LE 1 Flashcards

1
Q

(1.1) Uit te leggen hoe het opbouwproces van elementen heeft plaatsgevonden na de oerknal, waarbij je specifiek ingaat op het ‘kernfusieproces’ en het ‘neutronenproces’.

A

Kernfusie in sterren (onder extreem hoge temperaturen) zorgde voor de omzetting van waterstof tot helium, waarna helium weer overging in het element koolstof. (Opbouwproces van elementen tot ijzer.)

Elementen ‘hoger’ dan ijzer ontstaan via een neutronenproces dat op gang kom wanneer steren tegen het einde van hun ‘leven’ ontploffen (supernova).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

(1.1) Uit te leggen hoe ons zonnestelsel is ontstaan, waarbij je gebruik maakt van de termen oernevelmaterie, condensatie, kernfusie, materiedifferentiatie, radioactief verval.

A

Het overgrote deel van de oernevelmaterie kwam bij de condensatie (materieconcentratie als gevolg van massa-aantrekking) terecht in de zon. Als gevolg van deze grote massa kwam het kernfusieproces op gang. Doordat er materiedifferentiatie plaats vond, waarbij zwaarder ijzer naar beneden is gezakt, zijn er verschillende lagen in de aarde/aardkorst ontstaan. Door radioactief verval van niet-stabiele elementen zijn nieuwe elementen ontstaan. Doordat het verval ervan stabiel verloopt kunnen we dit gebruiken worden voor tijdsmetingen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

(1.1) Uit te leggen hoe de drie belangrijkste gesteentegroepen (metamorfe, magmatische en sediment gesteenten) zijn ontstaan.

A

Metamorfe gesteenten zijn ontstaan uit oudere gesteente als gevolg van rekristallisatie en chemische reacties onder invloed van verhoging van temperatuur en druk.

Magmatische gesteenten zijn door stolling uit magma ontstaan.

Afzettings- of sedimentgesteenten zijn gevormd door het in laagjes afzetten van afbraakproducten van oude gesteenten (soms gemengd met plantaardige of dierlijke resten) door transport door water, ijs en/of wind, vorming door organismen en (bio)chemische neerslag.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

(1.1) Uit te leggen hoe een geologische relatieve tijdsindeling tot stand komt, waarbij je aangeeft waarom het wel mogelijk is om een relatieve tijdsindeling te maken met sedimentaire gesteenten, maar niet mogelijk is om met behulp van fossielen een relatieve tijdsindeling te maken in gebieden, die bestaan uit precambrische, magmatische of metamorfe gesteenten.

A

Met het maken van een relatieve tijdsindeling op basis van de biologische evolutie in gevonden fossielen kunnen géén absolute jaartallen gegeven worden aan de vondsten, alleen wat ouder en nieuwer was kon worden bepaald. Dit veranderde met de opkomst van radioactieve tijdsmeting. In magmatische of metamorfe gesteenten zitten te weinig (of zelfs géén) fossielen en fossielen in gesteenten uit het Precambrium zijn te onduidelijk en slecht herleidbaar.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

(1.1) Uit te leggen hoe isotopen in de materie (radioactieve tijdmeting) van de aarde en in buitenaardse gesteenten (meteorieten, maanstenen) gebruikt kunnen worden voor tijdmeting.

A

Isotopen hebben een relatief stabiel verval, waarbij je aan de hand van het vervalproces kunt meten hoeveel verval heeft plaatsgevonden en hoe lang dit proces heeft plaatsgevonden in het gesteente (dus hoe oud het gesteente is).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

(1.1) Uit te leggen hoe de biosfeer zich ontwikkeld moet hebben, wat de belangrijkste stappen of processen (denk aan fotosynthese en evolutie) in de ontwikkelgeschiedenis van deze biosfeer zijn geweest en waarom het leven in water is ontstaan.

A

Het precieze ontstaan van ‘leven’ is betwist (chemische reacties/buitenaards), maar het zal heterotroof zijn geweest (voedsel uit organische moleculen halen). Er was nog géén vrije zuurstof, waardoor ultraviolette straling vrij binnenkwam en destructief was voor aminozuren en eiwitten, waardoor leven waarschijnlijk ontstaan is in water (wat deze straling deels tegenhield) op diepten van minstens 10 meter. Door het ontstaan van chlorofyl houdende organismen die deden aan fotosynthese kon zuurstof in de atmosfeer komen, waardoor ultraviolet licht werd tegengehouden en leven op land mogelijk werd. Door het ontstaan van organismen met skelet bleven meer fossielen achter in het Cambrium t.o.v. Precambrium.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

(1.2) Uit te leggen welke drie krachtbronnen de bewegingen in systeem Aarde aandrijven (exogene energie, endogene energie en getijdenenergie).

A

Externe warmte, afkomstig van kernfusie in de zon = exogene energie. Invloed op atmosfeer; hydrosfeer en biosfeer. Bepaald klimaten, waterkringloop, erosie, transport van erosieproducten, sedimentatie en productie en verspreiding van organisch materiaal.

Interne warmte, geproduceerd door het verval van radioactieve elementen in de aarde = endogene energie. Voornamelijk radioactieve isotopen uranium, thorium en kalium. Zorgt voor geologische processen in en onder de aardkorst, bewegingen van gesteenten en mineralen zoals vulkanisme, aardbevingen en gebergtevorming.

Getijdenenergie van de aarde, afkomstig van de onderlinge aantrekkingskracht van aarde, maan en zon. Zorgt voor getijden en getijdestromen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

(1.2) Uit te leggen wat de termen lithosfeer en asthenosfeer betekenen.

A
Lithosfeer = oppervlak van de aarde (aardkorst en bovenste deel mantel koud/star).
Asthenosfeer = onderste deel mantel heet/taai/stroperig.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

(1.2) Uit te leggen wat het ‘Plaattektoniek-model’ inhoudt, waarbij u aangeeft wat de basisgedachte achter dit model is en hoe de huidige verdeling van continenten over het aardoppervlak is ontstaan.

A

De theorie dat alle continenten ooit een oercontinent (Pangea) vormden en dat door magmastromen in de aardmantal stukken aardkorst zijn afgebroken en veschoven (platentektoniek) en in de huidige plaats zijn terechtgekomen, later ondersteund door paleomagnetisch onderzoek van de oceaanbodem en onderliggende korst (magnetische polen wijzen kanten op die eerdere verbindingen tussen continent veronderstellen).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

(1.2) Uit te leggen hoe de oceanische lithosfeer wordt gevormd, waarbij je gebruik maakt van de termen continental drift en seafloor-spreading.

A

Continental drift = continent-verschuiving.
Seafloor spreading = verbreding of uitbreiding van de zeebodem.

Door het uiteen wijken van de oceanische lithosfeer in het centrale deel van een mid-oceanische rug en het opvullen van de ontstane spleten met stollend magma wordt steeds weer nieuwe oceanische lithosfeer gevormd.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

(1.2) Uit te leggen waarom het overgrote deel van de aardbevingen plaatsvindt langs de oceanische ruggen en bij de diepzeetroggen, waarbij je gebruik maakt van de termen spreidingsruggen, subductiezones en transformbreuken.

A

Uiteendrijving van de lithosfeer bij oceanische ruggen.

Spreidingsruggen = waar platen van elkaar af bewegen.

Subductiezones = waar oceanische lithosfeer verdwijnt in de mantel en waar platen naar elkaar toe bewegen / over elkaar heen geschoven (vaak met diepzeetroggen).

Transformbreuken = waar platen langs elkaar bewegen.

Deze beweging langs de grenzen van de aardplaten, waarlangs spreidingsruggen en diepzeetroggen zich ook bevinden (zelfde geologisch proces) loopt niet altijd soepel, waardoor aardbevingen ontstaan.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

(1.2) Uit te leggen wat de oorzaak is van de beweging van aardplaten, wat de relatie is tussen plaattektoniek en vulkanisme en de relatie is tussen plaattektoniek en gebergtevorming.

A

Door convectiestromen in de aardmantel vind veel beweging plaats in de lithosfeer (warme vloeistof stijgt doordat de dichtheid lager wordt, koudere vloeistof daalt). Aardplaten beweging zich voort door deze stromen, wat plaattektoniek genoemd wordt.

In subductiezones vind sterke opwarming plaats aan de bovenkant van de onderschuivende lithosfeer, waardoor deze smelt en opstijgt en er magmavorming kan optreden doordat gesteenten in de bovenmantel (asthenosfeer) smelten en boven de onderschuivende lithosfeer terechtkomen doordat water het smeltpunt van de gesteenten verlaagt. Beide processen veroorzaken warm opstijgend gesteente wat weer de oorzaak is van het ontstaan van vulkanen.

Gebergtevorming komt doordat continenten met elkaar in botsing komen en de sedimentpakketten aan de randen van deze continenten intens geplooid en vervormd worden door deze botsing.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

(1.3) De samenstelling van de belangrijkste soorten gesteenten (stollings-, metamorf- & sedimentair gesteente) die voorkomen in de aardkorst te herkennen.

A

Stollingsgesteente
Ontstaat door afkoeling en stolling van magma.

Metamorf gesteente
Ontstaat onder invloed van temperatuur/druk wanneer oorspronkelijke mineralen geheel of gedeeltelijk smelten en rekristalliseren.

Sedimentair gesteente
Ontstaat door verwering van gesteente waarna het sediment door diagenese in sedimentair gesteente wordt omgezet. (Kleimineralen en kwarts (SiO2) en kalksteen (CaCO3) of dolomiet MgCa(CO3)2 en zandsteen (SiO2).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

(1.3) De processen van de gesteentekringloop te beschrijven.

A

(Figuur 1.3.1)
Verwering & erosie = afbraak van alle soorten gesteente tot afzetting of sedimenten.

Sedimentgesteenten worden gevormd door druk en cementering van afzettingen/sedimenten.

Metamorfe gesteente worden gevormd onder grote hitte en druk (uit andere gesteentesoorten).

Het smelten en afkoelen/stollen van de verschillende gesteentesoorten vormt stollingsgesteenten.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

(1.3) de algemene karakteristieken van mineralen te herkennen, inclusief de structuur van de basale bouwsteen van silicaten uit te leggen waarom gesteente, dat diep in de aardkorst is gevormd, gevoelig is voor verwering aan het oppervlak.

A

De meeste mineralen bestaan uit een kation, positief geladen ion (of kationen) en enkelvoudig anion (negatief geladen ion) of samengesteld anion.

De meeste mineralen zijn gekarakteriseerd door ion-bindingen, covalente bindingen of een combinatie van deze twee. (Ook metaalbindingen zijn belangrijk.)

Alle mineralen worden gekenmerkd door een specifieke driedimensionale rooster- of kristalstructuur.

Silicaten zijn verbindingen die voornamelijk bestaan uit silicium (Si) en zuurstof (O), gecombineerd met elementen van andere metalen.

De basale bouwsteen van veel belangrijke silicaten is SiO4-tetraëder met silicum ion Si4+ in het centrum van een tetraëder (ruimtelijk viervlak) van vier zuurstofionen O2-.

Gesteente dat diep in de aardkorst is gevormd is gevoelig voor verwering aan het oppervlak doordat het plotseling wordt blootgesteld aan dramatisch veranderende condities (temperatuur variatie, minder druk, ruimschootse aanwezigheid zuurstof en andere gassen, veelal ruimschootse aanwezigheid water).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

(1.1) Aan te geven hoe de aarde is opgebouwd en uit te leggen waarom de aarde geen homogene massa is geworden, waarbij je gebruik maakt van termen differentiatie, gefractioneerde kristallisatie en selectieve extractie.

A

Het zwaardere element ijzer is bij de vorming van de aarde (aardkern) naar beneden gezakt door differentiatie, waarbij een kern van hoofdzakelijk ijzer met daaromheen een silicaatmantel is ontstaan.

De lichtste silicaten vormen de relatief dunne korst (lithosfeer), met daarboven atmosfeer met lichtere gassen.

Gesteenten zijn gevormd door een zeer langdurig proces van gefractioneerde kristallisatie, waarbij herhaaldelijk smelten en stollen verschillende gesteentetypen vormden.

Door selectieve extractie na het ontstaan van water en door het verschil in oplosbaarheid van gesteentes zijn sommige stollingsgesteenten geheel of gedeeltelijke in water opgelost.

17
Q

(1.3) De belangrijkste processen van mechanische verwering te beschrijven, alsook uit te leggen welk type materiaal wordt geproduceerd als mechanische verwering overheerst.

A

Mechanische verwering wordt veroorzaakt door de afname van druk als gevolg van verwijdering van bovenliggend gesteente, door het vriesdooien van water in scheuren in het gesteente, door vorming van zoutkristallen binnen het gesteente en door scheuren die ontstaan door plantenwortels of door holen gravende dieren. Dit wordt sterk bevorderd door erosie; de verwijdering van verweringsproducten, wat tot blootstelling van meer gesteente leidt. Mechanische verwering leidt tot meer sedimenten (mogelijk tot sedimentgesteenten, bij voldoende druk/verdichting/cementering).

18
Q

(1.3) De belangrijkste processen van chemische verwering te beschrijven, evenals de producten van chemische verwering van mineralen als veldspaat, ijzer/magnesium bevattend silicaten en calciet,

A

Chemische verwering is het resultaat van chemische veranderringen bij mineralen die onstabiel worden als ze zijn blootgesteld aan condities die gelden aan het gesteenteoppervlak.

Veldspaat wordt gemakkelijk door hydrolyse veranderd in kleimineralen zoals kaoliniet en opgelost calciumbarbonaat.

IJzer/magnesium bevattende silicaten (hier olivijn) ondervinden oxidatie naar opgelost ijzer, opgelost koolzuur en opgelost kiezelzuur. Het opgeloste ijzer wordt weer omgezet tot hematiet door een binding met zuurstof.

Calciet, de belangrijkste component van kalksteen is volledig oplosbaar in en (zwak) zure oplossingen naar calcium en bicarbonaationen.

19
Q

(1.3) Uit te leggen wat onder bodem wordt verstaan en de samenstelling te geven.

A

Bodem is de bovenste laag van de aardkorst tot zover deze beïnvloed wordt door ecologische processen. Menselijke activiteiten buiten betrekking gelaten is het bodem als het (1) organisch materiaal bevat, het (2) zich bevind in een toplaag van enkele tientallen centimeters van het oppervlak en het (3) van belang is voor duurzame plantentgroei.

Bodem bestaat uit:
45% mineralen, voornamelijk kleimineralen en kwarts (soms veldspaat/kleine stukjes gesteente)
5% organisch materiaal
50% ‘loze’ ruimte (lucht/water)

20
Q

(1.3) De relatieve hoeveelheden zand, silt en klei van een bodem te bepalen aan de hand van de
textuurdriehoek volgens het Amerikaanse USDA-classificatiesysteem.

A

Figuur 1.3.12
Hoeveelheden (in%) zand, klei en silt bepalen de naam van de bodem (en andersom zegt de naam wat over de samenstelling). (Let op waar de 0% en 100% staan bij het uitlezen!)

21
Q

(1.3) De relaties te bediscussiëren tussen verwering en bodemvorming, waarbij je ingaat op de factoren die van invloed zijn op bodemvorming zoals het moedermateriaal, het klimaat, reliëf, tijd, vegetatie en organismen, de oorsprong en samenstelling van bodemhorizonten te beschrijven.

A

Bodemvorming wordt veroorzaakt door accumulatie en afbraak organisch materiaal en door mechanische en chemische verweringsprocessen.

Factoren die hierbij van belang zijn:
[1] uitgangsmateriaal/moedermateriaal
Zorgt o.a. voor nutriënten in bodem en daarmee vruchtbaarheid.

[2] klimaat (gemiddelde temperatuur en hoeveelheden precipitatie/neerslag)
Zorgt o.a. voor afbraak en verwering (mechanisch en chemisch) van gesteenten. Warmer = sneller chemische verwering. Hoeveelheden water zijn kritisch bij de meeste fysische, chemische en biologische processen die zich in bodems afspelen.

[3] reliëf/verval
Bodems ontwikkeling zich niet op plaatsen met veel erosie en waterinfiltratie op vlak gebied is hoger.

[4] tijd
Bodemontwikkeling duurt lang, zelfs in ideale omstandigheden.

[5] vegetatie
Beïnvloed door moedermateriaal, reliëf en klimaat, maar helpt zelf met stabiliseren (tegengaan erosie) en wortels kunnen moedermateriaal afbreken. Belangrijkste bijdrage organisch bodemmateriaal. (Humus beïnvloed het vermogen tot water vast houden.

[6] invloed van organismen
O.a. stikstofkringloop. Zetten materiaal in bodem om. Breken organisch materiaal af.

Bodemprofielen Figuur 1.3.13 met horizonten
O = organisch materiaal
A = gedeeltelijk afgebroken materiaal / mineraal materiaal
E = uitspoelingshorizont / minder klei/ijzer, bleek grijs, zanderiger
B = inspoelingslaag / accumulatie klei, ijzer andere elementen
C = laag onvolledig verweerd materiaal

22
Q

(1.4) Uit te leggen hoe de atmosfeer voorziet in belangrijke voorwaarden voor het leven.

A

De atmosfeer vormt een beschermende laag tegen kosmische straling en absorbeert een deel van invallende zonnestraling en van de straling die de aarde uitzendt, waardoor warmte wordt vastgehouden en schadelijke ultraviolette straling wordt tegengehouden.

23
Q

(1.4) De verschillende lagen in de atmosfeer te beschrijven, alsook de kenmerken van die lagen.

A

De atmosferische massa bevind zich voor 99% in de onderste 30 kilometer van de dampkring, waardoor de luchtdruk snel afneemt hoe hoger je komt. Er wordt een verdeling gemaakt in lagen op grond van het verticale temperatuurverloop.

De onderste laag (direct aan aardoppervlak) is troposfeer, bepalend voor het alledaags weer. In de troposfeer is er sprake van 6,5 graad temperatuurafname per kilometer hoger. De tropopauze is de bovenste laag (8 tot 16 km, locatie afhankelijk). Het is een homogene samenstelling luchtmassa’s met erg variabel waterdampgehalte.

In de stratosfeer neemt de temperatuur neemt toe met de hoogte. Er is weinig menging met ander lagen. De sfeer is warmer door de absorptie van kortgolvige zonnestraling. De stratopauze vormt de bovenlaag, op ongeveer 50 kilometer. De ozonlaag bind zich op ongeveer in het midden van de stratosfeer.

In de zeer ijle mesosfeer neemt de temperatuur weer af naarmate je hoger komt.

In de buitenste/hoogstgelegen thermosfeer loopt temperatuur weer op naarmate je hoger komt (vanaf rond de 90 km hoog).

24
Q

(1.4) Aan te geven wat het verschil is tussen een stabiele atmosfeer en een instabiele atmosfeer.

A

In het algemeen zal een opstijgend luchtpakket zich in een atmosfeer bewegen waarin de temperatuur ook met de hoogte afneemt. Als de afname van de temperatuur van het stijgende luchtpakket sneller gaat, dan zal boven een zeker niveau de dichtheid van het luchtpakket groter worden dan die van de omringde lucht. Een verdere opstijging is niet mogelijk, er is prakte van een stabiele atmosfeer.

Als daarentegen de afname van de omgevingstemperatuur sneller verloopt, dan zal het dichtheidsverschil steeds groter worden (temperatuurverschil is groter geworden) en zal een versnelling van het opstijgende luchtpakket optreden. We spreken van van een instabiel atmosfeer.

Het proces waarbij de temperatuur van een gas daalt als de druk afneemt heet adiabatische expansie.

25
Q

(1.4) Uit te leggen wat we verstaan onder inversie, een inversielaag en een menglaag, en waarom deze kennis van belang is voor een milieuwetenschapper.

A

Bij een omkering in de temperatuurgradiënt (inversie genoemd) kan een luchtpakket niet meer verder stijgen. (In de troposfeer neemt de temperatuur plaatselijk toe met de hoogte, in plaats van dat deze afneemt.) De onderste laag wordt afgesloten door een inversielaag. De menging van verontreinigde lucht beperkt zich dus tot de onderste laag (daarom menglaag genoemd). Als deze lang aanhoud kan de hoeveelheid gezondheidsbedreigeinde gassen tot gevaarlijke concentraties oplopen.

26
Q

(1.4) Uit te leggen op procesniveau waarom het stralingsspectrum van de zon (gemeten op het aardoppervlak) verschilt van het spectrum dat de zon uitzendt.

A

Niet alle straling die de zon uitzendt bereikt het aardoppervlak. UV-C straling wordt geabsorbeerd door zuurstof in hogere lagen atmosfeer. Ozon absorbeert resterende UV-C straling en een deel van de UV-B straling, wat beschermd tegen de schadelijke invloed ultraviolet straling.

Het infrarode gedeelte van de straling wordt deels opgenomen door waterdamp en koolstofdioxide. De infrarode straling van de aarde wordt thermische infrarode straling genoemd.

27
Q

(1.4) Uit te leggen hoe het leven op aarde beschermd wordt tegen de schadelijkste invloed van ultraviolette straling (zonder in te gaan op specifieke golflengtes), waarbij een onderscheid gemaakt wordt tussen verschillende bandbreedten binnen het ultraviolette gedeelte van het spectrum.

A

Niet alle straling die de zon uitzendt bereikt het aardoppervlak. UV-C straling wordt geabsorbeerd door zuurstof in hogere lagen atmosfeer. Ozon absorbeert resterende UV-C straling en een deel van de UV-B straling, wat beschermd tegen de schadelijke invloed ultraviolet straling.

Het infrarode gedeelte van de straling wordt deels opgenomen door waterdamp en koolstofdioxide. De infrarode straling van de aarde wordt thermische infrarode straling genoemd.

28
Q

(1.4) Uit te leggen waarom de spectrale samenstelling van straling, die de aarde uitzendt, anders is dan die van de zon.

A

De aarde zend alleen straling uit die eerst op opgevangen, waardoor de aarde géén golflengtes kan uitzenden die niet (of slechts deels) door de dampkring komen.

29
Q

(1.4) Uit te leggen hoe het broeikaseffect van de atmosfeer werkt, welke broeikasgassen belangrijk zijn en welke consequenties dit heeft voor de warmtehuishouding van de atmosfeer.

A

De atmosfeer zend allerlei geabsorbeerde straling in allerlei richtingen terug uit, dus ook richting het aardoppervlak. Deze infrarode straling is een extra bron van energie voor het aardoppervlak en wordt ook wel atmosferische tegenstraling genoemd. Hierdoor is de temperatuur rond het aardoppervlak hoger dan wanneer er geen atmosfeer zou zijn (broeikaseffect).

Waterdam en koolstofdioxide zijn de belangrijkste broeikasgassen binnen het natuurlijke broeikaseffect. Andere belangrijke broeikasgassen zijn lachgas, ozon en methaan. Door mensen worden meer broeikasgassen uitgestotenen waardoor meer langgolvige straling wordt geabsorbeerd en terug wordt uitgezonden. Dit leidt tot klimaatverandering.

30
Q

(1.5) Uit te leggen waarom de uitwisseling van CO2 tussen atmosfeer en hydrosfeer (de oceanen, meren, rivieren, regenwater) van groot belang is.

A

CO2 wordt ook koolzuurgas genoemd. De uitwisseling ervan met water (voornamelijk in de oceaan) wordt het koolzuursysteem genoemd. Dit is zeer belangrijk voor de pH van water en deze wisselwerking vormt het grootste koolstofreservoir in de oceaan.

31
Q

(1.5) Te beschrijven hoe het koolzuurevenwicht eruit ziet nadat koolstofdioxide, ook wel koolzuurgas genoemd, is opgelost in water, en waarom we dit koolzuurevenwicht uit kunnen drukken in de volgende evenwichtsvergelijking: CO2 + H2O ⇄ H+ + HCO3-

A

Feitelijk is koolzuur te beschouwen als een oplossing van CO2 in water. Kleine concentraties koolzuur (H2CO3(aq)) worden verwaarloosbaar ten opzichte van de vele male grotere concentratie CO2(aq). Dit leidt ertoe dat de belangrijkst vergelijking CO2 + H2O ⇄ H+ + HCO3-, van gedeeltelijk gedissocieerd koolzuur in H+ en waterstofcarbonaat (bicarbonaat, HCO3-).

32
Q

(1.5) Uit te leggen hoe de concentratie koolzuurspecies (CO2, HCO3- en CO32-) in water afhangt van de pH (zoals weergeven in een verdelingsdiagram, zie figuur 1.5.1)

A

De belangrijkste koolzuurspecies in water zijn CO2(aq), HCO3- en CO32- (H2CO3- is in zeer kleine concentratie aanwezig en wordt inbegrepen bij CO2 concentratie). Bij een hoge pH (in sterk basisch milieu) neemt de H+concentratie af, waardoor de CO32- concentratie stijgt.

33
Q

(1.5) Aan de hand van het evenwicht CaCO3 (s) + H2O + CO2 (aq) ⇄ Ca2+ + 2HCO3- te beschrijven onder welke omstandigheden CaCO3 (aanwezig in kalksteen of in skeletjes van zeedieren) zal oplossen in water (bijvoorbeeld als onderdeel van een verweringsproces) of juist de neiging zal krijgen om neer te slaan.

A

Indien er er calciumionen aanwezig zijn, slaat calciumcarbonaat neer. Ca2+ + CO32- ↔ CaCO3(s). In de aanwezigheid van koolzuur lost CaCO3 op volgens de reactie CaCO3 (s) + H2O + CO2 (aq) ⇄ Ca2+ + 2HCO3-. De oplosbaarheid van CaCO3 neemt doe met toenemende (water)druk, evenals dat de concentratie CO2 bij toenemende waterdruk toeneemt (en bij lagere temperaturen).

34
Q

(1.5) Uit te leggen hoe de diepwatercirculatie in de oceanen werkt en hoe de golfstroom en het Noord Atlantische Diep Water het klimaat van Noordwest-Europa beïnvloeden.

A

Door ‘kou’ te transporteren naar de diepe oceaan en door de warme golfstroom intensiveren. Deze golfstroom ontstaat doordat NADW wordt gevormd doordat bij de vorming van zee-ijs water met een hoge saliniteit (zoutgehalte) achterblijft en naar de bodem zinkt, hierdoor ontstaat een grote ‘transpotband/conveyor belt’ aan waterstromen waarbij het koude, zoute, diep water wordt weggevoerd en via de oppervlakte relatief warm water terugstroomt.

35
Q

(I.O.) Aan te geven dat naast het versterkt broeikaseffect in de atmosfeer de toename van CO2 ook de oorzaak is van verzuring van de oceaan.

A

Zowel de opwarming van de atmosfeer als de verzuring van de oceaan wordt veroorzaakt door een toename van CO2 in de atmosfeer. De opwarming van de atmosfeer wordt veroorzaakt door het versterkte broeikaseffect, waarbij de extra CO2 voor meer atmosferische tegenstraling zorgt. De verzuring van de oceaan vindt plaatsdoordat door een toename van de concentratie CO2 in de atmosfeer het evenwicht van de evenwichtsreactie CO2 + H2O ⇄ H+ + HCO3- naar rechts verplaatst. Hierdoor komen er meer zure H+ waterstofionen in de oceaan komen. Door een toename van de H+ waterstofionen in de oceaan wordt de pH van de oceaan lager en dus zuurder.

36
Q

(I.O.) De evenwichtsvergelijking CO2 + H2O ⇄ H+ + HCO3- te kunnen gebruiken in uw uitleg hoe de verzuring van de oceaan ontstaat.

A

Zowel de opwarming van de atmosfeer als de verzuring van de oceaan wordt veroorzaakt door een toename van CO2 in de atmosfeer. De opwarming van de atmosfeer wordt veroorzaakt door het versterkte broeikaseffect, waarbij de extra CO2 voor meer atmosferische tegenstraling zorgt. De verzuring van de oceaan vindt plaatsdoordat door een toename van de concentratie CO2 in de atmosfeer het evenwicht van de evenwichtsreactie CO2 + H2O ⇄ H+ + HCO3- naar rechts verplaatst. Hierdoor komen er meer zure H+ waterstofionen in de oceaan komen. Door een toename van de H+ waterstofionen in de oceaan wordt de pH van de oceaan lager en dus zuurder.

37
Q

(I.O.) De evenwichtsvergelijking CaCO3 (s) + H2O + CO2 (aq) ⇄ Ca2+ + 2 HCO3- te kunnen gebruiken om de effecten van de verzuring van oceanen uit te leggen.

A

Dit proces is samen te vatten via de evenwichtsvergelijking CaCO3 (s) + H2O + CO2 (aq) ⇄ Ca2+ +2 HCO3-. Bij een toename van CO2 verschuift het evenwicht naar rechts met minder calciumcarbonaat als vast stof om een skelet mee te vormen.

Daarnaast speelt dat in de evenwichtsreactie HCO + H2O ⇄ CO32- + H+ door de toename van CO2 de oceaan zuurder wordt (meer H+ ionen) waardoor er minder Calciumcarbonaat (CO3 2- ) beschikbaar is voor de vleugelslakken om het externe skelet van op te bouwen.

Ook de evenwichtsvergelijking CaCO3 (s) + H2O + CO2 (aq) ⇄ Ca2+ + 2 HCO3- speelt een rol. De lysocline is namelijk de diepte in de oceaan waar de druk zo hoog is dat er meer CO2 opgelost kan zijn in de oceaan waardoor het evenwicht naar rechts verschuift en de vaste stof calciumcarbonaat in oplossing gaat. Door de verzuring van de oceaan als gevolg van een hogere CO2-concentratie in de atmosfeer hoef je minder diep te gaan om een CO2-concentratie te krijgen waarbij al het calciumcarbonaat in oplossing gaat.