Гипермаркет знаний>>Химия>>Химия 9 класс>> Химия: Кислород

Кислород является родоначальником главной подгруппы VI группы Периодической системы элементов. Элементы этой подгруппы — кислород О, сера S, селен Sе, теллур Те, полоний Ро — имеют общее название «халькогены», что означает «рождающие руды». Вспомните, с какими рудами, содержащими кислород и серу, вы уже познакомились.

С кислородом вы уже частично знакомились. Лабораторный способ получения кислорода вы освоили еще в прошлом году, знаете и способы его собирания и распознавания (вспомните их).

Вы теперь хорошо знакомы и с аллотропией кислорода, вам известно такое важное простое вещество, как озон. Сравните еще раз свойства кислорода O2 и озона О3, вспомните биологическое значение озона.

Кислород — самый распространенный элемент на нашей планете. Он входит в состав воды (88,9%), а ведь она покрывает 2/3 поверхности земного шара, образуя его водную оболочку — гидросферу. Кислород — вторая по количеству и первая по значению для жизни составная часть воздушной оболочки Земли — атмосферы, где на его долю приходится 21% (по объему) и 23,15% (по массе). Кислород входит в состав многочисленных минералов твердой оболочки земной коры — литосферы: из каждых 100 атомов земной коры на долю кислорода приходится 58 атомов (рис. 21).

Как вы уже знаете, обычный кислород существует в форме O2. Это газ без цвета, запаха и вкуса. В жидком состоянии имеет светло-голубую окраску, в твердом — синюю. В воде газообразный кислород растворим лучше, чем азот и водород.

Кислород взаимодействует почти со всеми простыми веществами, кроме галогенов, благородных газов, золота и платиновых металлов. Например, энергично реагирует с металлами: щелочными, образуя оксиды и пероксиды; с железом, образуя железную окалину Fе3O4; с алюминием, образуя оксид Аl2O3.

Реакции неметаллов с кислородом протекают очень часто с выделением большого количества тепла и сопровождаются воспламенением — реакции горения. Вспомните горение серы с образованием S02, фосфора — с образованием Р2О5 или угля — с образованием С02.

Почти все реакции с участием кислорода экзотермические. Исключение составляет взаимодействие азота с кислородом: это эндотермическая реакция, которая протекает при температуре выше 1200 °С или при электрическом разряде:

N2 + 02 <-> 2NO - Q

Кислород энергично окисляет не только простые, но и многие сложные вещества, при этом образуются оксиды элементов, из которых они построены:

СН4 + 202 = 2Н20 + С02
Метан

2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2Н2O

Высокая окислительная способность кислорода лежит в основе горения всех видов топлива.

Кислород участвует и в процессах медленного окисления различных веществ при обычной температуре. Эти процессы не менее важны, чем реакции горения. Так, медленное окисление пищи в нашем организме является источником энергии, за счет которой живет организм. Кислород для этой цели доставляется гемоглобином крови, который способен образовывать с ним непрочное соединение уже при комнатной температуре. Окисленный гемоглобин — оксигемоглобин доставляет во все ткани и клетки организма кислород, который окисляет белки, жиры и углеводы (составные части пищи), образуя при этом углекислый газ и воду и освобождая энергию, необходимую для деятельности организма.

Исключительно важна роль кислорода в процессе дыхания человека и животных.

Растения также поглощают атмосферный кислород. Но если в темноте идет только процесс поглощения растениями кислорода, то на свету протекает еще один противоположный ему процесс — фотосинтез, в результате которого растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Так как процесс фотосинтеза идет более интенсивно, то в итоге на свету растения выделяют гораздо больше кислорода, чем поглощают его при дыхании. Таким образом, содержание свободного кислорода Земли сохраняется благодаря жизнедеятельности зеленых растений.

Круговорот кислорода в природе иллюстрирует рисунок 22.

Повторим еще раз, что в промышленности кислород получают из жидкого воздуха, а в лаборатории путем разложения пероксида водорода Н202 в присутствии катализатора — диоксида марганца МnO2, а также разложением перманганата калия КМnO4 при нагревании.

1 — в металлургии; 2 — как окислитель ракетного топлива; 3 — в авиации для дыхания; 4 — для резки металлов; 5 — для сварки металлов; 6 — при взрывных работах; 7 — в медицине (кислородная подушка)

Кислород применяют в металлургической и химической промышленности для ускорения (интенсификации) производственных процессов. Так, замена воздушного дутья кислородным в доменном и сталеплавильном производстве намного ускоряет выплавку металла. Чистый кислород применяют также для получения высоких температур, например при газовой сварке и резке металлов.

Его используют для жизнеобеспечения на подводных и космических кораблях, при работах водолазов, пожарных.

В медицине кислород применяют в случаях временного затруднения дыхания, связанного с некоторыми заболеваниями. Основные области применения кислорода представлены на рисунке 23.

Кислород хранят в стальных баллонах, окрашенных в голубой цвет, под давлением 150 атм. В лабораторных условиях кислород хранят в стеклянных приборах — газометрах.

Открытие кислорода. Кислород открыли и впервые получили почти одновременно два выдающихся химика второй половины XVIII в. — швед К. Шееле путем нагревания селитры и англичанин Д. Пристли при нагревании оксида ртути(II). Название этому элементу дал великий французский химик А. Лавуазье: oxygenium, т. е. «рождающий кислоты», или «кислород».

1. Кислород в природе — в атмосфере, литосфере, гидросфере.

2. Химические свойства кислорода: взаимодействие с простыми веществами (металлами и неметаллами), сложными веществами.

3. Горение и медленное окисление.

4. Дыхание и фотосинтез.

5. Получение кислорода.

6. Применение кислорода.

Напишите уравнения реакций кислорода с металлами, о которых говорится в параграфе. Рассмотрите окислительно-восстановительные процессы.

Напишите уравнения реакций кислорода с неметаллами, о которых говорится в параграфе. Рассмотрите окислительно-восстановительные процессы.
Какие вещества называются катализаторами? Какая реакция, применяемая для получения кислорода, осуществляется в присутствии оксида марганца(IV)? Напишите уравнение этой реакции.

Английский химик Д. Пристли получил кислород разложением оксида ртути(II). Напишите уравнение этой реакции. Придумайте и решите задачу, в условии которой были бы указаны масса исходного вещества и доля в нем примесей, а требовалось бы найти объем кислорода при известном выходе его от теоретически возможного.

Укажите признаки сходства и различия в процессах дыхания и горения.

Сравните процессы дыхания и фотосинтеза.

Используя свои знания по химии кислорода, напишите сочинение на тему «Художественный образ вещества или процесса».

Напишите уравнение реакции фтора с водой. В какой роли здесь выступает кислород? Рассмотрите окислительно-восстановительный процесс, определите окислитель и восстановитель.

_{фишки для любознательных по химии, презентация урока 9 класса, учебники и учебные пособия для всех классов}

Содержание урока
 конспект урока                       
 опорный каркас  
 презентация урока
 акселеративные методы 
 интерактивные технологии 

Практика
 задачи и упражнения 
 самопроверка
 практикумы, тренинги, кейсы, квесты
 домашние задания
 дискуссионные вопросы
 риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
 аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 юмор, анекдоты, приколы, комиксы
 притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 рефераты
 статьи 
 фишки для любознательных 
 шпаргалки 
 учебники основные и дополнительные
 словарь терминов                          
 прочие 

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 обновление фрагмента в учебнике 
 элементы новаторства на уроке 
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год  
 методические рекомендации  
 программы
 обсуждения


Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.