Polttoaineiksi kutsutaan aineita, joiden palamisreaktioissa vapautuu runsaasti niihin sitoutunutta kemiallista energia. Reaktioon tarvitaan polttoaineiden lisäksi happea. Reaktiosta vapautuaa energiaa käytetään monin tavoin, esimerkiksi lämmitykseen ja sähkötuotantoon. Moottoriajoneuvot liikkuvat bensiinistä ja polttoöljystä saatavan energian voimin.

Polttoaineet luokitellaan niiden alkuperän mukaan kahteen ryhmään: fossiilisiin polttoaineisiin ja biopolttoaineisiin. Fossiiliset polttoaineet ovat miljoonien vuosien saatossa muodostuneet eloperäisestä aineesta, kuten eläinten ja kasvien jäännöksistä, eivätkä ne uusiudu. Jäännökset ovat hautautuneet maakerrosten alle ja puristuneet kasaan hapettomissa oloissa. Kovan paineen ja korkean lämpötilan ansiosta jäännöksistä on syntynyt hiilivetyjen seosta eli öljyä tai maakaasua. Öljy ja maakaasu ovat kasautuneet kivikerrosten alle muodostaen ns. taskuja. Näistä "taskuista" polttoaineeksi menevä öljy ja maakaasu sitten pumpataan maan pinnalle.

Maasta pumpattu raakaöljy kuljetetaan jalostamolle. Raakaöljy sisältää erilaisten hiilivetyjen lisäksi myös muita orgaanisia yhdisteitä, jotka sisältävät esimerkiksi rikkiä, typpeä ja happea. Öljynjalostus alkaa puhdistamisella, jossa öljystä poistetaan suolat ja muut epäpuhtaudet. Sitten öljy tislataan jakeiksi. Niitä ovat nestekaasut, bensiinit, polttoöljyt ja bitumi. Erotusmenetelmä perustuu siihen, että erilaiset jakeet erottuvat eri lämpötiloissa seoksesta, sillä niillä on erilainen kiehumispiste. Sen jälkeen aloitetaan jatkojalostus, jossa jakeiden ominaisuuksia parannetaan, esim. poistetaan rikki tai niitä reformoidaan ja krakataan. _{(reformointi=molekyylin atomien järjestystä muutetaan, krakkaus=suuria molekyylejä pilkotaan pienemmiksi)}

Fossiiliset polttoaineet eivät ole terveellisiä ympäristölle. Polttoaineiden palamisreaktiossa nimittäin syntyy hiilidioksidia ja vettä. Jos happea ei ole riittävästi, saattaa palamisreaktion tuotteena olla myös hiilimonoksidia ja vettä tai hiiltä ja vettä. Vettä lukuunottamatta nuo kaikki edellämainitut aineet ovat ympäristölle haitallisia. Hiilidioksidia tarvitaan kasvien yhteyttämisprosessiin, mutta kasvit myös sitovat hilidioksidia ja näin ollen kaikki hiilidioksidi ei keräänny ilmakehään. Fossiilisten aineiden hiili on ajan saatossa poistunut, ja näin ollen polttoaineiden hiilidioksidi jää ilmakehään. Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus ei tosin kasva, jos käytetään uusiutuvia polttoaineita.

Öljy sisältää aineita, kuten typpeä ja rikkiä, jotka muodostavat palaessaan haitallisia oksideja. Bensiini ei pala täydellisesti auton moottorissa, ja auto tuottaa pakokaasua, joka sisältää mm. nokea ja hiilivetyjä. Kuumassa moottorissa on myös ilmaa, ja typpi reagoi hapen kanssa, jolloin syntyy hapen oksideja. Näitä haitallisia pakokaasuja puhdistaa katalysaattori, jolloin tuotteena on typpikaasua, hiilidioksidia ja vettä.

Fossiilisia polttoaineita yritetään koko ajan korvata biopolttoaineilla. Fossiilisia polttoaineita on vaikea saada mm. hintansa takia, mutta on myös vaikeampaa pumpata sitä meren pohjasta kuin esimerkiksi ottaa jätettä ja puita biopolttoaineeksi. Polttoaineiden käyttötottumuksiin ja kulutukseen yritetään vaikuttaa myös verotuksella ja päästörajoituksilla ja uusien, vähemmän kuluttavien autojen suunnittelulla.

Biopolttoaineet ovat uusiutuvia, näistä esimerkkeinä biomassa ja biokaasu. Biomassaa saadaan eloperäisestä jätteestä, puusta, hakkuujätteestä sekä kasvien osista, jotka sisältävät tärkkelystä ja sokeria. Kun niitä kasvin osia poltetaan, vapautuu niistä runsaasti lämpöenergiaa. Biomassasta jalostetaan etanolia ja biodieseliä, joita voidaan käyttää esim. autoissa polttoaineena.

Biokaasua taas syntyy hapettomissa oloissa, kun eloperäinen jäte mädäntyy. Sisältö on pääasiassa metaania ja hiilidioksidia. Raaka-aineina biokaasun tuottamisessa käytetään esim. maatilojen biojätettä. kaatopaikkajätettä ja vedenpuhdistamoiden lietettä.

Biopolttoaineet ovat ympäristöystävällisempiä kuin fossiiliset polttoaineet sen takia, sillä biomassa sitoo yhteyttämisessä saman verran hiilidioksidia kuin siitä palamisen yhteydessä vapautuu. Biopolttoaineetkaan eivät silti ole täysin ongelmattomia - niihin liittyy ongelmia, jotka pitää ratkaista ennen kuin niiden käyttöä voidaan lisätä. Polttoaineiden tuottaminen ei ole aina ekologista, sillä jos niihin hakataan luonnonmetsiä tai pellot muutetaan öljyä tuottaviksi viljelmiksi, ruokapula maailmassa pahenee ja kasvihuonekaasupäästöt lisääntyvät. Nykyiset polttokattilat on suunniteltu öljyperäisille polttoaineille eivätkä ne suoraan sovellu uusiutuville polttoaineille.

: T E H T Ä V Ä T :

362:

a) Polttoaine on aine, jonka palamisreaktion avulla kehitetään lämpöä, valoa tai sähköä.

b) Raakaöljy ja maakaasu ovat fossiiliperäisiä polttoaineita, joten ne pumpataan merenpohjasta öljynporauslautoilla, ja alun perin ne ovat olleet eläimiä, kasveja ynnä muita luontoperäisiä asioita ja eliöitä. Tästä tuleekin hauska "sanonta" tai miksikä sitä voisikaan sanoa, "ajamme dinosaurusten voimin".

363:

a) Öljyn (25%), maakaasun (11%) ja hiilen (10%) yhteismäärä on 46% koko kulutuksesta.

b) Kolme suurinta energian käyttökohdetta ovat teollisuus (60%), Rakennusten lämmitys (21%) ja liikenne (17%).

364:

a) Hiilivedyt sisältävät hiiltä ja vetyä.

b) Hiilivetyjä käytetään polttoaineina koska ne yleensä palavat hyvin ja liukenevat veteen huonosti. Palamisessa niistä tulee vettä ja hiilidioksidia, ja samalla niistä vapautuu runsaasti lämpöä.

c) Tulikin jo aiemmin esille, eli vettä ja hiilidioksidia. Joskus, jos happea ei ole riittävästi palamisreaktioon, saattaa hiilivedyn palaessa muodostua myös hiilimonoksidia (=häkää) ja vettä tai hiiltä ja vettä.

d) Ohessa bentseenin rakennekaava, ja koska en tiedä mikä MolViewille tuli, jouduin aika epäselvästi itse laittelemaan kirjaimia sinne sun tänne.

365:

a) 2 _{(maakaasu=metaani)}
b) 1 _{(bensiinin aine=oktaani)}
c) 4 _{(nestekaasu=butaani)}
d) 3 _{(biopolttoaine=etanoli}

366:

a) Auton katalysaattorissa tapahtuu kemiallisia reaktioita, jotka muuttavat vaarallisia aineita vähemmän vaarallisiksi. Esimerkiksi hiilimonoksidista, eli hä'ästä _{en muuten tiedä/ole varma miten kirjoitetaan} muuttuu hiilidioksidiksi.

b) Katalysaattori haittaa pakokaasujen virtausta, ja moottorin teho heikentyy siitä ja se taas lisää polttoaineen kulutusta. Nämä ongelmat ovat kuitenkin lieventyneet aikojen saatossa katalysaattorin kehittyessä.

Lisäksi katalysaattori on varsin herkkä komponentti, eikä kestä hyvin esim. väärän seossuhteen aiheuttamaa liiallista lämpeämistä. Seurauksena saattaa olla katalysaattorin kennoston sulaminen ja koko katalysaattorin tukkeutuminen.

367:

Hiilivedyt: a, b, e (pentaani, bentseeni, eteeni)
Alkoholit: c, f (metanoli ja etanoli)
Muut aineet: d (H₂S/rikkivety)

368:

a) Raakaöljy ei sellaisenaan käy kaikkiin tarkoituksiin, mihin sitä tarvitaan, joten sitä täytyy vähän jakotislata. Jakotislausta, eli fraktioivaa tislausta käytetään, kun halutaan valmistaa hyvin puhtaita tuotteita. Esimerkiksi petrokemian teollisuudessa ja öljynjalostuksessa valmistettaessa raakaöljystä bensiiniä. Silloin kuitenkin useasti puhutaan virheellisesti krakkauksesta, joka ei kuitenkaan ole sama asia. Erilaisten tislausjakeitten saatavuus perustuu raakaöljyssä olevien eri jakeitten erilaisiin kiehumispisteisiin.

b) Kaasut.

c) Bitumit.

369:

a) Biokaasu on kaasuseos, jota syntyy kun biomassaa hajotetaan anaerobisesti mädättämällä. Silloin muodostuu metaania ja hiilidioksidia. Biokaasusta löytyy myös vettä, typpeä, happea, vetyä, ammoniakkia ja rikkivetyä riippuen syötteestä. En tiedä mitä ympäristökysymyksellä haetaan, sillä nykyään on todistettu, että maakaasu on ympäristöystävällinen polttoaine, vaikka onkin fossiilinen polttoaine. Sen poltosta ei aiheudu lainkaan rikkidioksidipäästöjä. Syntyvän hiilidioksidin ja typenoksidien määrä on vähäisempi verrattuna muihin fossiilisiin polttoaineisiin. En osaa sanoa oliko tilanne kuusi vuotta sitten eri kuin nykyään, tai millainen aihe oli silloin tutkimusten valossa, mutta nykyään biokaasun ja maakaasun ympäristölliset erot eivät ole suuria. Ilmeisesti maakaasu rinnastetaan edelleen öljyyn, josta tulee haitallisia oksidipäästöjä.

b) Varsinaisia käyttöongelmia ei ole (esimerkiksi vanhatkin autot kulkevat biopolttoaineilla, eikä näin ollen tarvitse ostaa uusia autoja), mutta biopolttoaineiden tuotto on vielä ongelma. Nykyiset polttokattilat eivät ole suunniteltu suoraan biopolttoaineille, ja biopolttoaineet tarvitsevat puita yms. ja niitä varten tarvittaisiin peltotilaa, mutta maailman nälänhätä tarvitsisi enemmän ruokapeltoja kuin puupeltoja (HUOMIO, biopolttoaineet eivät kuitenkaan ole "suoraan puusta").

370:

a) Jos öljyä on päässyt valumaan vesistöön, tyhjennetään vaara-alue sivullisista ja alueelle pääsy estetään. Tuulen yläpuolella pitää pysyä. Tilanteessa otetaan huomioon säiliöiden syttymisvaara, ja säiliöt pyritään siirtämään vaara-alueelta. Säiliöt, joita ei onnistuta siirtämään turvallisesti vaara-alueelta, jäähdytetään vedellä. Säiliöitä ei saa lähestyä päätyjen suunnasta repeämisvaaran vuoksi. Vaara-alue arvioidaan seuraavasti: jos vuoto on pieni (100l), välitön eristys kaikkiin suuntiin on 25 metriä. Jos taas vuoto on suuri (noin 10 kuutiometriä), eristys on välitön kaikkiin suuntiin 25-50 metriä.

Syttymisvaara on korkea öljyn päästessä johonkin lämpimään/kuumaan ja hapekkaaseen paikkaan. Kaikki mahdolliset syttymislähteet on poistettava, jos se vain on mahdollista. Sisätilat tuuletetaan, ja vältetään öljyn kanssa ihokosketusta ja sen hengittämistä. Raskasta polttoöljyä ei saa huuhtoa viemäriin, maastoon eikä siis näin ollen takaisin vesistöön. Kuuma öljy annetaan jäähtyä ja sen jälkeen jähmettynyt tuote kerätään talteen. Jos tilanteessa tarvitaan ensiapua tai lääkäriä, katsotaan tilanne tapauskohtaisesti.

b) Jos kotona sattuu öljypalo, esim. ruoka syttyy palamaan kattilassa öljyn tai siis esimerkiksi voin takia, palo kannattaa yrittää tukahduttaa kattilalla tai muulla saman asian ajavalla esineellä, esim. matolla tai sammutuspeitteellä. Jos se ei toimi, käytetään jauhesammutinta tai muuta vastaavaa vaahtosammutinta, mutta EI IKINÄ VETTÄ! Kuuma öljyhän tunnetusti levähtää jos sinne heittää vettä. Se taas perustuu siihen, että vesi ei sekoitu rasvaan vaan painuu raskaampana sen alle. Kun vesi saavuttaa kiehumispisteen, se alkaa nopeasti höyrystyä, joten... seurauksena on räjähdyksenomainen laajenemisprosessi, joka saa kuuman öljyn roiskumaan pisaroina. Pum.

c) Kotimme lämmitysmuoto on kaukolämpö (pattereita löytyy vähän joka suunnasta, ja asumme siis kerrostalossa).

d) Sähkömme tulee Outokummun Energialta, ja Outokummun Energia tuottaa kaukosähköä pääosin lähienergiasta, kuten hakkeesta ja muusta uusiutuvasta energiasta.

371:

Päivittäin käytän öljy- ja kaasuperäisistä tuotteista mm. autoa (en tosin joka päivä käytä autokyytiä).