, které by mohly poškodit životní prostředí a ohrozit zdraví lidí i zvířat. Proto musí být před návratem do vodních toků nebo jiných přírodních systémů důkladně vyčištěna v čistírnách odpadních vod. A jak čištění probíhá? Principy čištění vod se mohou lišit. Jinak se čistí voda v kořenových čistírnách, jinak v domácích čistírnách, jinak v průmyslových podnicích, ale i velké městské čistírny vod mohou mít princip čištění různě složitý, například co se týká dodatečného odstraňování dusíku a fosforu z odpadních vod.
1. Čerpací stanice
2. Hrubé česle
3. Odstranění písku a kalu
4. Primární sedimentace
5. Aerace a biologická redukce
6. Konečná sedimentace
7. Dezinfekce a finální čištění
Průběh procesu čištění odpadních vod
Proces čištění odpadní vody pro velké čistírny zejména komunálních vod (mj. vod z domácností, škol, služeb) zahrnuje následující kroky.
1. Mechanické čištění: Prvním krokem je odstranění velkých nečistot a hrubých materiálů, jako jsou kusy plastů, papír, textilie nebo písek. To se provádí pomocí hrubých česlí, sít a usazovacích nádrží, které zachytí tyto materiály a zabrání jejich vstupu do dalších částí čističky.
2. Biologické čištění: V tomto kroku se odpadní voda dostává do biologických reaktorů, kde se pomocí mikroorganismů (kvasinek, plísní, bakterií ad.) rozkládají organické látky přítomné ve vodě. Tyto mikroorganismy využívají organické znečištění jako zdroj energie a živin, čímž ho přeměňují na neškodné látky, jako je voda, oxid uhličitý a minerální soli.
3. Terciární (chemické) čištění: Některé látky, které nelze odstranit mechanickým ani biologickým čištěním, vyžadují chemické procesy. Chemické čištění se zaměřuje na odstranění zbytkových znečišťujících látek a zajišťuje, že voda splňuje přísné normy kvality.
4. Usazování a filtrace: Po biologickém a chemickém čištění voda prochází dalšími usazovacími nádržemi, kde se oddělují zbytkové pevné částice. Poté někdy ještě následuje filtrace přes pískové nebo membránové filtry, které zachytí nejjemnější částice a mikroorganismy, které přežily předchozí kroky.
5. Odvodnění a likvidace kalu: Během čištění vody vzniká také odpadní kal, který obsahuje zbylé pevné látky a mikroorganismy. Tento kal musí být odvodněn a často se dále zpracovává (po hygienizaci kalu, tj. snížení množství choroboplodných zárodků chemicky nebo fyzikálně) například kompostováním, případně, to již bez hygienizace, může být použit jako zdroj energie v bioplynových stanicích, kde se z něj získává methan.
Po absolvování těchto kroků je vyčištěná voda dostatečně kvalitní, aby mohla být bezpečně vypuštěna zpět do řek, jezer nebo jiných vodních systémů, aniž by ohrozila životní prostředí.
Obecní čistička odpadních vod
Vedle velkých komunálních čistíren existují také malé čistírny odpadních vod, které mohou být instalovány u jednotlivých domů. Tyto malé čistírny fungují na podobném principu jako větší zařízení, ale jsou navrženy tak, aby zpracovávaly menší objem odpadní vody, a čištění v nich obvykle nezahrnuje chemické čištění a zpracování kalu. Správná údržba a používání těchto zařízení, včetně omezení používání agresivních chemikálií, je klíčové pro jejich efektivní provoz a ochranu životního prostředí.
Proč je nezbytné mechanické čištění jako první krok při zpracování odpadní vody?
Domovní čistička odpadních vod
Proč nesmíme do domácího odpadu vylévat chlorové čisticí prostředky, pokud má dům svoji malou čističku odpadní vody?
Uvědomte si, co mohou způsobovat mikroorganismům čisticí prostředky s obsahem chloru.
Jaký je účel chemického čištění?
Uvedli jsme, že při terciárním čištění odpadních vod dochází k odstraňování dusíkatých látek a látek obsahujících fosfor. Proč je tento krok důležitý, když dusík i fosfor patří mezi biogenní prvky nezbytné pro život organismů?
Rozpomeňte se na letní období, když jdete kolem vodních nádrží a zejména rybníků, jak tyto útvary vypadají. Občas v některých přehradách hygienici nedoporučují koupání.
Voda, kterou pijeme, musí splňovat přísné hygienické normy. Získává se z různých zdrojů, jako jsou řeky, jezera nebo podzemní vody, a následně se zpracovává v úpravnách vody. Vodu čistí a připravují tak, aby byla bezpečná pro lidskou spotřebu. Jak to probíhá?
zachytávání surové vody vločkování usazování dezinfekce skladování
distribuce
filtrace
Proces úpravy vody je složen z několika kroků, z nichž každý hraje klíčovou roli v odstranění různých typů nečistot a zajištění kvalitní pitné vody. Zde jsou uvedeny všechny hlavní operace se zdrojovou vodou, zejména vodou povrchovou. Pokud je zdrojová přírodní voda čistá (např. voda podzemní), provádí se úprava vody jiným postupem, kde první dvě fáze úpravy neprobíhají.
1. Předběžná úprava: Prvním krokem je odstranění velkých nečistot a mechanických částic, jako jsou listy, větvičky nebo hrubé sedimenty. To se obvykle provádí pomocí hrubých filtrů nebo sítek, které zachytí větší nečistoty.
2. Vločkování: Následuje proces vločkování (koagulace a flokulace), kdy se do vody přidávají určité chemikálie. Tyto látky způsobují srážení jemných částic, které se shlukují do větších útvarů (flokulí), jež lze snadněji odstranit.
3. Usazování: Tento proces umožňuje zbavit vodu většiny nerozpuštěných nečistot, a to i tehdy, když se neprovádí vločkování.
4. Filtrace: Poté je voda filtrována přes vrstvy písku a následně, v případě většího znečištění zdrojové vody, i přes vrstvu aktivního uhlí. Filtrace odstraňuje zbývající jemné částice, organické látky a některé mikroorganismy. Aktivní uhlí navíc pomáhá odstraňovat zápach a látky, které by měnily chuťové vlastnosti (organoleptické vlastnosti) vody.
5. Dezinfekce: Je klíčovým krokem pro zajištění bezpečnosti vody. Ve větších úpravnách u nás se používá ozon nebo UV záření. Tyto metody poskytují vysokou úroveň dezinfekce bez zanechání zbytků chemikálií. Předtím, než voda odchází do rozvodů pitné vody, je ještě obohacena o malé množství chemických látek. Jedná se především o chlor nebo jeho sloučeniny. Ty zabraňují kontaminaci vody v potrubí patogenními mikroorganismy, jako jsou bakterie a viry. Dokud se v ČR kohoutková voda dezinfikovala jen chlorem, tak nepříjemně zapáchala.
6. Úprava pH a stabilizace: Na závěr se upravuje pH vody, aby se dosáhlo optimální hodnoty (6,5–9,5), která je bezpečná pro spotřebitele a zároveň šetrná k rozvodné síti. Často se přidávají i látky zpomalující korozi potrubí.
Po absolvování těchto kroků je voda připravena k distribuci do domácností a ke komerčním spotřebitelům, kde je konzumována jako pitná. Tento komplexní proces zajišťuje, že voda z přírodních zdrojů splňuje všechny hygienické normy, je bezpečná pro lidské zdraví a na mnoha místech v ČR také chutná.
Vodní dílo Švihov (Želivka) – největší vodárenská nádrž v ČR
Proces čištění pitné vody
Proč je nutné vodu z přírodních
Jaký je hlavní princip chemické úpravy vody v úpravnách?
Sledujte ve výkladovém textu všechny fáze, kde se chemické látky při úpravě vod využívají.
Proč se „špinavá” zdrojová voda ve vodárnách po chemické úpravě často ještě dále filtruje přes vrstvy písku a aktivního uhlí?
Pokud vám dodávají do domu i teplou vodu a nemáte vlastní ohřev, najdete na vyúčtování (faktuře) za vodu položku TV nebo TUV, což znamená teplá voda nebo teplá užitková voda. Ta se získává ohřevem pitné vody. Tato voda je sice hygienicky nezávadná, ale nemá se používat na pití a vaření, ale pouze na mytí, koupání, umývání nádobí a zařízení domácností, praní prádla, úklid prostorů. Odhadněte, proč tomu tak je.
