Презентація на тему «Кисень та хімічні властивості кисню»

content: ХІМІЯ7 класПрезентація на тему:“Кисень та хімічні властивості кисню”

content: К И С Е Н Ь

content: К И С Е Н Ь1 Відкриття кисню2 Поширення у природі3 Фізіологічна дія4 Добування кисню в лабораторії5 Каталізатори6 Агрегатний стан та фізичні властивості7 Хімічні властивості кисню

content: Oхygenium - хімічний елемент з атомним номером 8, атомна маса 15,9994. В періодичній системі елементів Менделєєва розташований в другому періоді в групі VIA.У вільному вигляді кисень — газ без кольору, запаху і смаку.1. Історія відкриттяІсторія відкриття кисню, як і азоту, пов'язана з тим, що продовжувалосядекілька століть вивченням атмосферного повітря. Про те, що повітря по своїйприроді не однорідне, а включає частини, одна з яких підтримує горіння ідихання, а інша — ні, знали ще в 8 столітті китайський алхімік Мао Хоа, апізніше в Європі — Леонардо да Вінчі. В 1665 англійський природодослідникР. Гук писав, що повітря складається з газу, що міститься в селітрі, а також знеактивного газу, що становить велику частину повітря. Про те, що повітрямістить елемент, що підтримує життя, в 18 столітті було відоме багатьомхімікам.Шведський аптекар і хімік Карл Шєєле почав вивчати складповітря в 1768. Протягом трьох років він розкладав нагріваннямселітри (KNO3, NaNO3) і інші речовини і одержував «вогненне повітря», що підтримує дихання і горіння. Але результати своїх дослідів Шєєле обнародував тільки в 1777 році в книзі «Хімічний трактат про повітря і вогонь».ШЕЄЛЕ (Scheele) Карл Вільгельм (1742-86), шведський хімік, по професії аптекар. Першим отримав багато неорганічних і органічних з'єднань, у тому числі хлор (1774), гліцерин, синильну кислоту (1782), ряд органічних кислот, довів складний склад повітря.

content: В 1775 Лавуазье прийшов до висновку, що звичайне повітряскладається з двох газів — газу, необхідного для дихання іпідтримуючого горіння, і газу «протилежного характеру» — азоту.Лавуазье назвав підтримуючий горіння газ охygene —«створюючий кислоти» оскільки він тоді вважав, що всі кислотимістять кисень. Давно вже відомо, що кислоти бувають яккисневмісними, так і без кисневими, але назва, дана елементуЛавуазье, залишилася незмінною. Протягом майже півтора століть1/16 частина маси атома кисню служила одиницею порівняннямас різних атомів між собою і використовувалася при чисельнійхарактеристиці мас атомів різних елементів (так звана кисневашкала атомних мас).ЛАВУАЗЬЄ (Lavoisier) Антуан Лоран (1743-94), французький хімік, один з основоположників сучасної хімії. Систематично застосовував в хімічних дослідженнях кількісні методи. З'ясував роль кисню в процесах горіння, окислення і дихання (1772-77), ніж спростував теорію флогистона. Один із засновників термохімії. Керував розробкою нової хімічної номенклатури (1786-87). Автор класичного курсу «Початковий підручник хімії» (1789). В 1768-91 генеральний відкупник; під час Французької революції по суду революційного трибуналу в числі інших відкупників гільйотинований.В 1774 англійський священик і натураліст Дж. Прістлінагріванням «паленої ртуті» (оксиду ртуті HgO) отримав газ,що підтримує горіння. Будучи в Парижі, Прістлі, не знаючий,що отриманий їм газ входить до складу повітря, повідомивпро своє відкриття.А. Лавуазье і іншим ученим.ПРІСТЛІ (Priestley) Джозеф (1733-1804), англійський хімік, філософ, прихильник дєізма. В 1794, переслідуваний реакційними кругами, емігрував в США. Іноземний почесний член Петербурзької ан (1780). В творі «Дослідження про матерію і дух» (1777) затверджував, що природа матеріальна, дух — властивість матерії. Розвивав вчення Д. Гартли про асоціації. Відкрив кисень (1774), отримав хлористий водень

content: Кисень — найпоширеніший на Землі елемент, на його частку (у складі різних з'єднань, головним чином силікатів), доводиться близько 47,4% маси твердої земної кори. Морські і прісні води містять величезну кількість зв'язаного кисню — 88,8% (по масі), в атмосфері зміст вільного кисню складає 20,95 % (за об'ємом). Елемент кисень входить до складу більше 1500 з'єднань земної кори. Кисень в атмосфері Землі почав нагромаджуватися в результаті діяльності первинних фотосинтезуючих організмів, що з'явилися, ймовірно, близько 2,8 млрд. років тому. Вважають, що 2 млрд. років тому атмосфера вже містила близько 1% кисню; поступово з відновної вона перетворювалася на окислювальну і приблизно 400 млн. років тому придбала сучасний склад. Наявність в атмосфері кисню в значній мірі визначила характер біологічної еволюції.Кисень відіграє особливу роль у природі. Він виступає одночасно і як будівник, і як руйнівник. Окислюючи органічні речовини, кисень підтримує дихання, а отже, й життя. Енергія, що при цьому вивільнюється, забезпечує життєдіяльність організмів. Проте за участю кисню в природі постійно відбуваються і руйнівні процеси: іржавіння металів, горіння речовин, гниття рослинних і тваринних решток.2 . Поширення у природіОксиген 47Силіцій 27,6Алюміній 8,8Решта 1,2Магній 2,3Калій 2,4Ферум 4,7Кальцій 3,4Натрій 2,6Поширення хімічних елементів у земній корі (% за масою)

content: 3. Фізіологічна діяАтмосферний кисень є життєво важливим для всіх живих організмів. Обмін аероба (з участю О2) речовин виник пізніше анаеробного (без участі О2), але саме реакції біологічного окислення, більш ефективні, ніж стародавні енергетичні процеси бродіння забезпечують живі організми переважно необхідної їм енергії. Виняток становлять облігатні анаероби, наприклад, деякі паразити, для яких кисень є отрутою. Використовування кисню, що володіє високим окислювально-відновним потенціалом привело до виникнення біохімічного механізму дихання сучасного типу. Цей механізм і забезпечує енергією організми аеробів.Кисень — основний біогенний елемент, що входить до складу молекул всіх найважливіших речовин, що забезпечують структуру і функції кліток — білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів, ліпідів, а також безлічі низькомолекулярних з'єднань. В кожній рослині або тварині кисню набагато більше, ніж будь-якого іншого елемента (в середньому близько 70%). М'язова тканина людини містить 16% кисню, кісткова тканина — 28.5%; всього в організмі середньої людини (маса тіла 70 кг) міститься 43 кг кисню. В організм тварин і людини кисень поступає в основному через органи дихання (вільний кисень) і з водою (зв'язаний кисень), крізь легені кисень потрапляє у кров, розноситься нею по всьому організму і в клітинах забезпечує перебіг реакцій окиснення. Вони відбуваються з вивільненням енергії, за рахунок якої підтримується стала температура тіла у теплокровних і виконується робота організмами: пересування, робота м'язів та інші життєві процеси. Потреба організму в кисні визначається рівнем (інтенсивністю) обміну речовин, який залежить від маси і поверхні тіла, віку, підлоги, характеру живлення, зовнішніх умов і ін. В екології як важливу енергетичну характеристику визначають відношення сумарного дихання (тобто сумарних окислювальних процесів) співтовариства організмів до його сумарної біомаси. Потрібно, проте, мати на увазі, що тривале вдихання повітря, що збагатило киснем, небезпечно для здоров'я людини. Високі концентрації кисню викликають в тканинах утворення вільних радикалів, що порушують структуру і функції біополімерів. Схожою дією на організм володіють і іонізуючі випромінювання. Тому пониження змісту кисню (гіпоксія) в тканинах і клітках при опромінюванні організму іонізуючою радіацією володіє захисною дією — так званий кисневий ефект. Цей ефект використовують в променевій терапії: підвищуючи вміст кисню в пухлині і знижуючи його вміст в навколишніх тканинах усилюють променеве ураження пухлинних кліток і зменшують пошкодження здорових. При деяких захворюваннях застосовують насичення організму киснем під підвищеним тиском.

content: Прилад для добування кисню в лабораторії4. Добування кисню в лабораторіїУ лабораторних умовах кисень добувають розкладанням деяких оксигеновмісних речовин. Так, якщозібратиприлад, як показано на малюнку і в пробірці нагрівати перманганат калію КМnO4, то в ци-ліндрі над водою почне одразу ж збиратися кисень, витискуючи з циліндра воду. Під впливом нагріваннявідбувається розкладання перманганату калію на три нові речовини: магнат калію К2МnO4, оксидмангану (IV) MnO2 і кисень О2. Такі реакції належать до реакцій розкладу.ХІМІЧНІ РЕАКЦІЇ, ПІД ЧАС ЯКИХ З ОДНІЄЇ СКЛАДНОЇ РЕЧОВИНИ УТВОРЮЄТЬСЯ ДВІ АБО БІЛЬШЕ НОВИХ РЕЧОВИН (ПРОСТИХ ЧИСКЛАДНИХ), НАЗИВАЮТЬСЯ РЕАКЦІЯМИ РОЗКЛАДУ.Розкладання перманганату калію КМnO4 під час нагрівання можна виразити такимхімічнимРозкладання перманганату калію КМnO4 під час нагрівання можна виразити таким хімічнимівнянням:Розкладання перманганату калію KMnO4 під час нагрівання можна виразити таким хімічнимрівнянням:2КМnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

content: 5. КаталізаториНе всі оксигеновмісні речовини під час нагрівання швидко розкладаються з виділенням кисню.щоб прискорити реакцію, використовують спеціальні речовини. Наприклад, оксид мангану (IV)MnO2 прискорює розкладання пероксиду гідрогену Н2О2:MnO22H2O2 = 2H2O + O2Переконаємось у цьому на досліді. Якщо до пероксиду гідрогену в пробірці добавити щіпкучорного порошку оксиду мангану (IV), то відразу ж відбудеться бурхлива реакція з виділен-ням кисню, як показано на малюнку. Кисень збирається в посудину за способом витісненняповітря. Довести, що в посудині кисень, а не повітря, можна за допомогою тліючої скіпки.Вона спалахує.О2MnO2H2O2Якщо профільтрувати суміш, то можна відокремити оксидМангану (IV) і знову вмістити його в пробірку з новою порцієюпероксиду гідрогену. Ефект буде такий самий. Дослід можнаповторювати знову і знову. Оксид мангану (IV) зберігає своювластивість прискорювати розкладання деяких речовин.Він сам при цьому не витрачається і до складу продуктівреакції не входить. Такі речовини називаються каталізаторами.КАТАЛІЗАТОРИ- ЦЕ РЕЧОВИНИ, ЯКІ ЗМІНЮЮТЬШВИДКІСТЬ ХІМІЧНОЇ РЕАКЦІЇ, АЛЕ НЕ ВХОДЯТЬДО СКЛАДУ ІЇ ПРОДУКТІВ.Каталізатори широко застосовують у промисловості. Вони дають змогу підвищувати продуктивність хімічних процесів, отже, економніше вести виробництво.

content: 6. Агрегатний стан та фізичні властивостіКисень – газ, що складається з двухатомних молекул кисню.Не має запаху і кольору. Густина кисню при 0о С і тиску 1 атм ( 101,325 кПа)складає 1,43 г/л, що в 1,11 раза більше густини повітря ( зверніть увагу: колинаводимо значення густини газу, обов'язково варто вказати температуру ітиск, оскільки від них, як відомо, дуже залежить об'єм даної кількості газу).Кисень мало розчиняється у воді, при 20о С і атмосферному тиску в 100 об'ємахводи розчиняється 3 об'єми О2 . З підвищенням температури його розчинність,як і розчинність усіх газів, зменшується, а зі зниженням температури – збільшується(наприклад, при 0о С вона складає 5 об'ємів О2 у 100 об'ємах води).Розчинність кисню, як і всіх інших газів, збільшується з підвищенням тиску і,навпаки, зменшується при зниженні тиску. Вона приблизно прямо пропорційна тиску.При тиску 101,3 кПа і температурі – 183 о С кисень переходить у рідкий стан( рідкий кисень – рухлива рідина блакитного кольору), а при температурі -219о С-в сині кристали.

content: 7. Хімічні властивості киснюВажливо знати, за яких умов відбуваються хімічні реакції, як вони відбуваються і які речовиниУтворюються.Для цього розглянемо деякі досліди.1. Горіння фосфору в кисні1. У посудину з киснем внесемо залізну ложку із запаленим фосфором. Утворюється густийБілий дим. Це тверді частинки нової речовини – оксиду фосфору (V) . Якщо після закінчення дослідуВ посудину внести тліючу скіпку, то виявиться, що кисню в посудині більше немає.Його атоми в процесі реакції сполучилися з атомами Фосфору й утворили одну нову речовину –Оксид фосфору (V) Р2О5.Отже, кисень не просто підтримує горіння, а й бере участь у реакції як вихідна речовина.Цю реакцію можна виразити таким хімічним рівнянням:4Р + 5О2 = 2Р2О5

content: 2. Покладемо в залізну ложку кусочок деревного вугілля і внесемо у полум'я пальника. Вуглинка розжа-риться. Якщо цю вуглинку внести в посудину з кисне, як на малюнку, то вона розжариться ще сильнішеі швидко згорить без полум'я й диму, але з виділенням теплоти.Щоб дізнатися, яка речовина при цьому утворилася, наллємо в посудину вапняну воду. Вона стає кала-мутною. Це ознака того, що під час горіння вуглинки утворився вуглекислий газ, або оксид карбону(IV) СС + О 2 = СО2У процесі реакції атоми Карбону, що входять до складу вугілля, сполучаються з атомами Оксигену,Що входять до складу кисню, й утворюється оксид карбону ( IV) СО2. відбувається реакція сполучення.2. Горіння вугілля в кисні

content: 3. Горіння сірки в кисніВнесемо залізну ложку з сіркою у полум'я пальника. Сірка спочатку розплавиться, далі почне горіти. Спостерігається слабке синювате полум'я. Якщо тепер запалену сірку внести в посудину з киснем, як на малюнку, то горіння посилюється, синювате полум'я стає яскравим. При цьому утворюється газ з різким запахом – оксид сульфуру (IV) SO2 і виділяється велика кількість теплоти:S + O2 = SO2

content: 4. Горіння заліза в кисніЯкщо до тонкого стального дроту прикріпити сірник, запалити його і швидко опустити в посудину зКиснем, то від сірника займеться і дріт ( см. мал.). Сталь – це залізо з домішками вуглецу.Воно згорає, розкидаючи яскраві іскри залізної окалини Fe3O4.Залізну окалину можна розглядати як подвійний оксид феруму ( ІІ ) і феруму (ІІІ),II IIIабо FeO Fe2O3 , в якому Ферум виявляе валентності ІІ і ІІІ.Горіння заліза в кисні можна подати рівнянням:3 Fe + 2O2 = Fe3O4Кисень може взаємодіяти як з неметалами, так і з металами. В усіх випадках його атомиСполучаються з атомами металу або неметалу, утворюючи нову речовину.Такі реакціїНазивають реакціями сполучення.

content: Реакції сполучення - це такі реакції, в результаті яких зкількох вихідних речовин ( простих чи складних ) утворюєтьсяодна складна речовина.Взаємодія речовини з киснем належить до реакцій окислення. В усіх випадках взаємодіїФосфору, вугілля, сірки, заліза з киснем відбувається процес окиснення й утворюютьсяНові речовини – оксиди : Р2О5 , С О2 , Fe3O4 , SO2 .Оксиди - це складні речовини, утворені двома елементами,одним з яких обов'язково є Оксиген.Подібно до фосфору, сірки, вугілля й заліза з киснем сполучається більшість металівІ неметалів. При цьому реакції можуть супроводжуватися горінням.Горіння - це хімічна реакція , під час якої відбуваєтьсяокиснення речовин з виділенням теплоти і світла.Проте не завжди реакції окиснення супроводжуються горінням. Наприклад,Мідь під час нагрівання темнішає, оскільки атоми Купруму, сполучаючись зАтомами Оксигену, утворюють чорний порошок - оксид купруму (ІІ)СuO без горіння2 Cu + O2 = 2CuOОтже, кисень хімічно дуже активний, одна з найактив –ніших простих речовин.