Hoe lang is er nog voldoende zuurstof?

Probleem:
Jaarlijks wordt 5 gigaton koolstof in de vorm van fossiele brandstoffen verbrand. Knabbelt dat niet aan onze zuurstofvoorraad?

Oplossing:
We berekenen hierna de noodzakelijke hoeveelheid zuurstof die voor de verbranding van 5 GT koolstof nodig is. Daarna berekenen we de in de atmosfeer aanwezige hoeveelheid zuurstof. Aansluitend vergelijken we de beide getallen met elkaar.

1. Verbruik aan zuurstof:

 

 

    

Berekening van het volume van deze hoeveelheid zuurstof:

     

 

 

Volume van verbruikte O2:

V(verbr.) = 9,34 · 103 km3

 

2. Voorraad zuurstof in de atmosfeer:
Vervolgens berekenen we het volume van de atmosfeer in normale omstandigheden:

Hoogte van de atmosfeer onder normale omstandigheden = 7,99 km (afgerond: 8 km).

   V(Atm.) = V(Aardbol + Atm.) – V(Aardbol) (km3)

   V(Atm.) = 4/3 (r + 8)3 – 4/3 r3

   r = 6,370 103 km    (r + 8) = 6,378 · 103 km

   r3 = 2,5848 1011 km3    (r + 8)3 = 2,5945 · 1011 km3

   V(Atm.) = 4,1888 · 9,75 · 108 km3

   V(Atm.) = 4,08 · 109 km3

Eén vijfde daarvan is  zuurstof.

In de atmosfeer is dus aan zuurstof voorhanden:

   V(O2) = 8,168 · 108 km3 (Massa: 1,17 · 106 Gt)

3. Vergelijk:

 

 

   

(men kan ook van te voren de massa vergelijken.)

Er wordt slechts 0,0114 promille zuurstof uit de aardatmosfeer verbruikt voor de jaarlijkse verbranding van 5 GT koolstof.

4. Verbranding van koolwaterstoffen:

Betrekt men daar nog waterstof bij (overeenkomstig een optimale brandstof-modelverbinding -CH2-), stijgt deze waarde naar

0,0114 + 0,0114/2 = 0,0171 Promille

Bij deze berekening werd nog geen rekening gehouden met de permanente regeneratie van zuurstof door fotosynthese.

5. Wat is er voor de biologische afbraak van biomassa nodig?

Bij de voortdurende biologische afbraak van biomassa wordt jaarlijks 100 gigaton koolstof door oxidatie omgezet. Het verbruik aan zuurstof is daarbij  een factor 20 hoger dan bij de verbranding van fossiele brandstoffen, dus 20 · 0,0171 = 0,342 Promille.

De uitkomst:
We kunnen vasthouden aan het gegeven dat het verbranden van fossiele brandstoffen voor de energievoorziening van geen betekenis is voor de zuurstofbalans in onze atmosfeer.


Diese Seite ist Teil eines großen Webseitenangebots mit weiteren Texten und Experimentiervorschriften auf Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie. Letzte Überarbeitung: 16. April 1999, Dagmar Wiechoczek

Home