koolstofdioxide en zuurstofgas in gesloten ruimten

• Chemie
• Secundair onderwijs

koolstofdioxide en zuurstofgas in gesloten ruimten

Wat weet je over koolstofdioxide?

Wat is de koolstofdioxideconcentratie nu in deze ruimte?

00:43

Hoe noemt men het proces dat sigarettenrook ook terecht komt bij niet-rokers in een ruimte?

1. osmose
2. diffusie
3. verdunning
4. ventilatie

01:16

Wat betekent: "koolstofdioxide is een proxy voor besmettingsgevaar?"

1. Hoe meer koolstofdioxide hoe beter je het virus opneemt.
2. Koolstofdioxide bevindt zich erg dicht bij een aerosol.
3. De concentratie aan koolstofdioxide zegt iets over het besmettingsrisico.
4. De koolstofdioxideconcentratie is een maat voor hoe goed of hoe slecht een ruimte is geventileerd.

01:30

Wat is de concentratie aan koolstofdioxide in de lucht?

1. 300 ppm
2. 400 ppm
3. 300 ppb
4. 400 ppb

Hoeveel V% komt overeen met 400 ppm koolstofdioxide?

1. 0,04 V%
2. 0,4 V%
3. 4 V%
4. 40 V%

Waarom bevat de grafiek een zaagtandstructuur?

0,1 V%

1 V%

2 V%

> 2 V%

> 8 V%

verwarring, bewusteloos, paniekaanvallen

afname geestelijke prestatie

dodelijk

verdoofd gevoel

hoofdpijn en sufheid

Wat is een veilige concentratiegrens van koolstofdioxide in een gesloten ruimte?

1. 0,08 V%
2. 0,1 V%
3. 0,12 V%
4. 1 V%

Oefening

In rust ademt een volwassene per minuut gemiddeld 16 maal een 0,5 liter lucht in en uit. Van die 0,5 liter gaat er telkens maar 0,35 liter in en uit de longen, de overblijvende 0,15 liter blijft achter in de neus- en keelholte en in de luchtpijp. Per minuut komt er dus 16 x 0,35 liter = 5,6 liter lucht in de longen.

De lucht die de longen binnengaat, bevat 21 V% zuurstofgas en 0,04 V% koolstofdioxide. De lucht die de longen verlaat bevat 16 V% zuurstofgas en 4 V% koolstofdioxide.

Een woonkamer heeft een lengte van 5 meter, een breedte van 4 meter en een hoogte van 2,5 meter. Daarin komt precies om 8 uur een gezin van zes volwassenen binnen die er vier uur verblijven.

a. Bereken het volume (liter) aan koolstofdioxide en zuurstofgas om 8 uur in de woonkamer.

b. Bereken de hoeveelheid (in V% en ppm) koolstofdioxide en zuurstofgas die om 12 uur in deze woonkamer aanwezig is. Volgens heel strenge normen is het gehalte aan koolstofdioxide dan best niet hoger dan 0,08 V% en het zuurstofgehalte niet lager dan 12 V%.

Oefening

Gegeven:  

Vruimte = 5 . 4 . 2,5 = 50 m³ = 50 000 L

t = 4 u 6 personen 5,6 L/min

V%(CO₂) = 0,04 V%

V% (CO₂) uitgeademd = 4 V%

V% (O₂) = 21 V%

V% (O₂) uitgeademd = 16 V%

Gevraagd:

V% (CO₂) na 4 u = ?

V% (O₂) na 4 u = ?

a. Bereken het volume (liter) aan koolstofdioxide en zuurstofgas om 8 uur in de woonkamer.

a. Bereken het volume (liter) aan koolstofdioxide en zuurstofgas om 8 uur in de woonkamer.

V (CO₂) om 8u = V% . V = 0,04/100 . 50 000 = 20 L = 2 . 10¹ L

V (O₂) om 8u = 21/100 . 50 000 = 10 500 L = 1,1 . 10⁴ L

Wat is het volume koolstofdioxide in de uitgeademde lucht? Wat is het volume zuurstofgas dat opgenomen is door de personen?

Wat is het volume koolstofdioxide in de uitgeademde lucht? Wat is het volume zuurstofgas dat opgenomen is door de personen?

V lucht tot uitgeademd = 5,6 L / min . 4u . 60 min . 6 pers = 8064 L

V (CO₂) in totaal uitgeademde lucht = 4/100 . 8064 = 322,56 L

V (O₂) uit de lucht opgenomen = (21-16)/100 . 8064 = 403,2 L

Hoeveel koolstofdioxide en zuurstofgas zit er na 4u in de ruimte?

Hoeveel koolstofdioxide en zuurstofgas zit er na 4u in de ruimte?

TOT (CO₂) = 20 L + 322,56 L = 342,56 L

TOT (O₂) = 10 500 L – 403,2 L = 10.096,8 L

Wat is de concentratie aan koolstofdioxide en zuurstofgas in de ruimte na 4u? (in V%)

Wat is de concentratie aan koolstofdioxide en zuurstofgas in de ruimte na 4u? (in V%)

V% (CO₂) = 342,56 / 50 000 L . 100 = 0,68512 V% = 7 . 10^-1 V%

V% (O₂) = 10 096,8 / 50 000 L . 100 = 20,1936 V% = 2,0 . 10¹ V%

Zijn de grenswaarden voor koolstofdioxide en zuurstofgas overschreden?

Zijn de grenswaarden voor koolstofdioxide en zuurstofgas overschreden?

De grens van 0,08 V% is overschreden voor koolstofdioxide (0,67 V%).

De grens van 12 V% is niet overschreden voor zuurstofgas (20,2 V%).

Opmerking: ventilatie

Waarom geen groene planten in een ziekenhuiskamer?

Oefening

Een mens van 70 kg verbruikt in rust ongeveer 17,5 liter zuurstofgas per uur. Een kamerplant van 0,5 kg verbruikt ongeveer 0,05 liter zuurstofgas per uur.

In een ziekenkamer slapen twee zieken van 70 kg gedurende 8 uur en staan er ook 5 kamerplanten die elk 0,5 kg wegen.

a. Hoeveel liter zuurstofgas verbruiken die twee personen en die vijf planten tijdens een nacht van 8 uur?

b. Wat is dan de zuurstofconcentratie (V%) na zo een nacht in een ziekenhuiskamer van 4 m breed, 6 m lang en 2 m hoog?

c. Wat zou de zuurstofconcentratie (V%) zijn na zo een nacht zonder de twee planten?

Oefening

Gegeven: 

V ruimte = 5 . 6 . 2 = 48 m³ = 48 000 L

t = 8 u

2 personen tegen 17,5 L/min

5 planten tegen  0,05 L/min

V% (O₂) = 21 V%

Gevraagd:

V (O₂) opgenomen door patiënten = ?                           V (O₂) opgenomen door planten = ?

V% (O₂) na 8 u = ?                                                                     V% (O₂) na 8 u zonder planten = ?

Hoeveel zuurstof opgenomen door patiënten? Hoeveel zuurstof opgenomen door de planten?

Hoeveel zuurstof opgenomen door patiënten? Hoeveel zuurstof opgenomen door de planten?

V zuurstof opgenomen door patiënten 

= 17,5 L / h . 8h . 2 pers = 280 L = 3 . 10² L

V zuurstof opgenomen door planten 

= 0,05 L / h . 8h . 5 planten = 2 L

Hoeveel liter zuurstofgas is er nog aanwezig in de ziekenhuiskamer na 8 uur?

Hoeveel liter zuurstofgas is er nog aanwezig in de ziekenhuiskamer na 8 uur?

V (O₂) uit de lucht opgenomen = 280 L + 2 L = 282 L

V (O₂) nog aanwezig in kamer = 10 080 – 282 = 9798 L

V (O₂) nog aanwezig in kamer zonder planten = 10 080 – 280 = 9800 L

Bereken de concentratie aan zuurstofgas met en zonder planten in de ziekenhuiskamer (V%)?

Bereken de concentratie aan zuurstofgas met en zonder planten in de ziekenhuiskamer (V%)?

V% (O₂) alles = 9798 / 48 000 L . 100 = 20,4125 V% = 2 . 10¹ V%

V% (O₂) geen plant = 9800 / 48 000 L . 100 = 20,417 V% = 2,0 . 10¹ V%

practicum

• koolstofdioxide aanmaken + identificeren
• zuurstofgas aanmaken + identificeren
• oefening: doe dezelfde berekeningen (V% koolstofdioxide en zuurstofgas) voor het lokaal waar we nu inzitten (na twee lessen van in totaal 100 minuten) en ga ervan uit dat er geen ventilatie is gedurende deze twee lesuren.