Презентация "Воздух, его состав и значение." по химии – проект, доклад

Воздух, его состав и значение.

Экспресс-опрос:

Назовите основные физические характеристики кислорода. Как получают кислород в промышленности и лаборатории? С чем связана аллотропия кислорода? Сравните свойства двух аллотропных модификаций кислорода. Что вам известно об озоновом слое земли? Какова его роль для жизни на земле? Назовите признаки реакций горения. Чем они отличаются от реакций медленного окисления? Где применяется кислород? Когда и кем был открыт кислород?

Давно ли известен состав воздуха

Древнегреческий философ Анаксимен (560-450 до н.э.) первым предположил, что воздух является основным элементом, из которого образованы тела. Аристотель (384-322 до н.э.) считал воздух одним из четырех начал, олицетворяющим, по его мнению, два качества: влажное и теплое.

Анаксимен Аристотель

Исследования

Один из основоположников газовой химии шведский ученый К. Шееле (1742-1786) писал в то время: «Исследования воздуха являются в настоящее время важнейшим предметом химии». В период с 1768 по 1773 г. К. Шееле поставил ряд опытов по изучению взаимодействия воздуха, находящегося в замкнутом пространстве с различными веществами: сульфидом калия, льняным маслом, раствором серы в известковой воде и пр. Независимо от К. Шееле кислород был открыт английским химиком Джозефом Пристли, который в середине 1774 г. Пытался выяснить, какие виды воздуха могут выделиться из различных химических веществ при их нагревании сфокусированными солнечными лучами. В 1784 г. Г. Кавендиш занимался изучением воздействия на воздух электрических искр. Воздух находился в изогнутой стеклянной трубке, наполненной ртутью и раствором щелочи. Эта трубка соединяла два сосуда, также наполненные ртутью. При пропускании искры через воздух синтезировалась двуокись азота, которая поглощалась щелочью (с образованием при этом селитры).

Исследователи и первооткрыватели воздуха

Джозеф Пристли К. Шееле Генри Кавендиш

Количественный состав воздуха

Впервые установил количественный состав воздуха французский ученый Антуан Лоран Лавуазье. По результатам своего известного 12-дневного опыта он сделал вывод, что весь воздух в целом состоит из кислорода, пригодного для дыхания и горения, и азота, неживого газа, в пропорциях 1/5 и 4/5 объема соответственно. Он нагревал металлическую ртуть в реторте на жаровне в течение 12 суток. Конец реторты был подведён под колокол, поставленный в сосуд с ртутью. В результате уровень ртути в колоколе поднялся примерно на 1/5. На поверхности ртути в реторте образовалось вещество оранжевого цвета – оксид ртути. Оставшийся под колоколом газ был непригоден для дыхания. Ученый предложил «жизненный воздух» переименовать в «кислород», поскольку при сгорании в кислороде большинство веществ превращается в кислоты, а «удушливый воздух» – в «азот», т.к. он не поддерживает жизнь, вредит жизни.

Качественный состав воздуха можно доказать следующим опытом

Берем кристаллизатор с водой, подкрасим его KMnO4, чтобы было видно как поднимается вода. Заранее готовим колпак с ценой деления на 5 частей. В кристаллизатор с раствором KMnO4 опустить дощечку, которая будет плавать, взять пинцетом кусочек серы и поджечь ее, осторожно положить на дощечку и накрыть колпаком. S горит пока есть О2 в воздухе под колпаком. Как только О2 воздуха истратится, раствор KMnO4 поднимется на 1/5 деления колпака и мы увидим, что в реакцию вступило 1/5 часть воздуха, а мы знаем, что в реакцию горения вступает О2 , следовательно, и количественный состав воздуха на компонент О2 мы увидим наглядно.

Химический состав воздуха

Воздух – это бесцветный газообразный раствор, плотность – 1,293г/л, при температур -273С он переходит в жидкое состояние. Жидкий воздух представляет голубоватую жидкость.

Кислород.

Жизненно важным газом атмосферы Земли является кислород. Его содержание составляет 20% воздуха. Хотя кислород является одним из основных компонентов воздуха, в земной атмосфере он появился сравнительно недавно. В атмосфере молодой Земли кислорода не было. Основная масса кислорода в атмосфере возникла только после появления первых фотосинтезирующих клеток, известных под названием сине-зеленых водорослей. И когда-то кислород был загрязняющим веществом в атмосфере, благоприятной для развития иных форм жизни. Кислород очень реакционно способен. Если молекулу кислорода разорвать, то получающиеся атомы могут образовывать прочные связи с другими элементами.

Азот

Азот – самый распространенный в атмосфере газ. На его долю приходится 78% атмосферы Земли, так что примерно три четверти вдыхаемого нами воздуха составляет азот. Весь этот азот образовался путем выделения из горных пород, однако в отличие от водорода молекулы азота слишком тяжелы и обладают слишком малой скоростью, чтобы они смогли преодолеть земное притяжение, кроме того молекулы азота малореакционноспособны и поэтому не могут соединяться с другими веществами. В результате в атмосфере в течение очень длительного времени сохраняется высокое содержание азота. Низкая реакционная способность азота позволяет ему выполнять полезную функцию разбавителя опасного (в больших количествах) кислорода воздуха. Если бы в земной атмосфере не было азота, то от одной единственной искры на Земле уже давным-давно сгорела бы вся растительность.

Углекислый газ

В состав атмосферы также входит углекислый газ – это газ, который мы выдыхаем. На его долю приходится 0,03%. По содержанию он занимает четвертое место, а в атмосферах Марса и Венеры он является основным компонентом. Это основной компонент не только дыхания, но и горения. Когда-то в атмосфере Земли тоже было много углекислого газа, но затем он постепенно растворялся в океанах и в наше время большая часть атмосферного углекислого газа лежит у нас под ногами в виде мела и известняка. В атмосфере углекислый газ выполняет роль ловушки инфракрасного излучения нагретой земной поверхности. Солнечный свет, доходя до поверхности Земли, нагревает ее. Нагреваясь, земная атмосфера испускает инфракрасные лучи, которые уже не смогут уйти в космическое пространство, потому что их поглощают молекулы углекислого газа. Таким образом, атмосфера нагревается: этот процесс называют “парниковым эффектом”.

Озон

В одном из верхних слоев атмосферы присутствует газ озон. Толщина, так называемого “ озонового слоя”, составляет примерно 20 км. Если весь озон собрать, то образуется слой около 3 мм. Этот газ образуется из молекул кислорода под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца. Образовавшиеся молекулы озона поглощают ультрафиолетовое излучение и при этом разрушаются, превращаясь в кислород. Таким образом, как в процессе образования озона, так и в ходе его разложения поглощается ультрафиолетовое излучение и тем самым обеспечивается защита организмов, находящихся на поверхности Земли. При прохождении через озоновый слой ультрафиолетовое излучение ослабевает в 10 в тридцатой степени раз.

Аргон

Еще одним компонентом атмосферы является газ аргон. По содержанию в воздухе аргон занимает третье место, в воздухе, которым мы дышим, содержится около 1% аргона. Именно в силу своей инертности аргон существует в воздухе в идее отдельных атомов. Он поступает в атмосферу из недр Земли. Этот процесс продолжается постоянно, поэтому концентрация аргона медленно возрастает.

Загрязнение воздуха

Загрязнение воздуха деятельностью человека

В наше время происходит активное загрязнение воздуха промышленной деятельностью человека, в частности автомобильными выхлопами (выбросы выхлопных газов — основная причина превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов в атмосфере крупных городов, образования смогов, частой причиной отравления в замкнутых пространствах); заводами, которые выбрасывают в атмосферу переработанные вещества (самые опасные из них – мусоросжигательные).

Имеются сообщения, что за последние полвека дымовые газы, выброшенные предприятиями Афин а также выхлопные газы автомобилей нанесли знаменитому творению античных зодчих- Акрополю- больше вреда, чем действие землетрясений, ветров, солнца, и дождей за 2500 тыс. лет

И не удивительно, что на улицах Токио можно подышать кислородом в специальных бутылках за плату, а в Лондоне в дни безветрия городские власти вынуждены закрывать школы. В Швейцарии появилась новинка- воздух в бутылках” Опюр” ( в переводе- чистый воздух). 8 литров кислорода загнаны под давлением в специальную ёмкость. В комплект входит и кислородная маска, 10 минут чистого дыхания обойдутся вам в 15 евро.

Вредное влияние на растения оказывает пыль, содержащаяся в загрязненном воздухе, постоянный уровень кислорода в воздухе 21% поддерживается благодаря процессу фотосинтеза. Пыль же покрывая растения затрудняет данный процесс. Особенно вредят растительности выбросы заводов цветной металлургии. Повреждения растений наблюдаются на расстоянии 17 км. От свинцово плавильных заводов

Особенно опасна для здоровья людей загрязнённость воздуха радиоактивными производственными отходами и веществами, выделяющимися при испытании ядерного оружия. Радиоактивная пыль уносится воздушными течениями, загрязняя поверхность почвы на большом расстоянии. Установлено, что облако радиоактивной пыли может несколько раз обойти вокруг земного шара уменьшаясь в размерах в результате рассеивания атмосферных осадков. Вот почему именно сейчас вопрос о сохранении озонового слоя, защищающего нашу планету от космической радиации.

Охрана воздуха

Охрана воздуха должна включать в себя: 1. сокращение неорганизованных выбросов 2. очистка и обезвреживание вредных веществ из отходящих газов 3. улучшение условий рассеивания выбросов.

Вывод

1. Воздух – природная смесь газообразных веществ, в которой каждое вещество имеет и сохраняет свои физические и химические свойства, поэтому воздух можно разделить. 2. Воздух – это бесцветный газообразный раствор, плотность – 1,293г/л, при температур -1900С он переходит в жидкое состояние. Жидкий воздух представляет голубоватую жидкость. 3. Живые организмы тесно связаны с веществами воздуха, которые оказывают определенное воздействие на них. И в то же время живые организмы влияют на него, так как выполняют определенные функции: окислительно-восстановительную – окисляют, например углеводы до углекислого газа и восстанавливают его до углеводов; газовую – поглощают и выделяют газы. Таким образом, живые организмы создали в прошлом и поддерживают миллионы лет атмосферу нашей планеты.