Відшукаймо
За матеріалами з інтернету довідайтеся, якими ще газами наповнюють металеві балони і в який колір пофарбований балон з кожним газом.
Металеві балони, наповнені воднем, фарбують у темно–зелений колір, наповнені метаном — у червоний колір, наповнені вуглекислим газом — у чорний колір, наповнені аргоном — у сірий колір, а наповнені гелієм — у коричневий колір.
Думаймо
Чому в лікарнях використовують балони з киснем, а в дайвінгу — балони з газовими сумішами, за складом подібними до повітря?
У лікарнях використовують балони з чистим киснем для швидкого насичення киснем крові пацієнтів із дихальною недостатністю, тоді як у дайвінгу — балони з газовими сумішами, бо чистий кисень під високим тиском на глибині є токсичним для організму.
Експериментуймо
Складіть рівняння цієї реакції із зазначенням умов її перебігу та агрегатного стану кисню.
2HgO = 2Hg + O2↑ (над знаком "=" напишіть t)
Умовами перебігу реакції є нагрівання реагента. Кисень виділяється в газоподібному стані.
Чому, на ваш погляд, описаний спосіб одержання кисню нині не використовують?
Через токсичність парів ртуті нині описаний спосіб одержання кисню не використовують.
Думаймо
Слово «каталізатор» використовують не лише в хімії. Наведіть приклади речень із цим словом, які стосуються діяльності людей.
Ця виставка стала потужним каталізатором для написання художником нової серії картин.
Переконлива розмова з приятелем стала каталізатором змін у моєму ставленні до роботи.
Думаймо
Висловте гіпотезу стосовно того, про що може свідчити вдвічі більший об'єм водню, ніж кисню.
2H2O = 2H2↑ + O2↑
Удвічі більший об'єм водню, ніж кисню свідчить про те, що молекул водню утворюється у два рази більше, ніж молекул кисню під час розкладу води за дії постійного електричного струму.
Думаймо
Висловте гіпотезу щодо того, чому скіпка, яка жевріє в повітрі, спалахує в кисні.
Спалахування в посудині з киснем скіпки, яка жевріє в повітрі, характеризує хімічну властивість кисню підтримувати горіння, тому є одним із способів його виявлення. У повітрі кисень становить лише близько 21% за об'ємом, тому скіпка інтенсивніше горить в чистому кисні.
ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ
Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про способи одержання кисню.
У промисловості кисень добувають з рідкого повітря, попередньо очищеного від пилу, водяної пари та вуглекислого газу. Багаторазово повторюючи процеси випаровування і конденсації, вдається повністю розділити рідке повітря на азот і кисень.
У лабораторії кисень добувають реакціями розкладу оксигеновмісних речовин:
гідроген пероксиду H2O2 в присутності каталізатора MnO2;
калій перманганату KMnO4 за нагрівання;
води Н2О за дії постійного електричного струму (електролізу).
Думаймо
Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам/однокласницям.
Чому під час збирання кисню способом витіснення повітря отвір посудини нещільно закривають шматком вати або фільтрувальним папером?
Для запобігання перемішуванню кисню з атмосферним повітрям, отвір посудини нещільно закривають шматком вати або фільтрувальним папером.
ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ
Вправа 53
Кисень під час його одержання в лабораторії можна зібрати двома способами:
витісненням води та витісненням повітря.
Спосіб витіснення води ґрунтується на тому, що кисень малорозчинний у воді, а спосіб витісненням повітря — кисень важчий за повітря.
Візуально не можна встановити момент, коли посудина повністю заповнена киснем у разі збирання кисню витісненням повітря, бо кисень і повітря — безбарвні.
Вправа 54
Каталізатором називають речовину, яка прискорює хімічну реакцію і не є її продуктом.
Вправа 55
На мою думку, для одержання кисню в промисловості не використовують гідроген пероксид через його високу собівартість, адже гідроген пероксид треба ще отримати хімічною реакцією, а кисень міститься в складі повітря і розділяється фізичними методами.
Вправа 56
На малюнку 20 зафіксовано момент розкладу білої твердої речовини, формула якої — Cd(NO3)2. Уважно розгляньте малюнок та опишіть, що відбувається під час реакції. Під час реакції біла речовина Cd(NO3)2 перетворюється на чорну речовину CdO і виділяється газ темного кольору — NO2.
Спалахує скіпка, що тліє, бо серед продуктів реакції утворюється газ, що підтримує горіння — це кисень (O2).
Складіть відповідне хімічне рівняння.
2Cd(NO3)2 = 2CdO + 4NO2 + O2↑ (над знаком "=" напишіть t)
Вправа 57
Чи можна, з огляду на викладене в параграфі, класифікувати хімічні реакції на два типи — каталітичні та некаталітичні? Відповідь аргументуйте.
Так, можна. Каталізатори — це речовини, що пришвидшують хімічні реакції, а самі залишаються в незмінній кількості. Реакції, що відбуваються за участю каталізаторів, називають каталітичними. У реакції розкладу гідроген пероксиду Н2O2 (інша назва речовини — перекис водню) каталізатор MnO пришвидшує інтенсивність виділення кисню.
Вправа 58
Перетворіть на хімічні рівняння схеми реакцій, під час яких утворюється кисень:
а) 2Ag2O = 4Ag + O2↑
2Mn2O7 = 4MnO2 + 3O2↑
б) 4Al(NO3)3 = 2Al2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑
2Ag2CO3 = 4Ag + 2CO2↑ + O2↑
Вправа 59*
Студентка одержала кисень, нагріваючи речовину NaNO3. Схема цієї реакції: NaNO3 → NaNO2 + O2↑. Чи цілком розклалася речовина, якщо масова частка Оксигену в отриманому твердому залишку становила 50%? Відповідь дайте на підставі розрахунків. Візьміть до уваги те, що обидві сполуки Натрію — кристалічні речовини.
Відомо: w(О)=50%,
Знайти: чи повністю розклалася сполука – ?
Розв'язування
Записуємо рівняння реакції розкладу NaNO3:
2NaNO3 = 2NaNO2 + O2↑
Обчислимо масову частку Оксигену в залишку NaNO2.
Mr(NaNO2) = Ar(Na) + Ar(N) + 2•Ar(О) = 23 + 14 + 2•16 = 69
w(О) = 2•Ar(О)/Mr(NaNO2) = 2 • 16 : 69 = 0,463, або 46,3%.
46,3% < 50%
Відповідь: не повністю розклалася речовина.
Вправа 60
Підготуйте за матеріалами з інтернету повідомлення про наукові здобутки відкривачів кисню К.–В. Шеєле та Дж.Прістлі.
Кисень був відкритий у другій половині XVIII ст. кількома дослідниками різних країн. Першим цей газ одержав шведський хімік Карл–Вільгельм Шеєле в 1772 р., а через два роки, не знаючи про експерименти попередника, — англійський хімік Джозеф Прістлі. У 1775 р. французький науковець Антуан–Лоран Лавуазьє дослідив кисень і дав йому назву oxygen.
Дж. Прістлі було відомо, що під час нагрівання ртуті в повітрі утворюється тверда речовина помаранчевого кольору. Дослідник вирішив за допомогою скляної лінзи нагріти порошок цієї речовини, який містився у перевернутому догори дном циліндрі, опущеному в посудину зі ртуттю, за вищої температури і виявив перебіг протилежного перетворення. Крім ртуті, виділявся газ, у якому свічка горіла набагато яскравіше, ніж у повітрі. Миші, яких помістили в одержаний газ, почали активніше рухатися. Прістлі спробував його вдихати і відчув легкість та бадьорість.
К.–В. Шеєлє випередив Прістлі у відкритті кисню на два роки. Він одержав цей газ нагріванням речовини, яку використовував Прістлі, а також кількох інших речовин. Шеєлє докладно описав свої експерименти, називаючи відкритий газ «вогненним повітрям», завдяки його дивовижній властивості підтримувати горіння. Публікація про ці експерименти відбулася із запізненням, і першовідкривачем кисню назвали Прістлі.
Вправа 61
Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.
Кисень — oxygen, одержання кисню — obtaining oxygen, каталізатор — catalyst, каталізатор — catalyst, каталітична реакція — catalytic reaction.
Вправа 31
Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.
| Навчальні досягнення (що я знаю та вмію) | Самооцінка |
| Знаю, як одержують кисень в промисловості. | ... |
| Знаю, як одержують кисень в лабораторії. | ... |
| Вмію розрізняти реакції сполучення і розкладу. | ... |
| Вмію пояснити роль каталізаторів в реакціях | ... |
| Знаю, як експериментально зібрати кисень. | ... |
| Знаю, як експериментально виявити кисень. | ... |
Вправа 63
Що відбуватиметься із скіпкою, що тліє, якщо пробірка буде лише частково заповнена киснем? Скіпка, піднесена до отвору пробірки, продовжуватиме жевріти, бо кисень важчий за повітря і буде розташовуватися у нижніїй частині пробірки.
Вправа 64
Як можна видалити зібраний кисень із пробірки? Перевернути пробірку догори дном, кисень буде "виливатися" із пробірки, бо є важчим за повітря.
Вправа 65
Домішки яких речовин можуть бути в кисні, зібраному:
а) витисненням повітря; Домішки інших газів, що містяться в повітрі.
б) витисненням води? Домішки пари.
Експериментуємо після уроків
ДОСЛІДЖУЄМО ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ НА РОЗКЛАД ГІДРОГЕН ПЕРОКСИДУ
У дві пробірки наливаємо по 2-3 мл розчину гідроген пероксиду. Чи помічаєте в розчині бульбашки кисню?
Бульбашок практично не видно, бо за кімнатної температури гідроген пероксид розкладається вкрай повільно.
Поміщаємо одну пробірку з розчином гідроген пероксиду в гарячу воду, а іншу — в киплячу воду?
Спостерігаємо виділення бульбашок кисню у двох пробірках.
Доведіть, що газ, який утворюється, — кисень.
Підносимо до отвору пробірки жевріючу скіпку. Скіпка яскраво спалахує, що доводить наявність кисню, бо кисень підтримує здоров'я.
У якій пробірці гідроген пероксид розкладається інтенсивніше?
Інтенсивніше гідроген пероксид розкладається в пробірці, що поміщена в киплячу воду.
Зробіть висновок про те, як залежить швидкість розкладу гідроген пероксиду від температури.
Швидкість розкладу гідроген пероксиду залежить від температури: чим вища температура, тим інтенсивніше виділяється кисень (протікає реакція).
Вправа 66
Спробуйте пояснити вплив температури на реакцію розкладу гідроген пероксиду.
Температура прискорює рух молекул, що збільшує швидкість протікання реакції і кисень починає виділятися швидше.