ГДЗ по химии 8 класс, базовый уровень учебник Габриелян, Остроумов — страница 67

   Аллотропные модификации кислорода: газ озон О₃ и газ кислород О₂.
   Физические свойства: кислород — это бесцветный газ, не имеет запаха, малорастворим в воде. Озон — это газ бледно фиолетового цвета, имеет резкий (свежий) запах, как после грозы, лучше растворяется в воде, чем кислород. По плотности озон тяжелее кислорода.
   Химические свойства: кислород сильный окислитель, иногда требуется катализатор для осуществления реакции, но озон сильнее и быстрее вступает в реакции, реагирует при комнатной температуре со многими веществами.

   Озон имеет важное значение в природе для формирования озонового слоя, защищая при этом живые существа от УФ-излучения.
   Применяется для очистки воздуха, обеззараживания воды, обработки фруктов и овощей для длительного хранения, в медицине для лечения воспалений и ран.

Уравнения реакции получения кислорода в лаборатории:

                t
2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

         MnO₂
2Н₂О₂ = 2Н₂О + О₂↑

а) Собрать кислород в сосуд можно двумя способами: вытеснением воды и вытеснением воздуха. Кислород малорастворим в воде, поэтому его собирают из сосуда, над которым находится вода. Кислород чуть тяжелее воздуха, поэтому его собирают в сосуд, который стоит на дне.

б) Доказать наличие кислорода в сосуде можно внесением тлеющей лучинки в сосуд, если там есть кислород, лучинка будет гореть ярким пламенем, так как кислород поддерживает горение.

   В промышленности кислород получают фракционной перегонкой (или ректификацией) жидкого воздуха в специальных аппаратах, называемых ректификационными колоннами.

   Кислород применяется в: космонавтике, медицине, металлургии, в качестве окислительного топлива, в аппаратах изолированного дыхания, в кислородно-ацетиленовой сварке.

а) 2SO₂ + O₂ = 2SO₃

б) ZnS + O₂ = Zn + SO₂

в) 2NaNO₃ = 2NaNO₂ + O₂

г) 2С₂Н₂ + 5О₂ = 4СО₂ + 2Н₂О

   Способ получения кислорода — реакция разложения оксида ртути (II):

               t
   2HgO = 2Hg + O₂↑
   По тепловому эффекту данная реакция относится к эндотермическим.

      а) «Происхождение и изменение состава земной атмосферы»

Атмосфера Земли имеет вторичное происхождение, она была образована из газов, выделенных твёрдой оболочкой планеты после процесса завершения формирования планеты около 4,5 млрд лет назад. Вблизи поверхности в состав атмосферы входит: азот (примерно 78%) и кислород (около 20%), а также небольшое количество аргона, углекислого газа, неона и других компонентов.
   Стадии развития атмосферы:
   1. Первичная атмосфера содержала водород и гелий, которые были захвачены из межпланетного пространства. Она была утрачена из-за слабого гравитационного поля молодой планеты и сильного солнечного ветра.
   2. Образование второй атмосферы началось около 4 млрд лет назад в результате сильнейшей вулканической деятельности. Вулканы выбрасывали огромное количество газов, таких как углекислый газ, водяной пар, сероводород, аммиак, метан и азот. Водяной пар конденсировался и образовывал первичные океаны, а углекислый газ растворялся в воде, что способствовало уменьшению его концентрации в атмосфере.
   3. Появление кислорода произошло примерно 2,4 млрд лет назад в результате процесса цианобактерий и атмосфера начала насыщаться кислородом. Этот процесс назван — Великое кислородное событие, которое сильно изменило состав атмосферы и позволило развиться аэробным организмам.
   Современная атмосфера Земли — это система, химический состав которой зависит не только от естественных процессов, но и от влияния человека и его деятельности. Например, от выбросов, производимых различными заводами, химическими предприятиями, деятельности сельского хозяйства, от сжигания топлива, от автотранспорта.

      б) «Из истории открытия кислорода»

   Открытие кислорода было одним из важнейших событий в истории химии, которое привело к разрушению теории флогистона и заложило основы современной химии, как науки. В этом участвовали несколько учёных, внесших каждый свой вклад в изучение этого газа.
   До того, как был открыт кислород существовала, теория флогистона, то есть считалось, что вещества содержат какую-то «огненную субстанцию» — флогистон, который выделяется при горении. Этой теорией нельзя было объяснить многие процессы.
   Шведский химик Карл Вильгельм Шееле считается первым, кто смог выделить кислород. В 1777 году он опубликовал свои исследования, в которых описал процессы нагревания оксиды ртути, селитры, диокисда марганца и полученный газ он назвал огненным воздухом из-за его свойства усиливать горение. Но так как эксперименты он проводил в 1771–1772 годах, а опубликовал результаты своих работ в 1777 году, то официально первым, кто получил кислород, считается английский химик Джозеф Пристли. Он 1 августа 1774 года проводил процесс разложения ртути при помощи солнечных лучей, а полученный газ он назвал «дефлогистированным воздухом» и свои выводы он опубликовал в 1775 году.
   Более важный вклад внёс французский химик Лавуалье, он изучил работы Шееле и Пристли, провел сам эксперименты и сделал вывод, что кислород — это самостоятельный химический элемент, он отверг теорию флогистона и составил новую концепцию химических реакций, которые описывают взаимодействие веществ с кислородом. В 1778 году Лавуазье выдвинул название — кислород, как рождающий кислоты (от греческих слов), так как думал, что кислород является важнейшим элементом для образования кислот, но позднее было выяснено, что это не так.
   Лавуазье смог так же объяснить процессы дыхания животных и процесс фотосинтеза.

   в) «Значение кислорода»

   Кислород является жизненно важным элементом, он играет важную роль во многих природных процессах, живых организмах и в разных сферах деятельности человека.
   Кислород необходим для клеточного дыхания, в этом процессе происходит расщепление питательных веществ и выделение энергии, так же он помогает расщеплять глюкозу, в результате чего тоже выделяется энергия, благодаря которой человек живёт. Кроме того, кислород поддерживает все системы в организмах (такие как нервная, дыхательная, сердечно-сосудистая), помогает восстанавливаться тканям после повреждений. Если в организме недостаточно кислорода происходит гипоксия и организм гибнет.
   Важную роль играет процесс фотосинтеза, в результате него происходит образование кислорода, этим компенсируется количество кислорода в природе.
   Кроме фотосинтеза, в природе происходят такой процесс как круговорот веществ, в котором кислород помогает поддерживать баланс содержания углерода и снижает накопления токсичных веществ.
   В промышленности кислород используют для повышения температур горения топлива, в процессах получения различных сплавов металлов. Используют его в сварке, для получения аммиака, метанола, различных кислот, взрывчатых веществ, как окислитель используют в ракетных двигателях.
   В медицине кислород используют для лечения астмы, болезней желудочно-кишечного тракта. Он применяется в кислородных подушках, при наркозе, для улучшения обменных процессов.
   На космических кораблях и подводных лодках используется для поддержания жизни человека.

   Отрицательными явлениями, связанными с присутствием кислорода в атмосфере, является окисление (коррозия) металлов, он вызывает ржавление металлических конструкций, что вызывает разрушение машин, трубопроводов.
   Так как кислород поддерживает горение, то пожары на открытом воздухе очень быстро распространяются и уничтожают большие территории.
   Кислород участвует в образовании озона, например в горах, озон является токсичным газом для дыхания, может вызывать астму.
   Так же кислород окисляет продукты, что сокращает их срок использования.
   Если в клетках происходит окислительный стресс, то это приводит к быстрому старению или развитию заболеваний, таких как рак.
   Методы борьбы с отрицательным влиянием кислорода:
   Металлы покрывают краской, чтобы закрыть доступ кислорода к металлу.
   Для предотвращения пожаров необходимо соблюдать правила пожарной безопасности, использовать порошковые или пенные огнетушители.
   Для контроля озона в воздухе необходимо проводить мониторинг состава воздуха, сокращать выбросы промышленных предприятий, заниматься посадкой деревьев для озеленения городов.
   Для сохранения продуктов используют антиоксиданты, более низкую температуру хранения, вакуумные упаковки.
   Для контроля окислительного стресса в клетках нужно принимать антиоксиданты, вести здоровый образ жизни.