Хімія. Повторне видання. 8 клас. Ярошенко (2025)

§ 23. Вуглекислий і чадний гази

• Запиши формули карбон(IV) оксиду (вуглекислого газу) і карбон(ІІ) оксиду (чадного газу). У якій речовині масова частка Карбону більша?

• Якими можуть бути наслідки тривалого перебування великої кількості людей у маленькому приміщенні з поганою вентиляцією?

• Що таке екосистема?

Опрацюй. Зрозумій. Використай

ВУГЛЕКИСЛИЙ ГАЗ У ПРИРОДІ ТА ДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ. Близько 0,03 % повітря становить карбон(ІV) оксид CO₂ — вуглекислий газ. Він потрапляє в атмосферу в результаті природних процесів: виверження вулканів, великих лісових пожеж, виділення з мінералізованих джерел, дихання організмів, розкладання органічних решток. У великій кількості СО₂ утворюється внаслідок спалювання твердого (1), газуватого (2) та рідкого (3) палива.

1. Горіння вугілля: С + О₂ = СО₂.

2. Горіння метану (складника природного газу): СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О.

3. Горіння октану (складника бензину): 2С₈Н₁₈ + 25O₂ = 16СО₂ + 18Н₂О.

ПЛІЧ-О-ПЛІЧ

Завдання. Скористайтеся набутими знаннями і доступними джерелами інформації та складіть опис колообігу Карбону за наведеною схемою. Опис доповніть рівняннями реакцій.

КОЛООБІГ КАРБОНУ

Вуглекислий газ — не лише обов’язковий реактант фотосинтезу в біосфері Землі, але й важлива для різних галузей економіки речовина (мал. 33).

Мал. 33. Приклади застосування вуглекислого газу

НУМО ДОСЛІДЖУВАТИ

ДОБУВАННЯ І ВЛАСТИВОСТІ ВУГЛЕКИСЛОГО ГАЗУ

Мета дослідження: добути карбон(IV) оксид і дослідити його властивості.

Обладнання і речовини: штатив із пробірками, колба, прилад для добування газів, скіпка; сірники, шматочки мармуру або крейди, розбавлена хлоридна кислота, вапняна вода.

Крок 1. Виріши, яким способом будеш збирати вуглекислий газ у пробірку.

Крок 2. Здійсни перевірку приладу на герметичність.

Крок 3. Добудь вуглекислий газ із мармуру чи крейди та розбавленої хлоридної кислоти.

Використай для цього кілька невеликих шматочків одного з мінералів, головним складником яких є кальцій карбонат СаСО₃ і 2-3 мл розбавленої хлоридної кислоти НСІ.

Спостерігай за змінами у приладі для добування газів.

Ти спостерігатимеш за хімічним явищем, що відбувається за схемою:

СаСО₃ + НСl → СаСl₂ + Н₂О + СО₂↑.

Перетвори схему на хімічне рівняння та обчисли, який об’єм вуглекислого газу можна добути із 5 г кальцій карбонату.

Крок 4. Наповни вуглекислим газом пробірку і піднеси до її отвору запалений сірник. Чи продовжить сірник горіти? Чим це можна пояснити?

Крок 5. У пробірку, наповнену завчасно (перед початком добування вуглекислого газу) 3 мл вапняної води, опусти кінець газовідвідної трубки і спостерігай за змінами, що відбуватимуться у пробірці.

Вапняна вода — це розчин кальцій гідроксиду (пригадай, що в реакції кальцій оксиду з водою утворюється кальцій гідроксид).

Припини пропускання вуглекислого газу, як тільки вапняна вода помутніє. Спостережуване хімічне явище відображає рівняння реакції:

За допомогою вапняної води розпізнають / доводять наявність вуглекислого газу. Внаслідок реакції утворюється нерозчинний кальцій карбонат, що зумовлює помутніння вмісту пробірки.

Крок 6. Сформулюй висновок, у якому дай відповіді на запитання:

1) Як можна добути та виявити вуглекислий газ?
2) Чи підтримує вуглекислий газ горіння?
3) Де та як застосовують вуглекислий газ?

ХІМІЯ І ЖИТТЯ

Вуглекислий газ не вважається отруйною речовиною. Та якщо в повітрі високий вміст СО₂ і низький вміст О₂, то наслідки для здоров’я доволі небезпечні. Зокрема, людина відчуває головний біль, напади запаморочення, погіршення пам’яті, у неї втрачається здатність концентрувати увагу, виникають труднощі зі сном.

В умовах російсько-української війни українці змушені тривалий час проводити в бомбосховищах, підземних гаражах, метро. Під час перебування великої кількості людей у замкнених приміщеннях вміст СО₂ в повітрі зростає, а вміст О₂ — зменшується. Тому важливо, щоб такі приміщення були оснащені вентиляцією і належною системою життєзабезпечення.

Завдання 1. Вислови судження, наскільки важливо провітрювати на перервах хімічні кабінети, класні кімнати.

СО₂ ЯК ПАРНИКОВИЙ ГАЗ. Вуглекислий газ є одним із так званих парникових газів, які спричинюють зміни клімату та виникнення парникового ефекту.

Парниковий ефект — це природне явище, яке забезпечує збереження тепла в атмосфері Землі. Сонячне світло проходить через атмосферу і нагріває поверхню Землі. Земля у свою чергу випромінює тепло (інфрачервоне випромінювання) назад у космос. Однак частина цього тепла затримується в атмосфері так званими парниковими газами, до яких належить і вуглекислий газ СО₂.

Парникові гази виконують ту саму функцію, що й скло в парнику чи теплиці: вони дають змогу сонячному світлу проникати до поверхні нашої планети, але перешкоджають поверненню частини тепла назад у космос (мал. 34).

Мал. 34. Схематичне зображення парникового ефекту

Помірний парниковий ефект створює сприятливі температурні умови для життя на нашій планеті, перешкоджає її переохолодженню. Збільшення вмісту вуглекислого газу в атмосфері посилює парниковий ефект. Чим більше цієї речовини накопичується, тим більше тепла затримується в атмосфері. Це призводить до підвищення температури на планеті, спричинюючи глобальне потепління. До його наслідків належать танення льодовиків і підвищення рівня Світового океану, частіші екстремальні погодні явища (урагани, посухи, повені), зміни кліматичних зон, що негативно позначається на екосистемах.

Щоб зменшити негативний вплив вуглекислого газу на клімат, важливо скоротити його викиди. Для цього необхідно використовувати відновлювані джерела енергії (сонце, вітер), зберігати й насаджувати ліси, а також економно споживати енергію у виробництві, транспорті та побуті.

Завдання 2. Як фотосинтез допомагає зменшити вміст вуглекислого газу в атмосфері? Чому вирубування лісів негативно впливає на клімат?

ХІМІЧНА СКАРБНИЦЯ

У харчовій промисловості застосовують твердий карбон(ІV) оксид — сухий лід. На відміну від льоду, який тане і перетворюється на рідку воду, сухий лід переходить з твердого агрегатного стану відразу в газоподібний. Цей процес називають сублімацією.

Отримують сухий лід в результаті охолодження та стиснення вуглекислого газу.

Сухий лід використовують для охолодження харчових продуктів при їх транспортуванні та зберіганні без використання холодильних установок, для транспортування медичних препаратів та біологічних зразків, для запобігання таненню крижаних скульптур тощо.

Використовуючи сухий лід, варто пам’ятати про безпеку: ця речовина може спричинити обмороження, якщо тримати його у руках без захисних рукавичок.

ЧАДНИЙ ГАЗ: УТВОРЕННЯ, НЕБЕЗПЕКА, ПРОФІЛАКТИКА ТА ПЕРША ДОПОМОГА ПРИ ОТРУЄННІ. Карбон(ІІ) оксид CO, або чадний газ утворюється замість вуглекислого газу, коли паливо горить в умовах недостатньої кількості кисню. Це може відбуватись у каміні, печі, газовій колонці, плиті, автомобільному двигуні, бензиновому генераторі тощо. Високим є вміст чадного газу у вихлопних газах автотранспорту. Особлива небезпека від чадного газу виникає для людини і домашніх тварин під час пожежі всередині будівлі, коли погіршується повітрообмін.

Чадний газ — безбарвний газ без запаху, погано розчиняється у воді, дуже отруйний. Потрапляючи в організм, він сполучається з гемоглобіном крові і позбавляє його здатності транспортувати кисень. Виникає дефіцит кисню в крові і тканинах, що загрожує отруєнням організму і навіть загибеллю. Ознаки отруєння чадним газом: головний біль, запаморочення, слабкість і нудота, втрата свідомості.

ХІМІЯ І ЖИТТЯ

З потенційними джерелами чадного газу в приватному будинку знайомить колаж.

Експерти з безпеки рекомендують обладнати будинки з печами і камінами, а також квартири з газовими плитами або колонками електронними датчиками диму і чадного газу. Ці прилади звуковими сигналами вчасно попереджають про небезпечну кількість чадного газу в приміщенні.

Медіапошук

Ознайомся з пам’яткою «Чадний газ: як запобігти отруєнню», розробленою Міністерством енергетики України.

Розташуй перелічені запобіжні заходи в порядку від найбільш поширених у твоєму оточенні до найменш використовуваних. Наскільки твої дії та поведінка людей із твого оточення запобігають отруєнню чадним газом?

Подбай про свою безпеку та безпеку інших: ці прості правила допоможуть запобігти отруєнню чадним газом, зберегти здоров’я та життя.

ПЛІЧ-О-ПЛІЧ

Мережа шляхів сполучення є джерелом забруднення атмосфери різними речовинами, зокрема чадним і вуглекислим газами. Для зменшення забруднення повітря в нашій країні вживають різні заходи, зокрема:

— надання переваги електричним видам транспорту;

— використання екологічно чистих видів палива;

— розвиток велосипедної інфраструктури;

— створення зелених екранів міста (озеленення);

— створення зон, вільних від автомобільного транспорту.

Завдання 1. Оцініть кожний захід з позиції збереження здоров’я людей та економічної доцільності. Який захід вважаєте найбільш ефективним для вашої місцевості?

Завдання 2. Запропонуйте власний захід та презентуйте його іншим групам.

СТАЛИЙ РОЗВИТОК ПРИРОДИ І СУСПІЛЬСТВА — це розвиток країн і регіонів, за якого економічне зростання, матеріальне виробництво та споживання продукції відбуваються в межах, визначених здатністю екосистем до самовідновлення. Сутність сталого розвитку полягає в тому, щоб сучасні люди задовольняли свої потреби в ресурсах (паливо, питна вода, корисні копалини та інші), не піддаючи загрозі довкілля й ресурси, а зберігаючи їх для майбутніх поколінь.

Для сталого розвитку важливо скоротити викиди вуглекислого газу, які спричинюють парниковий ефект та зміну клімату Землі. Одним зі шляхів цього є декарбонізація — процес переходу на відновлювальні джерела енергії з метою зменшення викидів парникових газів.

Сталий розвиток пов’язаний зі збереженням природи для майбутніх поколінь.

Декарбонізація — комплекс заходів, які дають змогу зменшити кількість CO₂, в атмосфері завдяки заміні викопного палива екологічно чистими джерелами енергії.

ТОБІ ДО СНАГИ

1. Обміркуй твердження: «Без вуглекислого газу життя людей не можливе». Вислови свою думку щодо цього твердження, підкріпи її прикладами.

2. Окиснення карбон(ІІ) оксиду до карбон(ІV) оксиду відбувається за схемою реакції:

СО + О₂ → СО₂

Який об’єм чадного газу (н. у.) знадобиться для добування вуглекислого газу масою 440 г?

3. На повне згорання вугілля витратили 112 л кисню (н. у). В якому об’ємі повітря міститься така сама кількість кисню? Який об’єм вуглекислого газу утворився?

4. Як діяльність людини впливає на вміст карбон(ІV) оксиду в атмосфері? Спрогнозуй можливі наслідки такого впливу на стан повітря. Що необхідно зробити для зменшення викидів карбон(ІV) оксиду?

5. Чому спостерігається парниковий ефект, спричинений зростанням вмісту карбон(ІV) оксиду в атмосфері, якщо у процесі фотосинтезу він поглинається, а кисень — виділяється?

6. Де більше молекул: у 880 г вуглекислого газу чи у 224 л чадного газу (н. у.)?

7. Чому чадний газ небезпечний для людини? Дай три практичні поради, які допоможуть уникнути отруєння чадним газом у побуті.

8. Поясни прислів’я з погляду хімії, етики і принципів сталого розвитку: «Як дбаєш, так і маєш», «Не рубай гілку, на якій сидиш».