Сторінка 38
§11 КОЛООБІГ ОКСИГЕНУ В ПРИРОДІ
Вправа 11.1
Запишіть приклади хімічних реакцій в природі під час яких:
а) кисень витрачається;
Дихання: С6Н12O6 + 6O2 = 6СO2 + 6Н2O + енергія
Горіння: С + O2 = СO2
Окиснення (наприклад, іржавіння заліза): 4Fe + 3O2 + 6Н2O = 4Fe(OH)3
б) кисень утворюється.
Фотосинтез: 6СO2 + 6Н2O + енергія (hv) = C6H12O6 + O2⬆
Вправа 11.3
Уміст кисню в атмосфері істотно не змінюється впродовж тисячоліть, попри його використання організмами у величезних кількостях. Чим це можна пояснити?
Завдяки колообігу Оксигену у живій природі підтримується вміст кисню в повітрі. Незмінність вмісту кисню в атмосфері свідчить про те, що процеси витрачання й утворення кисню компенсують один одного.
Вправа 11.4
Одна людина під час дихання споживає 20 дм3 кисню за годину. Обчисліть, яка частина кисню, що міститься в повітрі вашої класної кімнати, витратиться за один навчальний день (6 уроків) за умови, що всі учні/учениці вашого класу присутні.
Відомо: V1(O2) = 20 дм3 = 0,02 м3; t = 7 год; N = 20 учнів; Vкласу(повітря)= 75 м3.
Обчислити: φ(O2) – ?
Розв’язання
Обчислюємо об'єм кисню, що споживають 20 учнів класу за один навчальний день.
Vспожите(O2) = 0,02 • 20 • 7 = 2,8 (м3);
Обчислюємо об'єм кисню в класній кімнаті, беручи до уваги, що об'ємна частка його в повітрі становить 21%.
Vкласу (O2) = 75 • 0,21 = 15,75 (м3);
Обчислюємо об'ємну частку кисню, що витратиться на один навчальний день.
φ(O2) = Vспожите(О2)/Vкласу(O2) = 2,8 : 15,75 ≈ 0,178, або 17,8%.
Відповідь: витратиться близько 20% кисню.
Сторінка 39
Вправа 11.5 Одиниці вимірювання
Людина в спокійному стані витрачає для життєдіяльності близько 20 л кисню на годину. Середній автомобіль на 100 км пробігу витрачає близько 21 м3 кисню. Визначте, скільки часу цим обсягом кисню могла б дихати людина.
Розв'язання
1 м3 = 1000 л, 1 доба = 24 год, 1 міс. = 30 діб
1) 21 м3 = 21 • 1000 л = 21000 л – обсяг кисню, що витрачає автомобіль;
2) 21000 : 20 = 1050 (год) – стільки годин могла б дихати цим обсягом кисню;
3) 1050 : 24 = 43,75 ≈ 44 (діб) – стільки діб могла б дихати цим обсягом кисню;
4) 43,75 : 30 = 1,458 ≈ 1,5 (міс.) – стільки місяців могла б дихати цим обсягом кисню;
Відповідь: одна людина могла б дихати цим обсягом кисню 1050 год, або 44 доби чи протягом півтора місяця.
Вправа 11.6
Бензин є сумішшю речовин, але приблизно його склад можна зобразити загальною формулою С8Н18. Запишіть рівняння реакції горіння бензину, якщо продукти згоряння такі самі, як під час горіння метану.
2C8H18 + 25O2 = 16CO2 + 18H2O
Вправа 11.7
1 Які зі шляхів витрачання кисню є природними, а які — антропогенними?
Природні шляхи: дихання рослин, дихання тварин і мікроорганізмів, гниття та розкладання решток, лісові пожежі.
Антропогенні шляхи: спалювання пального на підприємствах, авто– й авіатранспорт, вироблення металів, хімічна промисловість, побутові потреби, сільськогосподарські процеси.
2 На які процеси — антропогенні чи природні — сумарно витрачається кисню більше?
Сума максимальних значень обсягу витрат кисню на природні процеси становить 290 млрд тонн (90+70+30+100=290), а на антропогенні — 33 млрд тонн (15+7+5+3+2+1=33), тому сумарно витрачається кисню більше на природні процеси.
3 В одному із джерел було подано інформацію, що за один рік зелені водорості виділяють в атмосферу Землі 3,6•1011 тонн кисню, що становить 90 % усього кисню, утвореного на Землі в процесі фотосинтезу за цей час. Зіставте ці дані з даними в таблиці та визначте, чи покриває утворений кисень його витрати.
Розв'язання
1) 3,6•1011 : 0,9 = 4 • 1011 = 400 (млрд т) – маса утвореного кисню;
2) Обчислимо суму максимальних значень обсягу витрат:
90 + 70 + 30 + 100 + 15 + 7 + 5 + 3 + 2 + 1 = 323 (млрд т.) – маса спожитого кисню.
323 < 400
Відповідь: утворений кисень покриває витрати спожитого кисню.
4 Чи існує певна рівновага між утворенням кисню та його споживанням? Якщо ні, то чим це можна пояснити? Згідно даних таблиці і проведених нами обчислень можна стверджувати, що між утворенням кисню та його споживанням є певна рівновага.
Сторінка 40
Вправа 11.8
1 Виграшними шляхами є складники повітря, уміст яких майже не змінюється:
азот, кисень, благородні метали.
2 Виграшними шляхами є складники повітря, уміст яких майже не змінюється:
кисень, озон, азот.
3 Виграшними шляхами є речовини, які потрапили в повітря внаслідок господарської діяльності людини і які спричиняють забруднення повітря: сірчистий газ, амоніак, оксиди Нітрогену.
4 Виграшними шляхами є складники повітря, концентрації яких залежать від певних умов: вуглекислий газ, пил, водяна пара.
Сторінка 41
§12 ОЗОН
Вправа 12.1
Схарактеризуйте фізичні властивості озону, заповнивши таблицю:
| Характеристика |
Опис |
| Хімічна формула |
O3 |
| Відносна молекулярна маса |
48 |
|
Колір, запах
|
блакитний газ із різким характерним
«металічним» запахом
|
| Агрегатний стан за звичайних умов |
газ |
| Температура кипіння |
–112 ° |
| Температура плавлення |
–197 |
| Розчинність у воді |
за О°С в 1 л води розчиняється 49,4 мл озону |
| Густина |
2,14 г/л |
| Значення в природі |
Озон захищає людей, тварин, рослини. |
Вправа 12.2
| а) утворення озону: 3O2 = 2O3 |
б) розкладання озону: 2O3 = 3O2 |
Вправа 12.3
Яке значення має ультрафіолетове світло для утворення та розкладання озону?
Озон утворюється з кисню за наявності ультрафіолету або під дією електричного розряду і досить швидко перетворюється на кисень, поглинаючи при цьому частину ультрафіолетових променів сонячного світла.
Яке значення це має для життя на Землі?
Озон — нестійка речовина, що досить швидко перетворюється на кисень, поглинаючи при цьому частину ультрафіолетових променів сонячного світла, які є шкідливими для живих організмів, таким чином озон захищає людей, тварин, рослини.
Вправа 12.4
Складіть діаграму Венна, порівнявши поняття кисень і озон.
|
Діаграма Венна
|
|
Відмінне
|
Спільне
|
Відмінне
|
|
кисень
|
озон
|
|
2 атоми в молекулі,
без кольору,
без запаху,
у шарах атмосфери,
підтримує дихання,
хімічно менш активніший,
твердий і рідкий
притягуються магнітом.
|
Хімічний елемент О,
газоподібні речовини,
є в атмосфері,
парамагнітні властивості.
|
3 атоми в молекулі,
блакитного кольору,
специфічний запах,
озоновий шар,
токсичний,
хімічно активніший,
рідкий притягується
магнітом.
|
Сторінка 42
Вправа 12.6
1 У якій частині атмосфери вміст озону найбільший? Унаслідок яких процесів?
У стратосфері на висоті 20-30 км вміст озону найбільший унаслідок утворення озону під дією ультрафіолетового випромінювання.
2 Максимальне значення об'ємної частки озону — 0,006 %. На якій висоті (за графіком) спостерігається такий уміст озону?
На висоті близько 23 км.
3 У якій частині атмосфери вміст озону найменший? Поясніть, чому саме на цих висотах його вміст мінімальний.
Найменший вміст озону в приземних шарах атмосфери (до 2 км). На цих висотах озон утворюється в електричному розряді блискавки під час грози.
4 На якій висоті наявність озону в атмосфері корисна для людини, а на якій — становить небезпеку?
У стратосфері на висоті 20-40 км корисний для людини, а в приземних шарах становить небезпеку.
5 Озон може утворюватися (озоновий шар) внаслідок процесу: NO2 + hv –> NO + О. Зважаючи на це, поясніть, чому смоговий озон спостерігають саме на зазначених на графіку висотах. Які, на вашу думку, антропогенні фактори можуть бути джерелами смогового озону? Перевірте свою гіпотезу за додатковими джерелами інформації.
Смоговий озон (приземний озон) утворюється внаслідок реакцій накопичених оксидів Нітрогену та інших летких органічних сполук під впливом сонячного світла, а не природним шляхом і є забруднювачем повітря. Антропогенними факторами виникнення смогового озону є викиди промислових підприємств та транспорту.
6 Запропонуйте ідеї, як людство може зменшити рівень смогового озону без зниження якості життя.
Ефективні каталізатори на автомобілях, заміна двигунів внутрішнього згоряння на електричні, розвиток громадського транспорту, ефективні фільтри на підприємствах, альтернативні джерела енергії.
8 Назвіть природні й антропогенні джерела тропосферного озону.
Природні джерела: електричні розряди блискавок під час грози. Антропогенні джерела: робота транспорту та промисловості.
Інші завдання дивись тут...
