Головна ⇒ 📌Хімія ⇒ КОЛООБІГ ОКСИГЕНУ В ПРИРОДІ. ОЗОН. ЗАСТОСУВАННЯ ТА БІОЛОГІЧНА РОЛЬ КИСНЮ

КОЛООБІГ ОКСИГЕНУ В ПРИРОДІ. ОЗОН. ЗАСТОСУВАННЯ ТА БІОЛОГІЧНА РОЛЬ КИСНЮ

Тема 2 КИСЕНЬ

& 29. КОЛООБІГ ОКСИГЕНУ В ПРИРОДІ. ОЗОН. ЗАСТОСУВАННЯ ТА БІОЛОГІЧНА РОЛЬ КИСНЮ

Вивчення параграфа допоможе вам:

· пояснювати суть колообігу Оксигену;

· обгрунтовувати застосування кисню;

· оцінювати роль кисню в життєдіяльності організмів, роль озону в атмосфері

У живій природі, різних галузях суспільного господарства витрачаються величезні об’єми кисню. Не дивлячись на це, його запаси у природі не зменшуються. Чому? Про це мова піде далі.

КОЛООБІГ ОКСИГЕНУ В ПРИРОДІ. ЙОГО БІОЛОГІЧНА РОЛЬ.

Той, хто біжить по колу, через певний час повертається на те місце, звідки починав бігти. Колообіг Оксигену можна уявити як біг по колу кількох спортсменів, тобто як естафету. Розпочинав її кисень, що входить до складу повітря. Він потрапляє у тіла живих істот і бере участь у диханні. У живих клітинах естафету підхоплюють органічні речовини. Вони разом з киснем стають учасниками повільного окиснення. Цей процес завершується вивільненням енергії, утворенням вуглекислого газу та води. Вуглекислий газ і вода – продовжувачі бігу Оксигену по колу. Вони надходять у повітря, і рослини та зелені водорості утворюють з

них на сонячному світлі органічну речовину – глюкозу. Одночасно з цим у повітря виділяється кисень. Естафета добігає кінця, коло замикається. Причому нові порції кисню та органічних речовин готові до повторення колообігу. Цей складний процес відбувається в природі постійно. До нього долучаються машини, заводи тощо. Вони поглинають кисень у великих кількостях, а в довкілля надходить Оксиген у вигляді вуглекислого газу, води.

До колообігу Оксигену причетні не лише живі істоти, але й відмерлі рештки рослинних і тваринних організмів. У великій кількості кисень витрачається на їх гниття. Внаслідок цього грунт збагачується гумусом, яким живляться рослини, а отже, Оксиген обов’язково потрапляє до складу органічних речовин їжі рослиноїдних тварин і людини.

Відновіть у пам’яті

3 чого складається грунт та що називають гумусом?

Колообіг хімічного елемента Оксигену в природі полягає у переміщенні його атомів між тілами живої і неживої природи. Завдяки колообігу Оксигену у живій природі підтримується вміст кисню в повітрі.

Наочно колообіг Оксигену ілюструє малюнок 92.

Мал. 92. Колообіг Оксигену в природі

* Естафета – вид спортивних змагань, в яких учасники передають один одному чергу при виконанні частин групового завдання.

Доки відбуватиметься фотосинтез, колообіг Оксигену не припиниться. Зелені рослини будуть продукувати кисень та оксигеновмісні органічні речовини, а інші істоти їх споживатимуть.

ОЗОНО3. Розглядаючи колообіг Оксигену, не можна обійти увагою озон – просту речовину з трьохатомною молекулою. Озон утворюється з кисню під впливом сонячних променів. У нижніх шарах атмосфери його дуже мало – приблизно 1 мг/м3. З віддаленням від поверхні Землі вміст озону зростає. На висоті 20-25 км він утворює озоновий шар – надійний захисток нашої планети від шкідливого випромінювання Сонця та від рижого її охолодження. Без озонового шару середня температура на Землі була б на 30 °С нижча.

Озон забезпечує збереження життя на Землі. Він перешкоджає потраплянню на поверхню Землі згубних для живих істот компонентів сонячного випромінювання, захищає Землю від переохолодження.

Нині науковці стурбовані появою у ньому озонових “дір” і пов’язують їх утворення з надходженням у повітря великої кількості оксидів Нітрогену, розвитком реактивної авіації, а також масовим використанням органічних речовин фреонів. Без них досить довго не обходилися при виготовленні різних засобів побутової хімії та парфумерних виробів в аерозольних упаковках, наприклад, лак для волосся, освіжувачі повітря, дезодоранти тощо. Ці речовини безпечні у близьких до Землі шарах атмосфери, але на великих висотах вони виділяють руйнівний для озону хлор.

Особливістю озону є те, що він розкладається на кисень, але спершу з 1 молекули озону утворюється молекула кисню й атом Оксигену (атомарний кисень). Ці атоми мають сильну знезаражувальну дію. Тому на водоочисних станціях озоном все частіше очищають питну воду від мікроорганізмів.

ЗАСТОСУВАННЯ КИСНЮ. Застосування кисню обумовлено його здатністю підтримувати дихання й горіння. Зокрема енергія, що виділяється в результаті горіння палива (дров, вугілля, природного газу), використовується у вигляді теплоти для обігрівання приміщень, отримання високих температур у виробництві різних речовин і матеріалів. Кисень необхідний для добування металів, їх обробки та зварювання. За допомогою суміші кисню й органічної речовини ацетилену С2Н2 зварюють та ріжуть метали. Завдяки тому, що у зварювальних апаратах ацетилен згоряє в чистому кисні, а не повітрі, температура полум’я сягає 3000 °C. Це майже удвічі перевищує температуру плавлення заліза. Явище супроводжується сліпучим полум’ям, яке шкідливе для зору. Тому зварювальник працює у спеціальній масці, яка захищає очі та обличчя від сліпучого полум’я і бризок розплавленого металу. Увага! На місці виконання зварювальних робіт чи різання металу, не можна дивитися на полум’я, щоб не зашкодити своєму зору!

Додавання кисню до повітря дозволяє досягати вищих температур під час горіння, тому при виплавлянні чавуну й виробництві сталі повітря збагачують киснем. Відкриття та промислове впровадження продування кисню в печі з добування сталі належать українському вченому-металургу Миколі Ілларіоновичу Мозговому.

Кисень застосовують у промисловості для добування чавуну й сталі, рідкого палива, змащувальних матеріалів, кислот, добрив.

Рідкий кисень як окиснювач палива використовують в космонавтиці, авіації, на підводних човнах. Також ним просочують пористі легкозаймисті матеріали (наприклад, дерев’яні ошурки або сухий мох) і використовують в якості вибухівки при прокладанні тунелів, добуванні руд.

Кисень життєво необхідний для дихання. Коли людина потрапляє в умови недостатньої кількості кисню (наприклад альпіністи, аквалангісти, космонавти), вона використовує кисневі маски й балони. З лікувальною метою використовують кисневі подушки, апарати штучного дихання, кисневі коктейлі й ванни.

Деякі приклади застосування кисню представлено на малюнку 93.

Мал. 93. Застосування кисню: а – плавлення металів; 6 – газове різання металів; в – нагрівання приміщень; г – реактивні двигуни; д – апарати для дихання; е – контрольовані вибухи при розробці копалин; є – киснева камера

Завдяки високій хімічній активності кисень широко використовується в промисловості, медицині. За його участю добувають метали, виробляють добрива, створюють умови для нормального дихання людей у ситуаціях недостатньої кількості повітря.

1. Як відбувається колообіг Оксигену?

2. Яку участь у колообігу Оксигену беруть рослини та зелені водорості?

3. Чому кисень визнано життєво важливою речовиною?

4. Як людина використовує кисень? З додаткових джерел інформації доберіть приклади, про які не йшлося в параграфі.

5. Оцініть роль озону в атмосфері.

6. Заповніть таблицю відомостями про галузі застосування кисню, а також фізичні та, відомі вам, хімічні властивості цього газу, на яких воно грунтується.

Галузі застосування кисню

Властивості, що обумовлюють застосування кисню

7. Установіть відповідність між формулами й назвами речовин, задіяних у колообігу Оксигену: