Завдання 1
Чому кисень називають найважливішим газом життя? Кисень необхідний для дихання — сукупності хімічних реакцій, в результаті яких в організмах виділяється енергія. Крім дихання людині кисень потрібний для виробництва багатьох речовин і матеріалів, спалювання різних видів палива на теплових електростанціях, у двигунах транспортних засобів, які не підключені до стаціонарного джерела електроенергії, генераторах.
Завдання 2
Процеси, в яких присутній кисень: дихання тварин, фотосинтез, дихання рослин, спалювання ракетного палива.
Потребують кисню: дихання тварин, дихання рослин, спалювання ракетного палива.
Супроводжуються його утворенням: фотосинтез.
Завдання 3
Напиши рівняння реакції, що відображує перетворення вуглекислого газу й води на глюкозу і кисень у процесі фотосинтезу. Укажи реактанти та продукти реакції.
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2↑.
Реактанти: вуглекислий газ (СО2) і вода (Н2О).
Продукти реакції: глюкоза (C6H12O6) і кисень (O2).
Обчисли об’єм кисню (н.у.), що утвориться в результаті фотосинтезу із 176 г вуглекислого газу.
Відомо: m(CO2) = 176 г
Знайти: V(O2) – ?
Розв’язання
1. Обчислюємо кількість речовини вуглекислого газу.
М(CO2) = Ar(C) + 2Ar(O) = 12 + 2 • 1 = 44 г/моль
n(CO2) = m(CO2) : M(CO2) = 176 г : 44 г/моль = 4 моль
Записуємо рівняння реакції: 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2↑
За рівняння n(CO2) : n(O2) = 6 : 6 = 1 : 1, звідси n(O2) = n(CO2) = 4 моль
2. Обчислюємо об'єм кисню.
V(O2) = n(O2) • Vm = 4 моль • 22,4 л/моль = 89,6 л
Відповідь: V(O2) = 89,6 л.
Назви організми, які здійснюють фотосинтез, та поясни їхню роль у забезпеченні Землі киснем. Фотосинтез здійснюють зелені рослини, водорості та деякі бактерії. Майже весь кисень в атмосфері Землі утворюється завдяки фотосинтезу.
Проаналізуй, як би змінилася кількість кисню на нашій планеті, якби фотосинтез припинився. Які наслідки це мало б для життя на Землі? Якби фотосинтез припинився, то кількість кисню стрімко б зменшилася, адже фотосинтез є основним процесом вироблення кисню на Землі. Це призвело б до масового вимирання життя, оскільки більшість організмів потребує кисню для дихання. Відбулося б знищення рослин, тварин і риб, а атмосфера поступово повернулася б до складу з високим вмістом метану та низьким вмістом кисню, що існував до появи кисневого фотосинтезу.
Завдання 4
За добу людина вдихає приблизно 25 кг повітря. Який об’єм кисню (н.у.) входить до його складу? Скільки літрів карбон (ІV) оксиду (н.у.) необхідно поглинути рослинам, щоб внаслідок фотосинтезу поновився вміст кисню у 25 кг повітря?
Відомо: m(повітря) = 25 кг = 25000 г, M(повітря) = 29 моль/г
Знайти: V(O2)–?, V(СO2)–?
Розв'язання
1. Обчислюємо густину повітря.
ρ(повітря) = M(повітря): Vm = 29 г/моль : 22,4 л/моль = 1,295 г/л
2. Обчислюємо об'єм повітря.
V (повітря) = m(повітря) : ρ(повітря) = 25000 г : 1,295 л/г = 19305 л
3. Беручи до уваги, що кисень в повітрі займає 21% за об'ємом, обчислюємо об'єм кисню в повітрі.
V(O2) = V(повітря) • 21% : 100% = 19305 л • 21% : 100% = 4054 л
4. Обчислюємо кількість речовини кисню.
n(O2) = V(O2) : Vm = 4054 л : 22,4 л/моль = 181 моль
Записуємо рівняння реакції: 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2↑
За рівняння n(CO2) : n(O2) = 6 : 6 = 1 : 1, звідси n(СO2) = n(O2) = 181 моль
5. Обчислюємо об'єм вуглекислого газу.
V(CO2) = n(CO2) • Vm = 181 моль • 22,4 л/моль = 4054 л.
Відповідь: V(O2) = 4054 л, V(CO2) = 4054 л.
Завдання 5
Виконай індивідуально або у групі проєкт «Застосування кисню», охопивши різні галузі / напрями (наприклад, медицина, мистецтво, металургія, енергетика, сільське господарство, різання і зварювання металів, професійна діяльність пілотів, космонавтів, водолазів, вибухотехніків).
• Кисень для анестезії, в апаратах штучного дихання, кисневих подушках використовується в медицині.
• Теплову енергію, яка виділяється унаслідок окиснення сміття та гною, використовують для обігріву парників і котеджів.
• Кисень використовується для збагачення води, що використовується для поливу рослин в сільському господарстві. Деякі фермери використовують кисневі концентратори для збагачення повітря в теплицях або на полях, що може підвищити врожайність.
• Збагачення повітря киснем використовують технологічні процеси, пов'язані з окисненням речовин, які є основою теплової енергетики та металургії.
• Киснево–ацетиленовий пальник застосовують для зварювання та різання металу.
• Балони зі стиснутим повітря використовують для забезпечення дихання космонавтів, льотчиків, водолазів, аквалангістів, пожежників.
• Рідкий кисень — ефективний окисник ракетного палива.