Умови виникнення та припинення горіння.Колообіг Оксигену в природі. Озон. Прблема чистого повітря. Застосування та біологічна роль кисню".

Умови виникнення та припинення горіння.Колообіг Оксигену в природі. Озон. Прблема чистого повітря. Застосування та біологічна роль кисню".

 План уроку

1. Умови виникнення та припиненя горіння.
2. Колообіг Оксисену в природі.
3. Озон.
4. Проблема чистого повітря.
5. Застосування та біологічна роль кисню.

Умови виникнення та припиненя горіння.

Цікаві факти про вогонь

Звідки береться вогонь?         По-науковому горіння називають процесом окиснення. Окиснення відбувається завдяки тому, що ки- сень у повітрі взаємодіє з якоюсь горючою речовиною. Отож кисень і вогонь — найліпші друзі! Ми бачимо вогонь повсякчас: на кухні, на пікніку, на уроках фізики й хімії. Вогонь ховається в запальничках і сірникових коробках. То що ж таке вогонь і звідки він береться? Спробуймо з’ясувати.                                                                                                                              У безповітряному просторі горіння неможливе. Тому вода й гасить вогонь — вона блокує надходження кисню. Коли нагріти горючий мате ріал у вакуумі до температури го- ріння, вогонь не спалахне. Матеріал лише розпечеться. Так деревину перепалюють на вугілля і добувають із неї смолу. Іржавіння — теж процес окиснення, себто форма горіння, тільки така повільна, що ти не зможеш відчути тепло, яке при цьому виділяється. Саме через ці процеси темніє й розкраяне яблуко — кисень окиснює елементи, що містяться у фрукті. Щоб розпалити вогонь, потрібні три речі. Перша — це горюча речовина, друга — кисень. Горюча речовина швидко сполучається з киснем. Коли палахкотять дрова в багатті чи на плиті горить газ, відбувається активна взаємодія горючої речовини і кисню, який є в повітрі. Третя річ, потрібна для розпалення вогню, — тепло. Папір або дерево не можуть загорітися тільки від впливу на них повітря. Зазвичай для цього потрібен запалений сірник. Коли папір сильно нагрівається, кисень активно реагує, і папір охоплює полум’я.                                                                                                  Коли поглянемо на горіння під сильним збільшенням, то побачимо, як атоми молекул віддають свої дрібні частинки — електрони — іншим молекулам. Це називається окисно-відновною реакцією. Без такого обміну електронами процес горіння неможливий. Електрони не можуть існувати самостійно, і, якщо якийсь атом віддає їх, інший має прийняти. Під час горіння кисень окиснює вуглець (горючу речо- вину) і сам при цьому відновлюється. Тому окиснення й відновлення — процеси-близнюки: вони завжди супроводжують один одного й не можуть відбуватися окремо. Видима частина вогню називається полум’ям. Пломінь свічки схожий на розпечений газовий потік, який витягується вгору під дією сили виштовхування. Різні ділянки полум’я мають різну температуру. Найгарячіша частина пломеню свічки — горішня. Температура центральної частини вже нижча, а біля ґнота — найнижча.

Відгадайте!

1. Що це? Воно таке велике, що займає цілий світ, воно таке маленьке, що в найменшу щілину зайде (повітря).
2. Ти без нього не зможеш жити. Ні їсти, ні спати, ні говорити. (повітря)
3. Видозміни аж дві він має. Із пробірки воду витісняє. Цілий клас сполук за ним назвали. Без нього й нас не було б з вами. (кисень)
4. Бінарні звуться ці сполуки. Вниз, міцно взявшись за руки. Два елементи сполучились. Які сполуки утворились. (оксиди)

Умови виникнення горіння.

Робота з уривком «Унесенные ветром» – Маргарет Мітчелл

«Сухой, как трут, осиновый кол мгновенно занялся, заглатывая огонь как воду. Скарлет сунула ковер в бадью и, набрав побольше воздуха в легкие, ринулась в темную от дыма кухню, плотно захлопнув за собою дверь. Целую, как ей показалось, вечность она кашляла, задыхалась, кружилась по кухне. Била и била мокрым покрывалом по струйкам огня, змеившимся вокруг нее».

1. Які способи гасіння пожежі використовувала героїня? (охолодження речовини, припинення доступу кисню)
2. Чому вологі речі горять повільніше? (велика кількість теплоти йде на випаровування води)

Колообіг Оксисену в природі       Приблизно четверта частина атомів усієї живої матерії припадає на частку Оксигену. Оскільки загальна кількість атомів Оксигену в природі незмінна, з видаленням кисню з повітря внаслідок дихання та інших процесів повинно відбуватися його поповнення. Найважливішими джерелами кисню в неживій природі є вуглекислий газ та вода. Кисень потрапляє в атмосферу головним чином внаслідок процесу фотосинтезу, в якому бере участь це-о-два. Важливим джерелом Оксигену є атмосфера Землі. Частина кисню утворюється у верхніх частинах атмосфери внаслідок дисоціації води під дією сонячного випромінювання. Частина кисню виділяється зеленими рослинами в процесі фотосинтезу із аш-два-о та це-о-два. У свою чергу атмосферний це-о-два утворюється внаслідок реакцій горіння та дихання тварин. Атмосферний о-два витрачається на утворення озону у верхніх частинах атмосфери, окисні процеси вивітрювання гірських порід, у процесі дихання тварин і в реакціях горіння. Перетворення о-два в це-о-два призводить до виділення енергії, відповідно, на перетворення це-о-два в о-два енергія повинна витрачатись. Ця енергія надається Сонцем. Таким чином, життя на Землі залежить від циклічних хімічних процесів, можливих завдяки потраплянню сонячної енергії.

Озон

Цікаві факти про озон

Всім добре відомо як незвично пахне повітря після грози. Цей запах утворюється під час електричних розрядів озону, який недарма в перекладі з грецького означає «пахучий». Характерний запах озону не сплутати ні з чим - він пахне свіжістю.

1. Озоном називається активний кисень. Це з'єднання з 3-х атомів кисню. Молекула озону О3 нестійка і при достатніх концентраціях у повітрі за нормальних умов мимовільно за кілька десятків хвилин перетворюється на O2 з виділенням тепла.
2. Озоновий шар знаходиться від 19 до 35 км над поверхнею Землі. Озон утворюється і біля поверхні Землі під час грози, при ударі блискавки, і в рентгенівському устаткуванні.
3. Озон з'єднується з іншими речовинами значно швидше, ніж кисень. Озон дуже швидко вбиває бактерії, з цієї причини його використовують для очищення води і повітря в приміщеннях.
4. Вперше озон був виявлений у 1785 році голландським фізиком Ван Марумом. У 1850 році була визначена висока активність озону як окислювача і здатність його приєднуватися до подвійних зв'язків у реакціях з багатьма органічними сполуками. Обидві ці властивості озону в подальшому знайшли широке практичне застосування.
5. Озон, будучи одним з найсильніших окислювачів, володіє сильними дезінфікуючими властивостями. Він здатний руйнувати віруси, бактерії, а також впливати на ті мікроорганізми, які стійкі до дії хлору.
6. Озон для очищення води застосовується вже більше ста років. Вперше для знезараження і дезодорації води озон був застосований у 1898 році в м. Сан Мор (Франція). Вже у 1907 році був побудований перший завод з озонування води у французькому місті Бон Вуаяж, який обробляв 22500 кубічних метрів води на добу з річки Вазюбі для потреб міста Ніцци. У 1911 р. була пущена в експлуатацію станція озонування питної води в Санкт-Петербурзі. У 1916 р. діяло вже 49 установок по озонуванню питної води. Широке ж поширення озон отримав тільки протягом останніх 30 років завдяки появі надійних, компактних і енергозберігаючих апаратів для його синтезу - озонаторів (генераторів озону).
7. А як антисептичний засіб, був використаний під час Першої світової війни. З 1935 р. стали використовувати введення озонокислородной суміші ректально для лікування різних захворювань кишечника (проктит, геморой, виразковий коліт, свищі, придушення патогенних мікроорганізмів). Вивчення дії озону дозволило використовувати його в хірургічній практиці при інфекційних ураженнях, лікуванні туберкульозу, пневмонії, гепатиту, герпетичної інфекції, анемії і пр. У Москві в 1992 р. під керівництвом заслуженого діяча науки РФ, л.м.н. Змизговой А.В. створено «Науково-практичний центр озонотерапії», де озон використовується для лікування багатьох захворювань. Сьогодні озон вважається популярними ефективним засобом знезараження води, повітря та очищення продуктів харчування.
8. В даний час 95% питної води в Європі і США проходить підготовку з використанням озону. Озонування застосовують також при очищенні стічних вод від фенолів, нафтопродуктів, ціанідів, сульфідів та ін домішок, небезпечних для навколишнього середовища.
9. Атмосферний озон відіграє важливу роль для всього живого на планеті. Утворюючи озоновий шар в стратосфері, він захищає рослини і тварин від жорсткого ультрафіолетового випромінювання. Тому проблема утворення озонових дір має особливе значення. Найбільша озонова діра діаметром понад 1000 км вперше була виявлена в 1985 році, на Південній півкулі, над Антарктидою.

Проблема чистого повітря.

Забруднення повітря є глобальною проблемою. Щороку у світі близько 7 мільйонів людей передчасно помирає від забрудненого повітря, що, в основному, викликає інсульт, захворювання серця, хронічні обструктивні захворювання легенів, рак легенів і гострі респіраторні інфекції. Забруднення повітря є нагальною проблемою і для України. За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я, у рік тут від забруднення повітря передчасно помирає 124 людей із 100 тис. мешканців, що є вчетверо більше, ніж у п’яти найчистіших країнах планети. За співвідношенням смертності до кількості населення Україна – одна з країн із найбільш забрудненим повітрям із 160 досліджених. Україна успадкувала від Радянського Союзу великі промислові підприємства. Наразі устаткування та технології на них є застарілими та продукують невиправданно велику кількість викидів. Те саме стосується і парку вугільних електростанцій, лише на лічених із них встановлено електрофільтри, а державна стратегія розвитку енергетичного сектору планує нові вугільні потужності. Транспорт також продукує значну частину викидів. Найбільш небезпечними для здоров’я є викиди від дизельних двигунів, а люди, які проживають поблизу великих транспортних магістралей, мають до 12 % більшу ймовірність розвитку деменції. Витрати на боротьбу з викидами, як правило, набагато нижчі, ніж витрати, пов'язані зі збитком для здоров'я людини і навколишнього середовища. Для промисловості одні тільки витрати за невихід працівників на роботу, пов'язаний із забрудненням повітря, вищі, ніж витрати на скорочення викидів. У більш довгостроковій перспективі поліпшення стану здоров'я населення призведе до збільшення валового внутрішнього продукту. При застосуванні міжнародного підходу, заснованого на співпраці, розширення ринку чистих технологій буде сприяти зниженню витрат на виробництво необхідного обладнання та, як наслідок, на вжиття заходів щодо скорочення викидів. Політика по боротьбі із забрудненням повітря тісно пов'язана з політикою в галузі клімату, енергії, сільського господарства та біорізноманіття. Більшість заходів політики по боротьбі із забрудненням повітря матимуть позитивний ефект в плані протидії зміні клімату та навпаки. Економія енергії і зрушення в енергобалансі сприяли як зменшенню забруднення повітря, так і зниженню впливу на клімат. Вони будуть мати важливе значення і в майбутньому. Проте заохочення використання біомаси та біопалива без будь-яких додаткових заходів може призвести до збільшення викидів забруднювачів повітря. Політика по боротьбі із забрудненням повітря може в значній мірі сприяти досягненню кількох цілей сталого розвитку: забезпечення здорового способу життя та сприяння благополуччя для всіх; ліквідації голоду, забезпечення продовольчої безпеки і сприяння сталому розвитку сільського господарства; забезпечення безпеки і стабільності міст і населених пунктів; забезпечення доступу до сталих і сучасних джерел енергії для всіх; захисту і відновлення екосистем суші і сприяння їх раціональному використанню, а також припинення втрати біорізноманіття.

Застосування та біологічна роль кисню.

Біологічна роль кисню полягає в здатності підтримувати процеси дихання всіх живих організмів, вступати в реакції окиснення. 

Застосування кисню:

• дихання тварин, рослин, людини;
• використовується кисень для забезпечення життєдіяльності на підводних човнах і космічних кораблях, при роботі водолазів, пілотів;
• застосовують у медицині в лікувальних цілях;
• горіння і гниття органічних речовин;
• згоряння палива у двигунах;
• у металургійній промисловості кисень використовується при виплавці чавуну і сталі;
• у суміші з воднем або ацетиленом кисень застосовується для різання і зварювання металів;
• кисень застосовують як окиснювач ракетного палива та під час хімічних реакцій.

Для нормального існування природи важлива не лише наявність повітря, але і його чистота. Поява у повітрі інших, не властивих йому речовин, завдає шкоди живій і неживій природі.

Забруднення повітря відбувається як природним шляхом, так і внаслідок господарської діяльності людини.

Оксиди Сульфуру, Нітрогену, Карбону, амоніак NH3, сірководень H2S, метан CH4, та інші гази, які потрапляють у повітря внаслідок гниття органічних решток, виверження вулканів, роботи хімічних заводів, є забруднювачами повітря. Серед випадкових домішок у повітрі також нерідко трапляються дрібні частинки сажі й мінеральних речовин, а також різні мікроорганізми.