Урок онлайн. Воздух - смесь газов

Ничто другое не является столь важным для жизни на Земле и в то же время так редко замечается, как окружающий нас атмосферный воздух. Жизнь человека и большинства других живых существ невозможна без дыхания. Прекращение дыхания даже на несколько минут влечет за собой прекращение жизнедеятельности. Что же такое воздух, которым мы дышим?

Содержание урока:

1. Состав воздуха

2. История воздушных открытий

3. Роль атмосферы

4. Загрязнение воздуха человеком

Ничто другое не является столь важным для жизни на Земле и в то же время так редко замечается, как окружающий нас атмосферный воздух. Жизнь человека и большинства других живых существ невозможна без дыхания. Прекращение дыхания даже на несколько минут влечет за собой прекращение жизнедеятельности. Что же такое воздух, которым мы дышим?

Воздух представляет собой смесь разных газов: азота, кислорода, водяного пара, аргона, двуокиси углерода и многих других.

Из каждых 100 частей сухого воздуха 78 приходится на азот, и 21 часть - на кислород и оставшаяся 1 часть - на все прочие газы.

Опыт. Состав воздуха

Сделать приблизительную оценку, сколько кислорода (O₂) по объему содержится в воздухе, можно с помощью несложного опыта. Опускаем в сосуд с водой плавающую свечу. Поджигаем ее и накрываем цилиндром. Цилиндр размечен на пять равных частей. Пока в цилиндре есть кислород ‑ свеча горит. При горении кислород расходуется, и вода в цилиндре поднимается. Свеча гаснет, когда кислорода в цилиндре не остается. Уменьшился ли объем воздуха в цилиндре? Вода поднялась примерно на одно деление, то есть объем воздуха сократился примерно на одну пятую часть*. Мы увидели, что одна пятая часть воздуха – кислород.

*Следует учесть, что воздух внутри сосуда при сгорании свечи нагревается. Кроме того, выделившийся при горении кислорода углекислый газ имеет некоторый объем. Убыль объема при горении кислорода в некоторой степени компенсируется этими факторами. Поэтому наблюдается несколько меньшее изменение объема.

Оборудование: чашка Петри, свеча, стеклянный цилиндр.

Техника безопасности. Требуется соблюдение мер пожарной безопасности.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

В 1772 г. шведский химик, обобщая результаты своих экспериментов, писал: «Я, Карл Шееле, склонен думать, что атмосферный воздух состоит главным образом из двух видов воздуха – «огненного», поддерживающего дыхание и горение, и «испорченного воздуха», не поддерживающего горение.

Кто открыл кислород?
Джозеф Пристли, изучая состав воздуха, пытался выяснить, какие его составляющие могут выделиться из химических веществ при их нагревании. Нагревая оксид ртути (II), он получил газ и назвал его «дефлогистированным воздухом». Исследуя свойства полученного газа, Пристли обнаружил, что зажженная свеча горела в нем ослепительно ярко и что он поддерживает дыхание. Позднее А.Лавуазье назвал этот газ кислородом.

Получение кислорода

Пристли вошел в историю не только как первооткрыватель кислорода, но и как ученый, открывший процесс фотосинтеза.

Количественный  состав воздуха открыл 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. 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.

Опыт Лавуазье

Другие газы. Изучая воздух, Г.Кавендиш установил, что кроме кислорода и азота в воздухе есть и другие газы, и определил, что на их долю приходится около 1/120 объема воздуха. Из-за несовершенства методов анализа и приборов Кавендиш не смог определить, что это за газы. Лишь спустя 100 с лишним лет Уильям Рамзай, воспроизводя опыты Кавендиша, открыл инертные газы в составе воздуха.

Важнейшая составляющая атмосферного воздуха - кислород. Именно он поглощается в легких человека из вдыхаемого воздуха. Взамен выделяется углекислый газ (двуокись углерода). Другая очень важная часть - это озон. Хотя его содержание очень мало (одна часть на сто тысяч частей воздуха), он выполняет жизненно важную роль, являясь преградой губительному для жизни ультрафиолетовому излучению Солнца.

Без озона жизнь на Земле была бы совершенно иной, чем она есть сейчас. В его отсутствие до поверхности Земли доходило бы гораздо более сильное ультрафиолетовое излучение. А последствия воздействия даже его малой части хорошо знают те, кто получал солнечные ожоги.

Благодаря присутствию в воздухе углекислого газа и водяного пара температура воздуха у земли оказывается существенно выше, чем если бы их не было.

Кроме естественных составляющих в воздухе всегда присутствуют в большей или меньшей степени всевозможные загрязняющие вещества, которые делают его засоренным, нечистым. В городах этих веществ больше (воздух грязнее), на удалении от городов их меньше (воздух чище, прозрачнее). Источником загрязняющих веществ являются выхлопные газы автомобилей, продукты сгорания угля, нефти, дров, вулканические выбросы, поднимаемая ветром пыль.

4. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА ЧЕЛОВЕКОМ

Загрязнение воздуха. Задания на закрепление материала