Тема урока:

Кислород.

Состав воздуха.

Учитель химии Дигорской школы №2

Кудзоева Татьяна Дмитриевна

9 класс.

Тема урока: Кислород. Воздух и его состав. (Обобщение двух пройденных материалов.)

Цель урока: Углубление знаний :

1. По изучению одного из важнейших элементов таблицы Менделеева .

2. Повышение экологической грамотности учащихся.

3. Применение детьми на уроках ИКТ.

Ход урока:

А.Опрос учащихся:

Учитель: Кислород самый распространенный элемент в природе, его 49% по массе. Он входит в состав воды, воздуха, песка, горных пород.

Слово кислород, можно услышать от людей разных специальностей. Хирурги, спасая людей говорят - «кислородная подушка».

Химики считают, что кислород - это та ось, вокруг которой вращается химия. Кузнецы мехами вдувают воздух в свои горны. У военных говорит о воздушной тревоге. Экологи борются за чистоту воздуха. Поэты пишут стихи о свежем, жгучем, утреннем воздухе. Сегодня мы разделимся на время урока на химиков, экологов, любителей поэзии и общим в нашем разговоре будут - кислород, оксиды и воздух.

1. Задания для химиков:

1. Задача:

Сколько кг. Кислорода было израсходовано при сгорании каменного угля, если образовалась 1 т. Оксида углерода (4)?

Уравнение реакции:

С + О 2 СО2

Углерод оксид углерода.

2. Задача

Вычислить содержание кислорода в процентах в перманганате калия КМuO4

3. Задание

Дописать уравнение реакций окисления:

P + O2

Al + O2

Cu + O2

Mg +O2

Na + O2

Дополнительные вопросы химикам:

1. Что такое горение?

2. Что такое оксиды?

3. Какие газы входят в состав воздуха?

2. Задание любителям поэзии:

1. Рассказать отрывки стихотворений, в которых упоминание о воздухе.

2. Какие его свойства они имеют в виду?

Дети рассказывают отрывки их стихотворений русских поэтов:

***

Как неожиданно и ярко

На влажной небе синеве,

Воздушная воздвиглась арка

В своем минутном торжестве.

***

Нет веры к вымыслам чудесным,

Рассудок всё опустошил

И покорив законам тесным

И воздух, и моря и сушу

Как пленником обнажил.

***

Поют деревья, блещут воды,

Любовью воздух растворен

И мир, цветущий мир природы

Избытком жизни упоен.

***

Он мерит воздух мне так бережно и скудно...

Не мерят так и лютому врагу...

Ох, я дышу еще болезненно и трудно,

Могу дышать, но жить уж не могу.

3. Какие словосочетания вам знакомы с упоминанием слов: кислород и воздух.

Дети говорят словосочетания, типа:

1. Повиснуть в воздухе.

2. Воздушная завеса.

3. Строить воздушные замки.

4. Перекрыть кислород.

5. Воздушная походка.

Ученики сами объясняют значение этих словосочетаний и почему их связывают с кислородом и воздухом.

3. Задания юным экологам:

А. Я просила изобразить плакаты, говорящие о том, что вы: за чистоту воздуха, воды и вообще всей природы.

Дети показывают свои мини-плакаты, сопровождая показ разъяснением своего замысла. Все принесенные плакаты приложены к плану конспекту.

Б. Сделать сообщение о кислороде и воздухе:

Сообщение 1:

Знаете ли вы, что в атмосфере земли 78% азота и 21 % кислорода (по объему). При обыкновенной температуре эти вещества друг с другом не реагируют. Но в двигателях образуются оксиды азота, которые отравляют воздух.

Сообщение 2:

На сгорание 38 литров бензина в двигателе автомобиля расходуется 77000л. Кислорода или 390000 л. Воздуха. Его хватило бы 30-ти людям на суточное дыхание.

Сообщение3:

Воздух при своем движении, т.е. ветер может дать энергию в несколько раз превышающую энергетические запасы России.

Сообщение 4:

Степень загрязненности воздуха и смертность….

Затем мною объявляются оценки учащихся за урок. И дается домашнее задание.

Вывод:

Содержание данного урока направлено на углубление знаний по темам - кислород и воздух, на формирование у учащихся экологической культуры, на знание и понимание того, что человек и окружающая его среда - едины.

Считаю, что урок заданную цель достиг.

Приложение: На случай остатка времени (от 3 до 5 минут), заготовлены два наглядных рисунка и задания:

1. Найти на рисунке «Воздух» элемент не входящий в его состав.

2. Дать второе название рисунку «Кислород». (Двойники, братья, близнецы… и т.д.)

Почему вам хочется его так назвать?

(заострение внимания на бинарности молекулы кислорода О2)

Рисунки приложены к плану конспекта.

Домашнее задание

1. п.20. стр.91

2. упр.8 стр.96

Доклад ученика:

(прилагается)

Кислород (О), химический элемент VI группы периодической системы Менделеева; атомный номер 8, атомная масса 15,9994. При нормальных условиях Кислород газ без цвета, запаха и вкуса.

Леонардо да Винчи (1452-1519) рассматривал воздух как смесь двух газов, лишь один из которых расходуется при горении и дыхании. Окончательное открытие двух главных составных частей воздуха - азота и Кислорода, сделавшее эпоху в науке, произошло только в конце 18 века. Кислород получили почти одновременно К. Шееле (1769-70) путем прокаливания селитра (KNO₃, NaNO₃), двуокиси марганца МnО₂ и других веществ и Дж. Пристли (1774) при нагревании сурика Рb₃О₄ и оксида ртути HgO. В 1772 году Д. Резерфорд открыл азот. В 1775 году А. Лавуазье, произведя количественный анализ воздуха, нашел, что он "состоит из двух (газов) различного и, так сказать, противоположного характера", то есть из Кислорода и азота.

Кислород - наиболее распространенный в окружающей среде химический элемент. Он составляет 89% массы воды, 23% массы воздуха и около 50% массы природных минералов.

Животные и растения получают необходимую для жизни энергию за счет биологического окисления различных веществ кислородом, поступающим в организмы при дыхании.

Наиболее эффективно обеспечение живых организмов кислородом и использование его в окислительно-восстановительных процессах происходит в тех случаях, когда содержание кислорода в воздухе, который поглощают живые организмы, составляет 20,8% (лучше - при несколько более высоком содержании: на 0,5-1,0%).

Роль кислорода для здоровья человека. Кислород:

• повышает умственную работоспособность;

• повышает устойчивость организма к стрессам и повышенным нервным нагрузкам;

• поддерживает уровень кислорода в крови;

• улучшает согласованность работы внутренних органов;

• повышает иммунитет;

• способствует снижению веса. Регулярное потребление кислорода в сочетании с двигательной активностью, приводит к активному расщеплению жиров;

• нормализуется сон: он становится более глубоким и продолжительным, уменьшается период засыпания и двигательной активности

Проблема кислородной задолженности (гипоксии)

К сожалению, требуемое для здоровья человека содержание кислорода в наше время в природных условиях реализуется лишь в городских парках (20,8%), загородных лесах (21,6%) и на берегах морей и океанов (21,9%). В то же время, в городских помещениях (квартирах и офисах) содержание кислорода в воздухе значительно меньше (20%), что приводит к возникновению у людей кислородной недостаточности (гипоксии).

Ситуацию усугубляет выбрасываемый промышленностью и автомобильным транспортом угарный газ (СО), который является конкурентом кислорода за связывание с гемоглобином крови. Накапливаясь в атмосфере воздуха городов, он еще сильнее затрудняет усвоение кислорода организмом. Дело в том, что СО (угарный газ) в 200 раз быстрее связывается с гемоглобином (транспортным средством для кислорода), то есть в 200 раз быстрее занимает место молекул кислорода. Эксперименты, проведенные в США, показали, что у водителей, проводящих большое количество времени за рулем, нарушаются реакции элементарно необходимые для управления автомобилем.

Из воздуха человек не получает достаточное количество кислорода.

Большинство людей в городах страдает недостатком кислорода.
При недостатке кислорода могут появиться мышечные и головные боли, проблемы с концентрацией внимания, нарушение кровоснабжения, общая слабость, нарушение сна и обмена веществ, грипп и инфекционные болезни, снижение иммунитета и сексуальной активности, онкологические заболевания, депрессия.

Экспериментальные и клинические исследования свидетельствуют о том, что гипоксия оказывает влияние на системы, ответственные за транспорт кислорода и иммунитет, на гладкие мышцы сосудов, понижая их возбудимость, на кислородные параметры крови, ее кислотно-основное состояние, на структуру и функцию печени и других органов, вызывая многие их заболевания.

Проблема кислородной задолженности (гипоксии) актуальна, в еще большей степени для детей, у которых потребление кислорода значительно выше, чем у взрослых. Это очень важное отличие так, как детский организм должен существенно ускорить поглощение и транспорт кислорода. С этой задачей детский организм на физиологическом уровне справляется, но ему для этого требуется помощь извне.

Двигательная активность обуславливает увеличение потребности мышц в кислороде, которое не покрывается в течение дня. Поэтому обнаруживается несоответствие между кислородным запросом и возможностью его удовлетворения, что в конечном итоге приводит к кислородной задолженности.

При мышечной работе активизируется деятельность тех систем, которые ответственны за передачу кислорода к различным тканям, в первую очередь систем дыхания, кровообращения и кроветворения. Чрезмерно интенсивная мышечная деятельность обусловливает такое увеличение потребности мышц в кислороде, которое не покрывается во время работы. Поэтому обнаруживается несоответствие между кислородным запросом и возможностью его удовлетворения, что в конечном итоге приводит к кислородной задолженности. Одним из важных проявлений ее является высокое потребление кислорода после прекращения мышечной работы в восстановительном периоде. Время, в течение которого ликвидируется эта задолженность, зависит не только от интенсивности мышечной работы, но и от уровня тренированности человека.

"Многие хронические боли обусловлены недостатком кислорода в клеточной основе", - сказал известный врач и ученый доктор Кайтон М.Д. Это высказывание подтверждает доктор Отто Варбург (США), лауреат двух Нобелевских премий за медицину. "Без кислорода клетки не растут и умирают" - утверждал он в своих исследованиях о значении кислорода для жизни клеток.

Кислородотерапия

Противопоказаний для применения кислородотерапии не существует, но имеется опасность гипероксигенации при длительном и бессистемном применении высоких концентраций кислорода (свыше 6 - 8 л/минуту). E Vita Perl абсолютно безопасен в применении, так как его производительность составляет 2 л кислорода в минуту (оптимальное количество кислорода).

Источники получения кислорода

Кислородные баллоны, кислородные подушки. Взрыво- и пожароопасны, а потому баллоны с кислородом запрещены к применению в больничных палатах и на дому у больных, нуждающихся в кислородотерапии.

Кислородные концентраторы. Принцип работы концентратора кислорода достаточно прост: сжатый с помощью малошумного компрессора, очищенный и профильтрованный атмосферный воздух подается на "молекулярное сито", состоящее из шариков неорганического силиката (алюминиево-кремниевого сплава). Этот "фильтр" задерживает молекулы азота, пропуская кислород. В результате содержание кислорода в газовой смеси составляет от 90 до 95%. Поток кислорода плавно регулируется и, проходя через увлажнитель и гибкую двухметровую трубку с назальным катетером, подается пациенту. Оставшаяся обедненная кислородом газовая смесь растворяется в помещении, не нарушая экологического равновесия и не уменьшая содержания кислорода в окружающем атмосферном воздухе. Существенным недостатком является высокая стоимость прибора (1400-2000евро).

Кислородные коктейли. В состав кислородного коктейля входят следующие компоненты: кипяченая вода, сироп, глицерофосфат в гранулах, фитин, аскорбиновая кислота, сахар, сырой яичный белок. Через полученную смесь с помощью распылителя пропускают кислород, в результате чего образуется пена и масса стойких пузырьков, наполненных кислородом. Рекомендуется принимать 1-2 стакана такой пены, в которой содержится примерно 150- 400 см3 кислорода.

Входящий в состав кислородного коктейля сырой яичный белок делает невозможным употребление коктейля для лиц, страдающих аллергией на яйца, а также не исключает вероятности заражения сальмонеллезом.

Кислородообразующий прибор E Vita Perl - уникальный переносной прибор для бытового применения, не требующий специального технического обслуживания, исключающий возможность передозировки кислорода, простой в использовании.

Как мы дышим?

Очень многие люди дышат неправильно, а следовательно получают недостаточное количество кислорода.

Обратите внимание, как вы обычно дышите. При вдохе расширяются ребра грудной клетки, и вы дышите именно грудью. Но такой тип дыхания не соответствует природе человека. Это неправильное дыхание.

Грудное дыхание не является полным. Оно не может целиком заполнить легкие воздухом. Оно не может очистить легкие полностью. А вам нужно, чтобы заполнялся весь объем легких.

И чтобы - естественно - весь отработанный воздух выходил из них при выдохе. Кстати, именно грудное дыхание как раз и провоцирует неправильную работу сердечно-сосудистой системы.

И вот почему. Во время такого дыхания в кровь не поступает необходимого количества кислорода. Если вы получили недостаточно воздуха (а для каждого человека достаточное количество кислорода определяется полным объемом легких), то в кровь попало меньше кислорода, чем это необходимо.

Значит, все ткани получили тоже меньше кислорода. А если ткани получили недостаточно кислорода, то происходит так называемое кислородное голодание. Процессы в организме начинают идти по неправильному сценарию. Возникают разнообразные нарушения.

Несколько фактов о кислороде

Менее чем 200 лет назад земная атмосфера содержала 40% кислорода. Сейчас из воздуха к нам поступает только 21%.

Кислород составляет 90% массы молекулы воды. Организм же содержит 65-75% воды.

Каждый день мы совершаем около 20.000 вдохов.

Головной мозг составляет 2% общей массы тела и потребляет 20% кислорода поступающего в организм.

В воде Мирового океана кислорода гораздо больше, чем в атмосфере.

Населению Земли и животным нужно 2000 лет, чтобы исчерпать весь кислород из атмосферы, а растениям суши и водорослям достаточно 600 лет, чтобы восстановить эту массу кислорода в воздухе, окружающем Землю.

Если на какой-нибудь планете будут обнаружены вместе с кислородом вода и благоприятные температурные условия, то можно предполагать, что там есть жизнь.

Существуют живые организмы, которым не нужен для дыхания атмосферный кислород. Это некоторые бактерии, а также черви-паразиты, обитающие в кишечнике человека или животных. Такие организмы называют анаэробными.

Исследования показали, что объем наших легких, уменьшается на 5% каждые 10 лет жизни. За счет снижения эластичности легких в наш организм поступает меньше кислорода.

Существуют живые организмы, которым не нужен для дыхания атмосферный кислород. Это некоторые бактерии, а также черви-паразиты, обитающие в кишечнике человека или животных. Такие организмы называют анаэробными.

Недостаток кислорода является результатом промышленных выбросов и загрязнений. Постепенно это разрушает защитный озоновый слой.

Кровь снабжает кислородом все системы организма, стимулирует химические реакции и очищает организм от шлаков и токсинов.

Причиной многих раковых заболеваний является недостаток кислорода в клетках.

Рак поражает все органы человека за исключением сердца по причине поступления в этот орган кислорода.

Подкожное введение кислорода может вылечить многие тяжелые заболевания, например, гангрену.

В специальных барокамерах, заполненных кислородом, лечат некоторые болезни сердца, мозга, почек, печени, мягких и костных тканей, проводят сложные хирургические операции.

Изотопы, атом и молекула Кислорода. Кислород имеет три устойчивых изотопа: ¹⁶О, ¹⁷О и ¹⁸О, среднее содержание которых составляет соответственно 99,759%, 0,037% и 0,204% от общего числа атомов Кислорода на Земле. Резкое преобладание в смеси изотопов наиболее легкого из них ¹⁶О связано с тем, что ядро атома ¹⁶О состоит из 8 протонов и 8 нейтронов. А такие ядра, как следует из теории атомного ядра, обладают особой устойчивостью.

В соответствии с положением Кислорода в периодической системе элементов Менделеева электроны атома Кислорода располагаются на двух оболочках: 2 - на внутренней и 6 - на внешней (конфигурация 1s²2s²2p⁴). Поскольку внешняя оболочка атома Кислорода не заполнена, а потенциал ионизации и сродство к электрону составляют соответственно 13,61 и 1,46 эв, атом Кислорода в химических соединениях обычно приобретает электроны и имеет отрицательный эффективный заряд. Напротив, крайне редки соединения, в которых электроны отрываются (точнее оттягиваются) от атома Кислород (таковы, например, F₂O, F₂О₃). Раньше, исходя единственно из положения Кислорода в периодической системе, атому Кислорода в оксидах и в большинстве других соединений приписывали отрицательный заряд (-2). Однако, как показывают экспериментальные данные, ион О^2- не существует ни в свободном состоянии, ни в соединениях, и отрицательный эффективный заряд атома Кислорода практически никогда существенно не превышает единицы.

В обычных условиях молекула Кислорода двухатомна (О₂); в тихом электрическом разряде образуется также трехатомная молекула О₃ - озон; при высоких давлениях обнаружены в небольших количествах молекулы О₄. Электронное строение О₂ представляет большой теоретический интерес. В основном состоянии молекула О₂ имеет два неспаренных электрона; для нее неприменима "обычная" классическая структурная формула О=О с двумя двухэлектронными связями. Исчерпывающее объяснение этого факта дано в рамках теории молекулярных орбиталей. Энергия ионизации молекулы Кислорода (О₂ - е → О₂⁺) составляет 12,2 эв, а сродство к электрону (О₂ + е → О₂^-) - 0,94 эв. Диссоциация молекулярного Кислорода на атомы при обычной температуре ничтожно мала, она становится заметной лишь при 1500°С; при 5000°С молекулы Кислорода почти полностью диссоциированы на атомы.

Получение Кислорода. Существует 3 основных способа получения Кислорода: химический, электролизный (электролиз воды) и физический (разделение воздуха).

Химический способ изобретен ранее других. Кислород можно получать, например, из бертолетовой соли КClОз, которая при нагревании разлагается, выделяя О₂ в количестве 0,27 м³ на 1 кг соли. Оксид бария ВаО при нагревании до 540°С сначала поглощает Кислород из воздуха, образуя пероксид ВаО₂, а при последующем нагревании до 870°С ВаО₂ разлагается, выделяя чистый Кислород. Его можно получать также из KMnO₄, Ca₂PbO₄, К₂Сг₂О₇ и других веществ при нагревании и добавлении катализаторов. Химический способ получения Кислорода малопроизводителен и дорог, промышленного значения не имеет и используется лишь в лабораторной практике.

Доклад ученика:

Воздух - это основа нашей жизни. Поэтому свежий воздух просто необходим человеку, чтобы качество жизни было самым высоким!

Воздух - одна из основ жизни на Земле.

Воздух является той средой, без которой человек просто не может существовать. При отсутствии воздуха человек может прожить буквально несколько минут. Именно благодаря окружающему нас воздуху осуществляются основные процессы жизнедеятельности в организме. А от свежести и чистоты воздуха напрямую зависит качество этих процессов. Формирование воздушной атмосферы на Земле продолжалось около миллиарда лет, и порядка 140 миллионов лет назад атмосфера приобрела современные свойства. Основным компонентом окружающего воздуха, имеющим для человека решающее значение, является именно кислород. Его главным источником являются зелёные насаждения или земная флора, которая поглощает углекислый газ, а взамен выделяет кислород. На данном этапе развития биосферы Земли содержание кислорода в воздухе составляет порядка 20 %. Стоит отметить, что человеческий организм поглощает кислород не только органами дыхания (как думаю многие), некоторая его часть проникает в организм и через кожные покровы. Благодаря его активному действию в человеческом организме происходят почти все окислительно-восстановительные реакции, то есть все жизненно важные процессы. Атмосферный воздух - это смесь газов. Наибольшую часть окружающего воздуха, в процентном отношении, составляет азот - до 80%. Около 1-2% приходится на все остальные газы и механические примеси: углекислый газ, водяные пары, механические включения (пыль) и т.д.

Состав воздуха:

Исследования показали, что атмосфера земного шара не подвергалась значительным изменениям на протяжении тысячелетий за то время, когда на ней зародилась человеческая жизнь. Единственное, что оказывало влияние на изменение состава - это извержения вулканов, но случалось это не так часто и не оказывало существенного влияния на общую картину. Концентрация количественного состава воздуха, которым дышали в прошлом приблизительно такова, в процентах в сухом воздухе:

• азот - 78,084;

• кислород - 20,9476;

• углекислый газ - 0,034;

• аргон - 0,934;

• другие компоненты - 0,0004.

Помимо тех веществ, которые мы указали, в земной атмосфере в незначительном количестве также наблюдаются такие вещества, как неон, ксенон, окислы азота, моноксид углерода - он же - угарный газ, криптон, метан, аммиак, гелий, сероводород, окислы серы, углеводород. Все эти газы и занимают оставшиеся 0,0004%. И, не смотря на то, что, казалось бы, цифра эта незначительно, именно эти вещества оказывают негативное воздействие на человеческую жизнь и здоровья, доставляя много неприятностей и принося нежелательные послед.

Основные компоненты, загрязняющие воздух, и источники их поступления:

• угарный газ - основным источником поступления этого вещества является автомобильный транспорт, выделяющий угарный газ, а также курильщики табака;

• окислы азота - в воздухе они появляются благодаря автотранспорту, и также поступают из газовой плиты;

• окислы серы - основным «поставщиком» этого вещества является ТЭЦ;

• фенол - этот вредный элемент, в основном, является продуктом выделения мебели и строительного утеплителя;

• формальдегид - так же, как и фенол, в большинстве случаев выделяется из мебели и строительного утеплителя;

• стирол - в большинстве случаев выделяется их строительного утеплителя;

• бензопирен - это вещество появляется в воздухе благодаря автомобильному транспорту;

• озон - источником озона является оргтехника, а также фотохимические реакции;

• свинец попадает в воздух благодаря дизелю.

Вывод: Кислород - вторая по количеству и первая по значению для жизни составная часть воздушной оболочки Земли. Содержание свободного кислорода Земли сохраняется благодаря жизнедеятельности растений. Берегите природу!