Хімія. Повторне видання (2025). 8 клас. Попель
§ 11. Колообіги кисню та Оксигену в природі. Біологічна роль і застосування кисню
Планета Земля — маленька «піщинка» в безкрайньому космічному просторі. Вона зберігає всі хімічні елементи, з яких складається її мінлива жива і мінеральна природа. Багато речовин зазнають фізичних і хімічних змін. Частина цих змін має циклічний характер; вони відбуваються «по колу».
Дізнаєтеся, зрозумієте, використаєте
- Яка суть колообігів кисню та Оксигену в природі?
- У чому полягає біологічна роль кисню?
- Які сфери застосування кисню?
Повітря. Кисень є компонентом повітря — природної суміші газів. Він займає приблизно 1/5 частину його об’єму. Склад сухого повітря1 поблизу земної поверхні наведено в таблиці 2.
1 Водяна пара зумовлює вологість повітря. Її об’ємна частка в атмосфері може становити до 3—4 %.
Таблиця 2
Склад повітря
|
Газ |
Частка в повітрі, % |
||
|
назва |
формула |
об’ємна* |
масова |
|
Азот |
N2 |
78,08 |
75,51 |
|
Кисень |
О2 |
20,95 |
23,14 |
|
Аргон |
Аr |
0,93 |
1,28 |
|
Вуглекислий газ |
CO2 |
0,042 |
0,064 |
|
Інші гази |
менша за 0,002 |
менша за 0,002 |
|
* Об’ємна частка речовини в суміші є відношенням об’єму речовини до об’єму суміші. Об’ємну частку позначають грецькою літерою φ (фі).
Експериментуймо
Намалюйте або за допомогою комп’ютера створіть діаграму складу повітря, використавши значення об’ємних часток газів (табл. 2).
За діаграмою складу повітря (за об’ємом1), яке видихає людина, обчисліть відношення в ньому об’ємів кисню і вуглекислого газу.
1 Без урахування аргону і водяної пари.
Обчисліть також відношення об’ємів цих газів у повітрі, яке ми вдихаємо (табл. 2), і порівняйте обидва відношення.
Обговорюймо
Що трапиться, якщо об’ємна частка кисню в повітрі зменшиться; збільшиться?
Колообіг кисню. Ви знаєте, що кисень міститься не лише в атмосфері, а й у гідросфері (розчинений у воді). Між обома «сферами» нашої планети триває безперервний обмін киснем: незначна його кількість розчиняється в річках, морях, океанах і стільки ж виділяється з води в повітря (мал. 35).
Мал. 35. Колообіг кисню в природі
Сукупність процесів у природі, унаслідок яких речовина постійно переходить з одного середовища в інше, називають колообігом речовини.
Думаймо
У природі відбувається колообіг води. Назвіть його складники.
Колообіг Оксигену. Кожної миті на Землі трапляється безліч фізичних і хімічних явищ. Серед них є такі, що періодично повторюються. Частина змін, які відбуваються з речовинами на планеті, зумовлена хімічними реакціями.
Сукупність процесів у природі, під час яких атоми хімічного елемента внаслідок хімічних реакцій «переходять» від одних речовин до інших, називають колообігом елемента.
Якщо основною речовиною в колообігу Оксигену обрати кисень, то можна виокремити такі ланки цього глобального процесу (схема 2):
- утворення кисню (фотосинтез, розклад води у верхніх шарах атмосфери);
- витрачання кисню (дихання, хімічні реакції з речовинами в природі, технологічних процесах, під час пожеж, згоряння палива і пального);
- взаємоперетворення «кисень — озон»;
- взаємоперетворення оксигеновмісних речовин.
Схема 2
Колообіг Оксигену
Важливим процесом, унаслідок якого утворюється кисень, є фотосинтез. Він відбувається в зеленому листі рослин на сонячному світлі за участю вуглекислого газу, який міститься в повітрі, води і деяких речовин із ґрунту. Зелений пігмент рослин хлорофіл поглинає енергію світлових променів і передає її речовинам, які взаємодіють між собою. Продуктами фотосинтезу є органічні речовини, які накопичуються в рослинах, і кисень, що надходить в атмосферу (мал. 36). Спрощена схема цього процесу:
Унаслідок фотосинтезу в повітря щороку потрапляє 200 млрд т кисню.
Мал. 36. Фотосинтез
Варто знати
Оксиген сприяє колообігу інших елементів (наприклад, Карбону, Нітрогену, Сульфуру), оскільки він є у складі великої кількості речовин.
Біологічна функція кисню. Життя без кисню на нашій планеті неможливе. Під час дихання в легені надходить повітря. Кисень, що міститься в ньому, сполучається з гемоглобіном крові й розноситься в усі органи та тканини, де взаємодіє з різними органічними речовинами, зокрема й отриманими з їжею. Продукти цих реакцій необхідні організму для нормального розвитку. Частина хімічних перетворень за участю кисню відбувається з виділенням теплоти, завдяки чому підтримується постійна температура тіла.
Застосування кисню. Кисень застосовують у різних галузях і у великій кількості. У металургії цей газ прискорює процес виплавляння сталі, покращує її якість. Кисень необхідний у виробництві багатьох речовин. Його використовують у спеціальних пристроях для різання і зварювання металів. Без балонів, наповнених газовими сумішами, які містять кисень, не можуть працювати космонавти, пожежники, водолази, військові льотчики. Кисневі подушки застосовують у разі деяких захворювань для полегшення дихання. За допомогою зрідженого кисню створюють необхідні умови для згоряння пального в космічних ракетах.
Широке використання має й кисень, який міститься в повітрі. За його участю згоряє паливо на теплоелектростанціях, пальне у двигунах автомобілів, випалюють руди на заводах кольорової металургії, здійснюють інші технологічні процеси.
Експериментуймо
Створіть ментальну карту «Застосування кисню».
ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ
Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про колообіги Оксигену і кисню в природі, значення кисню для життя.
Думаймо
Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам/однокласницям. Зіставте свою і їхні відповіді та оцініть їх. Поясніть, чому ваша оцінка саме така.
ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ
Перевірмо себе
1. Укажіть відмінність між колообігами хімічного елемента і речовини. Який колообіг не пов’язаний з хімічними реакціями?
2. У чому полягає значення кисню для живих організмів?
Розв'язуймо задачу
3. Відомо, що замість певного об’єму кисню, який ми споживаємо в процесі дихання, у повітря надходить такий самий об’єм вуглекислого газу. Обчисліть об’ємну частку кисню в повітрі, яке видихає людина, якщо об’ємна частка вуглекислого газу в ньому становить 4 %.
4.* Обчисліть масу кисню в повітрі об’ємом 10 л, якщо густина повітря становить 1,29 г/л. Додаткові відомості, необхідні для розв’язання задачі, візьміть із таблиці 2.
Аналізуймо
5. Уміст вуглекислого газу в повітрі протягом останніх майже 150 років невпинно зростає. Чи змінюється, на вашу думку, вміст кисню в атмосфері? Якщо змінюється, то як саме? Чи може це вплинути на живі організми?
У команді
6. Назвіть заходи, які має здійснювати людство для збереження кількісного складу атмосфери.
7.* Визначте, для дихання якої кількості населення планети вистачить кисню, який виробляють рослини в процесі фотосинтезу (с. 60). Вважайте, що організм людини щодоби споживає 600 г кисню.
Створюймо проєкт
8. Підготуйте за матеріалами з інтернету повідомлення про зміну складу атмосфери з висотою та вкажіть причину цієї зміни.
9. У майбутньому людина відправлятиметься у тривалі космічні подорожі. Запропонуйте варіанти забезпечення людини киснем у космічному кораблі. Використайте також матеріали з інтернету. Оберіть найкращий варіант.
Формуймо словничок
10. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.
11. Складіть двомовний словничок із ключових слів і словосполучень, виписаних вами з параграфів 4—11.
Оцінюймо свої знання
12. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.
13. Виконайте розміщені за QR-кодом або покликанням (https://learningapps.org/display?v=phtxgaxqc24) завдання за матеріалом параграфів 4—11.
test
