20. Повітря,
його склад. Оксиген. Поширеність Оксигену в природі. Кисень, склад його
молекули, поширеність у природі. Фізичні властивості кисню. Озон
Навколо Землі є спеціальна
повітряна оболонка. Її ще часто називають Повітряним океаном. У цього океану
немає берегів, він починається від поверхні Землі й поступово переходить у
Космос, у нескінченність. Він складається з повітря і є дуже легким та
безбарвним. Але ми його не бачимо, адже воно прозоре. Щодня, щогодини,
щохвилини, самі цього не помічаючи, ми «купаємося» в ньому. І перехожі на
вулицях, і тварини, і рослини, і навіть будинки та машини «купаються» в ньому.
Повітря є повсюди: на вулиці, у кімнаті, у землі, у воді. Будь-яке місце на
Землі заповнене повітрям.
Повітря
Склад:
|
Азот
(N2) —78 % за об’ємом;
кисень
(O2) — 21 % за об’ємом;
інші
гази: вуглекислий газ CO2, інертні гази, водяна пара, домішки (1
%)
|
Властивості:
|
Суміш
газів без кольору, запаху і смаку, займає певний об’єм, погано розчиняється у
воді, погано проводить тепло, добре його зберігає, розширюється під час
нагрівання і стискається під час охолодження, повітря — пружне
|
Оксиген
Поширення у природі
Оксиген — найпоширеніший хімічний елемент на Землі. Масова частка його в
оболонці Землі (в атмосфері, гідросфері, літосфері) становить близько 52 %. У
зв’язаному стані, тобто як хімічний елемент, Оксиген входить до складу води,
піску, глини, гірських порід і мінералів. Він є у складі всіх речовин, з яких
побудовані живі організми. Зокрема, в організмі людини вміст Оксигену становить
майже 65 %.
Характеристика Оксигену як хімічного елемента
Символ елемента — О, порядковий номер — 8, заряд
ядра +8.
Відносна атомна маса — 16, валентність — ІІ.
Оксиген утворює дві прості речовини — кисень O2
і озон O3.
Оксиген — неметалічний елемент, його прості речовини —
кисень O2 і озон O3 є неметалами.
Проста речовина кисень O2
У вільному стані, тобто як проста речовина, кисень O2
є у повітрі. Масова частка його — 23 %, об’ємна — 21 %. Кисень міститься також
у природних водах. Біохімічне очищення річкової та морської води відбувається з
допомогою розчиненого у воді кисню.
Фізичні властивості кисню
За стандартних умов кисень — безбарвний газ без смаку
й запаху. Рідкий кисень — блакитна рухлива рідина, яка притягується магнітом.
Скраплений кисень зберігають у посудинах Дьюара. Твердий кисень плавиться за
температури – 218 °С. Рідкий кисень кипить за температури –183 °С. Кисень мало
розчинний у воді: за нормальних умов (0 °С, 1 атм) у воді об’ємом 100 л
розчиняється кисень об’ємом 5 л, а за температури 20 °С і тиску 1 атм у воді
такого самого об’єму розчиняється кисень об’ємом 3,1 л. Кисень у 1,1 разу важче
за повітря. Підтримує процеси дихання і горіння.
Чи відомо вам…
1979 року хіміки за підвищення
тиску до 10 ГПа отримали твердий червоний кисень. Вчені очікували, що атоми
Оксигену, об’єднавшись по вісім, утворять кільце (як у сірці), але атоми
утворили ромбоедр — фігуру, що нагадує сплющений куб — O8. Твердий
червоний кисень не має ніякої практичної цінності. До того ж він утворюється у
мікроскопічних кількостях тільки в лабораторних умовах і випаровується за
зниження тиску. Не може він існувати і в природі: якби й був високий тиск, за
якого кисень став би твердим, він усе одно швидко прореагував би з іншими
речовинами.
2001 року в пресі з’явилися
повідомлення про синтез італійськими вченими нової речовини O4.
Як зберігати кисень
В аптеках кисень зберігають у
балонах об’ємом 27–50 л, які містять 4–7,5 м3 газу під тиском 10–15
МПа. Балони забарвлені в синій колір. Різьбу балону посипають тальком (ні в
якому разі не можна змазувати жиром чи органічними мастилами, щоб не було
спалаху від струменя кисню).
Вибагливий короп
Джозеф Прістлі, який відкрив
кисень, вважав, що цей газ у воді не розчиняється. На щастя, це не так. Інакше
риби не могли б жити у воді. Характерно, що для різних порід риб потрібна різна
кількість кисню. Найменш вимогливий карась, який спокійно живе в зарослих
ставках, де майже весь розчинений у воді кисень витрачається на окиснення
органічних речовин. Зі ставкових риб найвередливіший у цьому сенсі — короп.
Йому потрібно, щоб концентрація кисню у воді була не менше 4 мг/л. Ще більше
кисню потрібно рибам, які мешкають у річках, особливо гірських, наприклад
форелі.
Озон — корисний і шкідливий
Озон (O3) у перекладі
означає «той, що пахне». У невеликих кількостях утворюється в повітрі з кисню
під час сильних грозових дощів. За малих концентрацій (менше 0,03 г/мл) має
приємний запах післягрозового повітря й діє стимулююче на організм, підвищує
його стійкість проти холоду, гіпоксії, дії токсичних речовин, поліпшує роботу легенів,
нормалізує артеріальний тиск, підвищує рівень гемоглобіну й еритроцитів у
крові, імунобіологічну стійкість організму. Однак, якщо концентрація його в
повітрі підвищується, приємний запах перетворюється на неприємний, що нагадує
запах хлору, а за ще більших концентрацій — на солодкувато-нудотний запах
оксидів Нітрогену (це є свідченням того, що концентрація смертельна). Озон за
високих концентрацій спричиняє спазм легенів, подразнює верхні дихальні шляхи.
Збільшується ймовірність утворення злоякісної пухлини легенів. Для захисту
органів дихання використовують протигази з натронним вапном або ізолюючий
протигаз і захисний костюм. Тимчасово може допомогти ватно-марлева пов’язка,
змочена розчином соди й калій йодиду. У разі отруєння допомагають інгаляції киснем,
тепло, ін’єкції глюкози й кальцій хлориду, серцеві препарати.
Озон використовують для
дезінфекції води, відбілювання олій, борошна, паперу для ксероксу.
Озоновий шар захищає нашу планету
від сильного ультрафіолетового випромінювання сонця.
Немає коментарів:
Дописати коментар