Пригадай із курсу природознавства
• Назви просту речовину, необхідну для дихання
1) тварин; Кисень
2) рослин. Кисень
• Оформи опис кисню за пунктами:
1. Хімічна формула, якісний і кількісний склад.
Молекула кисню О2 складається з двох атомів Оксигену.
2. Агрегатний стан за кімнатної температури, колір, смак.
Кисень за кімнатної температури перебуває в газоподібному стані, без кольору і смаку.
3. Проста чи складна, органічна чи неорганічна речовина.
Кисень є простою неорганічною речовиною.
4. Відносна молекулярна маса, молярна маса.
Mr(O2) = 32, M(O2) = 32 г/моль
5. Відносна густина за повітрям.
Dповітря(О2) = Mr(О2) : Mr(повітря) = 32 : 29 = 1,1
ОПРАЦЮЙ ЗРОЗУМІЙ ВИКОРИСТАЙ
Завдання 1
У додаткових джерелах відшукай відомості про походження назв та особливості професій, зазначених у тексті над колажем: ємності з киснем потрібні людям різних професій — лікарям, альпіністам, астронавтам, гідрологам, гідробіологам, дайверам.
Слово «лікар» походить від давньоруського «лѣкарь», що пов’язане з дієсловом «лѣчити» та означає зцілення, усунення недуги. Лікар — це спеціаліст, який займається діагностикою, лікуванням та профілактикою захворювань, а також збереженням здоров'я людей.
Термін «альпініст» походить від назви найвищої гірської системи Західної Європи — Альп. Альпініст — це людина, яка займається сходженням на важкодоступні гірські вершини.
Термін «астронавт» походить від грецьких слів «astron» (зоря) та «nautes» (мореплавець), що буквально означає «зоряний мореплавець». Астронавт — це спеціально підготовлена людина, яка здійснює політ у космічному просторі, виконуючи наукові дослідження, експерименти та технічне обслуговування космічних апаратів.
Термін «гідрологія» походить від давньогрецьких слів: «hydro» — вода і «logos» — вчення, наука, тому гідролог — «той, хто вивчає воду». Гідролог — це фахівець, який вивчає водні ресурси, їх розподіл, фізичні властивості та хімічний склад, а також вплив води на довкілля.
Термін «гідробіолог» походить від трьох давньогрецьких слів: hydor — вода, bios — життя, logos — учення, наука. Гідробіолог — це фахівець, який вивчає життя організмів у водному середовищі, їх взаємодію між собою та вплив на них фізико–хімічних факторів.
Термін «дайвер» походить від англійського дієслова to dive — пірнати, ниряти. Дайвер — це той, хто займається підводним плаванням зі спеціальним спорядженням, що дозволяє дихати під водою.
Хімія і життя
Завдання 1
Чому під час захворювань органів дихання лікарі рекомендують регулярно вимірювати сатурацію кисню в крові?
Більша частина кисню у крові людини зв’язана з гемоглобіном. Вимірювана сатурація крові — це частка гемоглобіну, насиченого киснем, до загальної кількості гемоглобіну в крові.
Завдання 2
До головних показників якості води для життя риб та інших водних мешканців належить уміст розчиненого кисню в одиниці об’єму водойми. Наприклад, для живлення і росту коропоподібних за температури води 25–30 °С оптимальний уміст кисню становить 7,1–8,4 мг/л, а для осетроподібних риб за 20–26 °С він дорівнює 8,3–9,2 мг/л.
1) визнач, як змінюється вміст розчиненого кисню у воді при підвищенні температури від 5 °C до 25 °C; Зменшується від 12 до 8,4.
2) поясни, як ці зміни можуть вплинути на життєдіяльність коропа та осетра;
Нестача кисню влітку через високу температуру зменшує темпи росту обох видів, а при подальшому зниженні — призводить до загибелі, причому осетрові страждають першими.
3) спрогнозуй можливі наслідки зменшення вмісту кисню у водному середовищі для його жителів.
Зменшення вмісту кисню у водному середовищі призводить до порушення обміну речовин, хвороб та масової загибелі (замору) його жителів.
ТОБІ ДО СНАГИ
Вправа 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.
Вправа 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.
Вправа 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.
Вправа 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.
Вправа 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 (що виділяється унаслідок окиснення сміття та гною) використовують для обігріву парників і котеджів.
• Кисень використовується для збагачення води, яка 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.