Тема: Вещества и их превращения
Урок: Состав воздуха
1. Кислородная теория горения
Воздух – смесь газов. Одним из компонентов воздуха является кислород.
То, что кислород является составной частью воздуха, стало известно ученым только в XVIII веке. Причем первооткрывали кислорода – Шееле и Пристли - об этом даже не догадывались. Такое открытие сделал французский ученый Антуан Лоран Лавуазье.
В результате изучения реакций горения веществ, Лавуазье заметил, что на горение вещества расходуется не весь воздух, а только его часть – кислород. Значит, горение – это химическая реакция, в которую вступает кислород. Таким образом, Лавуазье является основоположником кислородной теории горения:
Горение - это взаимодействие веществ с кислородом, сопровождающееся выделением тепла и света.
Чтобы установить, какую часть воздуха занимает кислород, можно провести простой опыт.
Если сжигать фосфор под колоколом, опущенным в воду, то после окончание реакции горения (реакция прекратится, т.к. израсходуется весь кислород, поддерживающий горение) вода в колоколе поднимется на 1/5 часть его объема (Рис. 1). Следовательно, содержание кислорода в воздухе около 20 % об.
Рис. 1. Результат опыта по сжиганию фосфора под колоколом
2. Открытие Резерфорда, Пристли и Кавендиша
Что же представляет собой оставшийся газ?
Это газообразное вещество было открыто сразу несколькими учеными (независимо друг от друга): Резерфордом, Пристли и Кавендишем. Ученые выяснили, что в воздухе всегда содержится небольшая доля углекислого газа. В результате процессов дыхания и горения его доля в воздухе увеличивается. После удаления углекислого газа и кислорода из сосуда, в нем остается газообразное вещество, которое не поддерживает дыхания и горения. Лавуазье чуть позже назвал этот газ «азотом» (от греч. «безжизненный»). Именно Лавуазье показал, что это простое вещество, и сделал вывод, что в состав воздуха входят кислород, азот и углекислый газ.
Рис. 2. Первооткрыватели углекислого газа
3. Инертные газы
В конце XVIII века Кавендиш заметил, что в состав воздуха также входит менее 1% газообразного вещества, которое ни с чем не взаимодействует. Только через 100 лет ученые выяснили, что это смесь инертных газов. Инертными их назвали потому, что они практически не с чем не вступают в химические реакции.
4. Состав воздуха
Итак, помимо постоянных компонентов (азота, кислорода и инертных газов), в воздухе есть переменные компоненты, содержание которых зависит от места взятия пробы (углекислый газ и пары воды), и случайные компоненты – загрязнители воздуха (например, оксиды серы и азота, сероводород).
Рис. 3. Состав воздуха
5. Парниковый эффект
Углекислого газа в воздухе, как правило, 0,03 – 0,04 %. Но его объемная доля может повышаться в промышленных районах, вблизи дорог, в непроветриваемых помещениях. Вы знаете, что углекислый газ образуется в результате процессов горения и дыхания. Ученые прогнозируют повышение содержания углекислого газа в атмосфере из-за развития промышленности и автомобильного транспорта. Это грозит глобальным потеплением климата. Углекислый газ поглощает тепловые инфракрасные лучи, излучаемые Землей, и пропускает световые лучи от Солнца. В результате температура атмосферы повышается (возникает «парниковый эффект»). А это чревато таянием льда и уменьшением площади суши на Земле.
Список рекомендованной литературы
1. Сборник задач и упражнений по химии: 8-й кл.: к учеб. П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / П.А. Оржековский, Н.А. Титов, Ф.Ф. Гегеле. – М.: АСТ: Астрель, 2006. (с.70-76)
2. Ушакова О.В. Рабочая тетрадь по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с. 62-64)
3. Химия. 8 класс. Учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. – М.:Астрель, 2012. (§20)
4. Химия: 8-й класс: учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005. (§25)
5. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред.В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.
Дополнительные веб-ресурсы
1. История открытия кислорода (Источник).
2. Alhimikov.net (Источник).
Домашнее задание
с. 60-61 №№ 2 – 4 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.
