Свойства и применение кислорода

Свойства и применение кислорода Кислород

“а какой он?” (физические свойства кислорода)

Исследователи этой группы рассказывают о
физических свойствах кислорода (слайд 11).

Конечно вы его не видите. Ведь кислород – это
бесцветный газ, который не имеет запаха и вкуса.
Кроме того, кислород плохо растворяется в воде:
при 0?С в 100 объёмах воды растворяется 5 объёмов
кислорода, а при 20?С в 1 литре воды растворяется 31
мл кислорода.

Он немного тяжелее воздуха. Его
плотность при нормальных условиях равна 1,43г/л. А
если условия изменить, то кислород может
превратиться в бледно-синюю жидкость и даже
стать твёрдыми синими кристаллами. Но твердый
кислород крайне неустойчив, поэтому он не нашел
никакого практического применения.

А вот жидкий кислород обладает парамагнитными
свойствами, он может втягиваться в магнитное
поле.

Корреспонденты: Не могли бы вы
рассказать о парамагнитных свойствах кислорода
подробнее?

Исследователи: Мы покажем вам видео.
Смотрим! (слайд 12).

(учащиеся в тетрадях делают краткие записи).

Корреспондент 1: Интересно получается!
Газ невидимый, без запаха и цвета, в воде плохо
растворяется. А как же его получают? Какие методы
используют?

“мы сами получим кислород” (способы и методы
получения) (слайд 13)

Исследователи: Вся масса свободного
кислорода Земли возникла и сохраняется
благодаря жизнедеятельности зеленых растений
суши и Мирового океана, выделяющих кислород в
процессе фотосинтеза. За счёт фотосинтеза
кислород появляется в атмосфере.

Если кислород
составляет 47% литосферы, то логично предположить,
что можно использовать различные вещества,
находящиеся в земной коре, чтобы его получить.
Например, различные селитры – натриевая,
калиевая. Можно использовать другие вещества,
которые легко разлагаются при нагревании,
например, перекись водорода, перманганат калия (слайд
14).

Корреспондент 2: А много ли так можно
получить кислорода?

Исследователи: Из легко разлагающихся
веществ кислорода получается немного. В
промышленности источниками кислорода являются
воздух и вода.

Корреспонденты: Да, конечно, вы же
говорили, что гидросфера содержит кислорода 85,82%
по массе и в воздухе его 23,15%.

Исследователи: Предлагаем вам
посмотреть, как мы сейчас сами получим кислород.

Первый исследователь проделывает опыт
разложения перекиси водорода при нагревании;
второй — объясняет данный опыт; третий — пишет
уравнение реакции на доске, а учащиеся в
тетрадях. Для получения кислорода в лаборатории
используют два метода: вытеснения воды и
вытеснения воздуха.

Энергетически проще всего получить кислород из
воздуха, поскольку воздух – не соединение, и
разделить воздух не так уж трудно. Температуры
кипения азота и кислорода отличаются (при
атмосферном давлении) на 12,8°C., следовательно,
жидкий воздух можно разделить на компоненты в
ректификационных колоннах так же, как делят,
например, нефть.

Но чтобы превратить воздух в жидкость, его
нужно охладить до минус 196°C. Можно сказать, что
проблема получения кислорода – это проблема
получения холода.

Чтобы получать холод с помощью обыкновенного
воздуха, последний нужно сжать, а затем дать ему
расшириться и при этом заставить его производить
механическую работу. Тогда в соответствии с
законами физики воздух обязан охлаждаться.
Машины, в которых это происходит, называют
детандерами.

Современные установки для
разделения воздуха, в которых холод получают с
помощью турбодетандеров, дают промышленности,
прежде всего металлургии и химии, сотни тысяч
кубометров газообразного кислорода. Они
работают не только у нас, но и во всем мире (слайд
16).

Корреспондент 1. О, это очень
интересно. Спасибо!

Корреспондент 2. Да, мы много
узнали о кислороде. Совершенно необычное
вещество этот кислород. Скажите, для чего здесь
лучинка, свечка, красивая серебристая лента и ещё
много всего непонятного?

“о кислороде одной строкой” (интересный
кислород)

  • Вся зелень планеты за один только год образует
    приблизительно 3 триллиона тонн кислорода.
  • В год одно дерево может вырабатывать до 125 кг.
    кислорода.
  • Содержание кислорода в атмосфере составляет в
    городах-мегаполисах 18%.
  • Несколько миллионов лет назад концентрация
    была почти в 2 раза выше – 37 — 40%.
  • Количество кислорода в воздухе ниже 8% считается
    угрозой для жизни.
  • Рыбам не требуется большого количества
    кислорода.
  • А вот карпу нужна кислородная концентрация
    минимум 4 мг/л.
  • Кислород поступает в органы через кровеносную
    систему.
  • Основной переносчик кислорода в организме –
    гемоглобин, который находится в эритроцитах.
  • А вот роговицы глаз получают кислород
    непосредственно из воздуха.
  • Северное сияние можно наблюдать благодаря
    кислороду.
  • В небольших количествах кислород можно
    получить из оксидов золота Au2O3 и Au2O.

Корреспонденты. Да действительно,
вездесущий и всемогущий кислород везде и всюду!
Теперь мы действительно узнали о кислороде всё!

Исследователи.Нет, уважаемые
корреспонденты, вы ещё не всё узнали. Кислород
нам открывает новые неизвестные страницы о себе.

“чего мы ещё не знаем о кислороде?”
(неизвестный кислород)

Исследователи.Мы исследуем
кислород с совершенно неизвестной стороны. В
старых научных журналах, а также на просторах
Интернета мы нашли интересные сведения о
кислороде и хотим, чтобы об этом узнали все (слайд
24).

Исследователи сообщают интересные
сведения о кислороде:

  • Кислородные инъекции в почву.
  • И всё же на Марсе есть кислород.
  • Всё дело в кислороде.
  • Самая богатая.
  • Кислород был во Вселенной с момента её
    появления.
  • Кислород появился 2,5 млрд лет назад.
  • Кислород появился благодаря мхам.
  • Кислород в атмосфере Земли появился на 800 млн
    лет раньше, чем считалось ранее.
  • Жидкий кислород в недрах Земли.
  • Добавьте чуть-чуть кислорода.

Корреспонденты. Что ж, статья
получится очень интересной. Мы идём в редакцию,
писать и публиковать эту статью.

Учитель: Наша химическая лаборатория
превращается в редакцию журнала “Журнала
неорганической химии”, его английской версии
“Russian journal of inorganic Chemistry”.

В редакции кипит работа: работают
корреспонденты, редакторы, корректоры, художники
– оформители. В работе принимает участие главный
редактор (учитель).

Подготовленный материал помещается на
страницы журнала (большая раскладка из картона).

Можно сделать электронную версию журнала,
используя программу создания документов Microsoft
Publisher, программу создания электронного журнала
FlippigBook Publisher Professional.

Главный редактор (учитель). Я выношу
всем исследователям, учёным, сотрудникам
редакции большую благодарность (все
оцениваются).

Предлагаю вам домашнее задание: найдите
интересные сведения о кислороде, чтобы пополнить
страницу “Чего мы не знаем о кислороде”.

В металлургии, для резки и сварки металлов

Кис­ло­род, вхо­дя­щий в со­став воз­ду­ха, при­ме­ня­ют для сжи­га­ния топ­ли­ва: на­при­мер, в дви­га­те­лях ав­то­мо­би­лей, теп­ло­во­зов и теп­ло­хо­дов.

В ка­че­стве окис­ли­те­ля для ра­кет­но­го топ­ли­ва при­ме­ня­ет­ся жид­кий кис­ло­род. Смесь жид­ко­го кис­ло­ро­да и жид­ко­го озона — один из самых мощ­ных окис­ли­те­лей ра­кет­но­го топ­ли­ва.

3. Применение в медицинских целях

В ме­ди­цине кис­ло­род тоже нашел свое при­ме­не­ние. Кис­ло­род ис­поль­зу­ет­ся для обо­га­ще­ния ды­ха­тель­ных га­зо­вых сме­сей при на­ру­ше­нии ды­ха­ния, для ле­че­ния астмы, про­фи­лак­ти­ки ги­по­ксии в виде кис­ло­род­ных кок­тей­лей, кис­ло­род­ных по­ду­шек. Од­на­ко чи­стым кис­ло­ро­дом при нор­маль­ном дав­ле­нии долго ды­шать нель­зя – это опас­но для здо­ро­вья.

4. Применение в пищевой промышленности

В пи­ще­вой про­мыш­лен­но­сти кис­ло­род за­ре­ги­стри­ро­ван в ка­че­стве пи­ще­вой до­бав­ки E948, как про­пел­лент и упа­ко­воч­ный газ. Про­пел­лен­ты — газы, вы­дав­ли­ва­ю­щие пи­ще­вые про­дук­ты из ём­ко­сти (кон­тей­не­ра, бал­лон­чи­ка со спре­ем, танка или хра­ни­ли­ща для сы­пу­чих про­дук­тов).

5. Биологическая роль

Кис­ло­род вы­пол­ня­ет бес­цен­ную био­ло­ги­че­скую роль.

Кис­ло­род необ­хо­дим прак­ти­че­ски всем живым су­ще­ствам для ды­ха­ния. Ды­ха­ние – это окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ный про­цесс, где кис­ло­род яв­ля­ет­ся окис­ли­те­лем. С по­мо­щью ды­ха­ния живые су­ще­ства вы­ра­ба­ты­ва­ют энер­гию, необ­хо­ди­мую для под­дер­жа­ния жизни.

III. Круговорт кислорода в природе

Характеристика кислорода как химического элемента

(слайды 5-8)

  • Химический знак – О,
  • латинское название – Оxygenium,
  • Аr(O) = 16;
  • валентность – II,
  • степень окисления в соединениях: – 2;
  • содержание в земной коре – I место – более 49% ,
  • самые распространённые оксиды: оксид водорода (вода) – H2O, оксид кремния – SiO2 , оксид алюминия – Al2O3 .

Демонстрация минералов:

  • кварцSiO2 эту устойчивую при низких температурах модификацию обычно называют просто кварцем; происхождение названия остается неизвестным. Кварц является одним из наиболее распространенных в земной коре.
  • аметистSiO2
  • горный хрусталь – SiO2
  • агат – SiO2
  • рубин – Аl2О3 – одна из разновидностей корунда
  • изумруд – Be3Al2[Si6O18] – одна из разновидностей берилла. Химический состав:SiO2 66,9%.Al2O3 19,0 %, BeO 14,1%, в виде примесей содержатся Na2O, K2O, Li2O, иногда Rb2O, Cs2O.
  • александрит – BeAl2O4 – разновидность хризоберилла «хризос» по гречески – золото. Химический состав. Al2O380,2 %. BeO 19,8 %, Всегда присутствуют примеси: FeO (3,5-6%), иногда TiO2 (до 3%) и Cr2O3 (до 0,4%), с чем связана окраска александрита. Цветалександрита изумрудно-зеленый, а при электрическом освещении – фиолетово-красный.

Химические свойства кислорода

( слайд 16)

  • облегчает дыхание;
  • поддерживает горение;
  • повышает температуру пламени;
  • ускоряет химические реакции;

Где и как человек использует эти свойства кислорода?

  • взаимодействует с металлами (слайды 17-19)

Записать уравнения реакций, расставить коэффициенты, назвать образующиеся вещества. Что такое оксиды?

Оксиды – бинарные соединения металлов и неметаллов с кислородом. На первом месте в формуле оксида пишут химический знак элемента, на втором – химический знак кислорода.

4Fe 3O2=2Fe2O3

2Fe O2 =2FeO

3Fe 2O2 =Fe3O4

2Mg O2 = 2MgO

Fe2O3 – оксид железа (III), FeO — оксид железа (II), (Fe2O3 и FeO) – Fe3O4 – железная окалина, MgO – оксид магния.

  • взаимодействует с неметаллами; (слайды 20-21)

Записать уравнения реакций, расставить коэффициенты, назвать образующиеся вещества

4P 5O2 = 2 P2O5

2H2 O2 = 2H2O

  • взаимодействует со сложными веществами, (слайд 22) демонстрационный опыт: «несгораемый платок»:

C2H6O 3O2 = 2CO2 3H2O

Реакции взаимодействия простых и сложных веществ с кислородом называются реакциями окисления.

Закрепление изученного материала

(слайды 23-25)

(химический тест):

  1. Кто назвал кислород «огненным», а азот « испорченным» воздухом?
    А) Лавуазье, В) Пристли, С) Шееле.

  2. Какие вещества образует химический элемент кислород?
    А) только простые вещества, В) простые и сложные вещества, С) только сложные вещества.

  3. Как называются бинарные соединения, молекулы которых образованы атомами какого-либо химического элемента и кислорода:
    А) сульфиды, В) хлориды, С) оксиды.

  4. В 1774 году один учёный после проведённого эксперимента написал: «Но что поразило меня больше всего – это то, что свеча горела в этом воздухе удивительно блестящим пламенем…» Это был:
    А) Лавуазье, В) Пристли, С) Шееле.

  5. Название «Оxygenium» предложил:
    А) Лавуазье, В) Пристли, С) Шееле.

  6. Кислород в воде:
    А) хорошо растворим, В)малорастворим, С)вообще не растворяется.

  7. При вдувании кислорода в пламя температура пламени:
    А) не изменяется, В) понижается, С) повышается.

  8. Оксид железа (III) имеет формулу:
    А) Fe2O3, В) FeO, С) FeO2.

  9. В каком уравнении коэффициенты расставлены правильно:
    А) 2P O2 = P2O5; В) 2P 5O2 = P2O5, С) 4P 5O2 = 2P2O5

  10. В каком ряду все три формулы написаны правильно:
    А) P2O5, Al2O, H2O; В) MgO, Al2O3 , CO2; С) CO2, FeO2, P2O5

Проверка диктанта. (слайд 26-27)

Номер вопросаБуква ответаПравильно
Неправильно —
1С 
2В 
3С 
4В 
5А 
6В 
7С 
8А 
9С 
10В 

Итого:Оценка:

Критерии оценки:

  • «5» – 10-9 правильных ответов
  • «4» – 8-7 правильных ответов
  • «3» – 6-5 правильных ответов

Все тесты

  • Тест на темуАнализ стихотворения «Не с теми я, кто бросил землю» А. Ахматовой5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Перемена» Б. Пастернака5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Стихи о Петербурге» А. Ахматовой5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Стихи к Блоку» М. Цветаевой5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Клеветникам России» А. Пушкина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Завещание» Н. Заболоцкого5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Стихи о Москве» М. Цветаевой5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Молитва» М. Цветаевой5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «И. И. Пущину!» А. Пушкина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «День и ночь» Ф. Тютчева5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Весна в лесу» Б. Пастернака5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Журавли» Р. Гамзатова5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Люблю» В. Маяковского5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Когда на меня навалилась беда» К. Кулиева5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Гамлет» Б. Пастернака5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Русь» А. Блока5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Ночь» В. Маяковского5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения К. Симонова «Ты помнишь, Алёша, дороги Смоленщины…»5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения Жуковского «Приход весны»5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения Анны Ахматовой «Сероглазый король»5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Июль – макушка лета…»5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Мелколесье. Степь и дали…» С. Есенина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Не позволяй душе лениться» Н. Заболоцкого5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «На дне моей жизни» А. Твардовского5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Нивы сжаты, рощи голы…» С. Есенина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Бабушкины сказки» С. Есенина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Снежок» Н. Некрасова1 вопрос
  • Тест на темуАнализ стихотворения «По вечерам» Н. Рубцова5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Вчерашний день, часу в шестом…» Н. Некрасова5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Цветы последние милей…» А. Пушкина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Я знаю, никакой моей вины…» А. Твардовского5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Я не ищу гармонии в природе»Н. Заболоцкого5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Разбуди меня завтра рано» С. Есенина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Снега потемнеют синие» А. Твардовского5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Осень» Н. Карамзина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Молитва» А. Ахматовой5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Вечер» А. Фета5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Не жалею, не зову, не плачу» С. Есенина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Тучи» М. Лермонтова5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Книга» Г. Тукая5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Необычайное приключение, бывшее с Владимиром Маяковским летом на даче» В. Маяковского5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Деревня» А. Пушкина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Летний вечер» А. Блока5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Я убит подо Ржевом» А. Твардовского5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Элегия» А. Пушкина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Зимнее утро» А. Пушкина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Троица» И. Бунина5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Бабушке» М. Цветаевой5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «О весна без конца и краю» А. Блока5 вопросов
  • Тест на темуАнализ стихотворения «Море» В. Жуковского5 вопросов

История открытия кислорода

Открытие кислорода приписывают Джозефу Пристли (Joseph Priestley). У него была лаборатория, оборудованная приборами для собирания газов. Он испытывал его физиологическое действие на себе и на мышах. Пристли установил, что после вдыхания газа некоторое время ощущается приятная легкость.

Мыши в герметически закрытой банке с воздухом задыхаются быстрей, чем в банке с O2. Поскольку Пристли был приверженцем флогистонной теории он так и не узнал, что оказалось у него в руках. Он только описал этот газ, даже не догадываясь, что он описал. А вот лавры открытия кислорода принадлежат Антуан Лоран Лавуазье (Antoine Laurent de Lavoisier), который и дал ему имя.

Лавуазье, поставил свой знаменитый опыт, продолжавшийся 12 дней. Он нагревал ртуть в реторте. При кипении образовывалась ее красная окись. Когда реторту охладили, оказалось, что воздуха в ней убыло почти на 1/6 его объема, а остаток ртути весил меньше, чем перед нагревом. Но когда разложили окись ртути сильным прокаливанием, все вернулось: и недостача ртути, и «исчезнувший» кислород.

Впоследствии Лавуазье установил, что этот газ входит в состав азотной, серной, фосфорной кислот. Он ошибочно полагал, что O2 обязательно входит в состав кислот, и поэтому назвал его «оксигениум», что значит «рождающий кислоты». Теперь хорошо известны кислоты, лишенные «оксигениума» (например: соляная, сероводородная, синильная и др.).

Применение кислорода в сварке

Сам по себе O2 является негорючим газом, но из-за свойства активно поддерживать горение и увеличения интенсивности (интенсификации) горения газов и жидкого топлива его используют в ракетных энергетических установках и во всех процессах газопламенной обработки.

В таких процессах газопламенной обработки, как газовая сварка, поверхностная закалка высокая температура пламени достигается путем сжигания горючих газов в O2, а при газовой резке благодаря ему происходит окисление и сгорание разрезаемого металла.

При полуавтоматической сварке (MIG/MAG) кислород O2 используют как компонент защитных газовых смесей с аргоном (Ar) или углекислым газом (CO2).

Кислород добавляют в аргон при полуавтоматической сварке легированных сталей для обеспечения устойчивости горения дуги и струйного переноса расплавленного металла в сварочную ванну. Дело в том, что как поверхностно активный элемент он уменьшает поверхностное натяжение жидкого металла, способствуя образованию на конце электрода более мелких капель.

При сварке низколегированных и низкоуглеродистых сталей полуавтоматом O2 добавляют в углекислый газ для обеспечения глубокого проплавления и хорошего формирования сварного шва, а также для уменьшения разбрызгивания.

Чаще всего кислород используют в газообразном виде, а в виде жидкости используют только при его хранении и транспортировке от завода-изготовителя до потребителей.

Распространённость и свойства

Прежде всего, элемент необходим для дыхания активных организмов. Он также принимает участие в разложении мёртвых животных и растений. Содержание кислорода в земной коре составляет почти 50%, содержится в различных минералах в виде оксидов и солей.

Компонент характеризуется высочайшей химической насыщенностью и образует гибридные субстанции, состоящие из связанных атомов двух и более компонентов вместе с почти всей периодической таблицей, за исключением только лишь инертных газов (криптон, аргон, неон, гелий и ксенон).

С повышением температуры водорастворимость убавляется. При снижении температуры вплоть до — 218*с он становится твёрдым.

При соприкосновении сжатого кислородного газа с распылёнными жирными веществами, полученными из веществ растительного, животного или минерального происхождения, происходит их самовозгорание. Это частый источник пожаров. Во избежание несчастных случаев кислородное оборудование должно быть тщательно обезжирено.

Бесцветное вещество обладает способностью образовывать взрывоопасные смеси и легковоспламеняющиеся газы, где поблизости находится источник открытого огня.

Сведения о неизвестном кислороде (примеры)

“Кислородные инъекции в почву”

Из подземных газопроводов постоянно
просачивается газ. И хотя утечка невелика, газ
может постепенно накапливаться в почве, вызывая
медленную гибель деревьев и кустарников,
высаженных на улицах.

В Роттердаме, как сообщает журнал “Science Journal”
(1970 № 12), с гибелью зелени борются так. Обычным
компрессором нагнетают сжатый воздух в почву
вокруг дерева. Воздух оттесняет газ, который там
накопился, от корней, а также препятствует
накоплению новых порций его. Чтобы гибнущие
деревья ожили, достаточно несколько таких
порций.

“Химия и жизнь” 1971 № 8, стр. 52.

“И всё же на Марсе есть кислород”

Хотя, конечно, его там очень мало. Речь идёт не о
связанном кислороде, а о молекулярном, том самом,
формула которого О2.

Его обнаружил на Марсе Э. Барнер из Техасского
университета по характерной спектральной линии.
Учёный предположил, что источниками
молекулярного кислорода могут быть угарный газ и
пары воды.

“Химия и жизнь” 1973 № 7 стр. 75.

“Всё дело в кислороде”

В подводных зарослях обычно проживает
множество мелких морских рачков и моллюсков.
Объясняли это по – разному: по мнению одних
биологов, животные в “водорослевых джунглях”
ищут спасения от хищников, по мнению других,
причина такого “симбиоза” скрыта в листьях
растений, которые днем выделяют кислород.

Недавно это решили проверить экспериментально
в подводной лаборатории у Виргинских островов.
Там, сменяя друг друга через несколько недель,
работали акванавты – биологи. На дне моря они
соорудили собственные “джунгли” — площадку,
покрытую искусственной травой и другой
имитацией обычной в этих местах подводной
растительности.

В искусственных “джунглях”
ракообразные и моллюски не появлялись…. Правда,
рыбья молодь поспешно заселила район
“новостройки”, по – видимому, не отличая её от
морской травы. Но моллюски и ракообразные
оказались разборчивее: им, кроме укрытия, нужен
кислород.

“Химия и жизнь” 1971 № 5 стр. 69.

“Самая богатая”

Из всех известных науке соединений, перекись
водорода — самое богатое кислородом. На долю
кислорода приходится почти 95 % её веса. Для науки
и практики очень важно, что при разложении Н2О2
первоначально выделяется атомарный кислород,
который обладает значительно большей химической
активностью, чем окружающий нас кислород
воздуха. Подсчитано, что 2 кг перекиси водорода
достаточно, чтобы обеспечить суточную норму воды
и кислорода одному космонавту.

“Химия и жизнь” 1972 № 1 стр. 48.

“Кислород был во Вселенной с момента ее
появления”

Ученые-физики из Японии сообщили, что им
удалось выяснить, что кислород был во Вселенной
почти с момента ее появления: к такому выводу они
пришли, наблюдая за одной из древнейших галактик.

“Эта галактика содержит в себе примерно
десятую долю кислорода, который содержится в
нашем Солнце” — заявил один из ученых Наоки
Йосида.

Он вместе с коллегами наблюдал за галактиками,
которые существовали в один из первых периодов
жизни Вселенной.

Отметим, что это весьма далекие галактики, а
наблюдать за ними можно только с помощью
мощнейших телескопов.

Так и была найдена галактика SXDF-NB1006-2, в которой
относительно немного кислорода, но его
присутствие говорит о том, что достаточное
количество атомов этого элемента успело
сформироваться в результате взрывов первых
сверхновых и в ходе термоядерных реакций в
недрах звезд.

Свойства и применение кислорода

Цель урока: изучить физические и химические
свойства кислорода, дать общее понятие об
оксидах, реакциях горения; рассмотреть
практическую значимость и применение; доказать,
что кислород — один из важнейших элементов на
Земле.

Задачи урока:

Образовательные

:

  • Расширить представления обучающихся о
    кислороде.
  • Познакомить со свойствами и применением
    кислорода.
  • Совершенствовать умения составлять уравнения
    химических реакций.

Воспитательные

:

  • Формировать умения работать в парах у каждого
    обучающегося, считаться с мнением соседа и
    отстаивать свою точку зрения корректно, выполняя
    упражнения.
  • Воспитывать бережное отношение к своему
    здоровью, окружающей природе, учить понимать
    прекрасное, ценить произведения искусства.

Развивающие

:

  • Способствовать продолжению развития
    устойчивого интереса к химической науке и
    практике.
  • Совершенствовать навыки самостоятельной
    работы, развивать умения наблюдать,
    формулировать высказывания.
  • Способствовать развитию исследовательских
    навыков, соблюдая правила техники безопасности.
  • Совершенствовать умения обобщать и делать
    выводы.

Планируемые результаты:

личностные: готовность и способность
учащихся к саморазвитию, самоопределению;
ответственное отношение к учению; способность
ставить цели и строить жизненные планы;
формирование коммуникативной культуры, ценности
здорового и безопасного образа жизни;

  • метапредметные: уметь ставить цель и
    планировать пути её достижения, выбирая более
    рациональные способы решения данной проблемы;
    учиться корректировать свои действия в связи с
    изменением создавшейся ситуации; уметь
    создавать, применять и преобразовывать знаки и
    символы, модели и схемы для решения учебных и
    познавательных задач; уметь осознанно
    использовать речевые средства в соответствии с
    задачей коммуникации для выражения своих мыслей
    и потребностей; уметь организовывать совместную
    работу со сверстниками в парах; уметь находить
    информацию в различных источниках; владеть
    навыками самоконтроля, самооценки;
  • предметные:
    • знать: основные химические понятия
      “катализаторы”, “оксиды”, “реакции горения”,
      “реакции окисления”; физические и химические
      свойства кислорода; области применения
      кислорода.
    • уметь: отличить кислород от других газов;
      составлять уравнения реакций горения веществ в
      кислороде; записывать химические формулы
      оксидов и давать им названия; объяснять, как
      происходит круговорот кислорода в природе.
  • Тип урока: урок формирования умений и навыков.

    Форма работы: фронтальная,

    групповая,
    работа в парах, игровая.

    Методы обучения: словесный,

    частично-поисковый,
    наглядный, демонстрационный, интерактивный.

    Приемы обучения

    : постановка проблемных
    вопросов.

    Оборудование:

    компьютер, проектор,
    презентация “Свойства и применение кислорода.
    Круговорот кислорода в природе”, колбы, пинцет,
    ложки для сжигания веществ, спиртовка.

    Реактивы:

    уголь, сера, красный фосфор,
    железная пластина, вода, известковая вода.

    ХОД УРОКА

    І. Организационный момент. (1 мин.)

    (Слайд № 1)

    Учитель:

    Добрый день! Прошу
    всех садиться. Тема сегодняшнего урока
    “Свойства и применение кислорода”.

    (Слайд № 2)

    Мы с вами рассмотрим физические и
    химические свойства кислорода, сформулируем
    общие понятия об оксидах, реакциях горения,
    окисления; ознакомимся с практической
    значимостью и применением кислорода; а также
    докажем, что кислород — один из важнейших
    элементов на Земле.

    ІІ. Актуализация знаний. (7 мин.).

    Работа с карточками.

    От 2 до 4 обучающихся
    получают задание на карточках и выполняют его у
    доски.

    (Слайд № 3) Фронтальный опрос “А ну-ка,
    химики”.

    Учитель:

    Но перед тем как приступить к
    изучению новой темы, вам следует ответить на
    следующие вопросы:

    Химический знак кислорода?

    Ответ: О

    Относительная атомная масса кислорода?

    Ответ:
    16.

    Химическая формула кислорода?

    Ответ: О2.

    Относительная молекулярная масса кислорода?

    Ответ:
    32.

    В соединениях кислород обычно какой
    валентности?

    Ответ: II.

    Расскажите о нахождении кислорода в природе.

    Ответ:
    Кислород — самый распространенный химический
    элемент в земной коре. Кислород — самый
    распространенный на Земле элемент, на его долю
    приходится около 49% массы твердой земной коры.
    Морские и пресные воды содержат огромное
    количество
    связанного кислорода — 85,5% (по
    массе), в атмосфере содержание свободного
    кислорода составляет 21% по объёму и 23% по массе.
    Более 1500 соединений земной коры в своем составе
    содержат кислород. Кислород входит в состав
    многих органических веществ и присутствует во
    всех живых клетках. По числу атомов в живых
    клетках он составляет 20,9%, по массовой доле —
    около 65 %.

    Перечислите способы получения кислорода в
    лаборатории?

    Ответ:В лаборатории
    кислород получают следующими способами:

    1) Разложение перманганата калия. 2KMnO

    4 =
    K
    2MnO4 MnO2 O2Свойства и применение кислорода

    2) Разложение перекиси водорода. 2H

    2O2
    = 2H
    2O O2Свойства и применение кислорода

    3) Разложение бертолетовой соли. 2KClO

    3 =
    2KCl 3O
    2Свойства и применение кислорода

    8. Перечислите способы получения кислорода в
    промышленности.

    Ответ: В промышленности
    кислород получают:

    1) Электролиз воды. 2H

    2O = 2H2 O2Свойства и применение кислорода

    2) Из воздуха. ВОЗДУХ давление, -183

    oC=O2
    (голубая жидкость).

    В настоящее время в промышленности кислород
    получают из воздуха. В лабораториях небольшие
    количества кислорода можно получать нагреванием
    перманганата калия (марганцовка) KMnO

    4.
    Кислород мало растворим в воде и тяжелее воздуха,
    поэтому его можно получать двумя способами:

    (Слайд № 4).9. Установите соответствие
    между способом получения кислорода и уравнением
    химической реакцией. Работа в парах.

    Ответ: А-4; Б-2; В-1; Г-5; Д-3.

    10. Что называют катализаторами? Где эти
    вещества применяются?

    Ответ: Вещества,
    которые ускоряют химические реакции, но сами при
    этом не расходуются, называют катализаторами.
    Катализаторы широко применяют в химической
    промышленности. С их помощью удается повысить
    производительность химических процессов,
    снизить себестоимость выпускаемой продукции и
    более полно использовать сырье.

    (Слайд № 5). На какой диаграмме распределение
    массовых долей элементов отвечает
    количественному составу (NH4)3PO4?

    Ответ:
    4.

    Свойства и применение кислорода

    ІІІ. Изучение нового материала. (12 мин.)

    (Слайд № 6) Учитель:

    Физические свойства.

    Кислород
    — бесцветный газ, без вкуса и запаха, относительно
    малорастворим в воде (в 100 объемах воды при
    температуре 20?С растворяется 3,1 объема
    кислорода). Кислород немного тяжелее воздуха: 1л
    кислорода при нормальных условиях весит 1,43 г, а 1л
    воздуха — 1,29г. (Нормальные условия — сокращенно:
    н.у. — температура 0

    o

    С и давление 760 мм.рт.ст.,
    или 1 атм.

    Свойства и применение кислорода

    0,1 МПа). При
    давлении 760 мм.рт.ст. и температуре -183

    o

    С
    кислород сжижается, а при снижении температуры
    до -218,8

    o

    С затвердевает.

    (Слайд № 7)

    Химические свойства.Техника
    безопасности (провести инструктаж!)

    Кислород при нагревании энергично реагирует
    со многими веществами, при этом выделяются
    теплота и свет. Такие реакции называют реакциями
    горения. Если опустить в сосуд с кислородом O

    2

    тлеющий уголек, то он раскаляется добела и
    сгорает, образуя оксид углерода (IV) СO

    2

    .
    Чтобы определить, какое образовалось вещество, в
    сосуд наливают известковую воду — раствор
    гидроксида кальция Са(ОН)

    2

    . Она мутнеет, так
    как при этом образуется нерастворимый карбонат
    кальция СаСO

    3

    :

    CO2 Ca(OH)2 = CaCO3img2.gif (48 bytes) H2O

    Видеодемонстрация №1 “Горение угля в
    кислороде”
    http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/695aa82a-e84a-fa4d-7b04-16d28ded2fbb/index.htm

    (Слайд № 8) Сера горит в O2 ярким синим
    пламенем с образованием газа с резким запахом —
    оксида серы (IV)

    S O2 = SO2

    Видеодемонтсрация №2 “Горение серы в
    кислороде”
    http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/600cd365-f9f2-ae10-56e4-98ee0af7e4c6/index.htm

    (Слайд № 9) Горение фосфора в кислороде

    Видеодемонстрация №3 “Горение фосфора в
    кислороде”
    http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/f83beda5-449d-d3dc-442c-a474a89eeca6/index.htm

    Опыт следует проводить под тягой. Следует
    соблюдать правила обращения с нагревательными
    приборами. Не допускать попадания горящего
    фосфора на рабочую поверхность стола. Не вдыхать
    выделяющийся дым фосфорного ангидрида.

    Фосфор Р сгорает в O2 ярким пламенем с
    образованием белого дыма, состоящего из твердых
    частиц оксида фосфора (V).

    4P 5O2 = 2P2O5

    (Слайд № 10) Горение железа в кислороде

    Видеодемонстрация №4 “Горение железа в
    кислороде”
    http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/deb6e939-f8c8-fea7-fe24-7b2c80013fd7/index.htm

    В кислороде горят и такие вещества, которые
    обычно считают негорючими, например железо. Если
    к тонкой стальной проволоке прикрепить спичку,
    зажечь ее и опустить в сосуд с кислородом, то от
    спички загорится и железо. Горение железа
    происходит с треском и разбрасыванием ярких
    раскаленных искр — расплавленных капель
    железной окалины Fe3O4. В этом соединении два атома
    железа трехвалентны и один двухвалентен. Поэтому
    реакцию горения железа в кислороде можно
    выразить следующим уравнением:

    3Fe 2O2 = FeO * Fe2O3 или Fe3O4

    (Слайд № 11) Взаимодействие вещества с
    кислородом относится к реакциям окисления.

    (Слайд № 12)

    Горение — это химическая реакция,
    при которой происходит окисление веществ с
    выделением теплоты и света.

    (Слайд № 13)

    В большинстве случаев при
    взаимодействии веществ с кислородом образуются
    оксиды.

    Оксиды — это сложные вещества,
    которые состоят из двух элементов, одним из
    которых является кислород.

    (Слайд № 14)

    Известны химические элементы,
    которые непосредственно с кислородом не
    соединяются. К ним относятся золото Au и некоторые
    другие. Оксиды этих элементов получают косвенным
    путем.

    (Слайд № 15)

    Применение кислорода.

    Основано
    на его химических свойствах. В больших
    количествах кислород используют для ускорения
    химических реакций в разных отраслях химической
    промышленности и в металлургии. Например, при
    выплавке чугуна для повышения
    производительности доменных печей в них подают
    воздух, обогащенный кислородом.

    (Слайд № 16)

    При сжигании смеси ацетилена или
    водорода с кислородом в специальных горелках
    температура пламени достигает 3000

    o

    С. Такое
    пламя используется для сварки металлов. Если
    берут кислород в избытке, то пламенем можно
    резать металл.

    (Слайд № 17)

    Жидкий кислород применяют в
    ракетных двигателях.

    (Слайд № 18)

    В медицине кислород служит для
    облегчения затрудненного дыхания. В этом случае
    кислородом заполняют специальные подушки.
    Кислородные маски необходимы в высотных полетах,
    в космосе и при работе под водой.

    Кислород расходуется в громадных количествах
    на многие химические реакции, например на
    сжигание топлива.

    (Слайд № 19)

    Из сказанного видно, что очень
    много кислорода расходуется на разнообразную
    деятельность человека, тратится на процессы
    дыхания человека, животных, растений, а также на
    процессы гниения. Человек при дыхании в течение 1
    мин в среднем употребляет 0,5 дм

    3

    кислорода,
    в течении суток — 720 дм

    3

    , а в год — 262,8 м

    3

    кислорода, что все жители земного шара (5
    миллиардов) в течение года для дыхания
    используют 1578 миллиардов кубических метров
    кислорода. Если такой объем кислорода при
    нормальном давлении поместить в железнодорожные
    цистерны, то поезд был бы протяженностью более 300
    млн км, что равняется расстоянию до Солнца и
    обратно.

    (Слайд № 20)

    Но все же общая масса кислорода в
    воздухе заметно не изменяется. Это объясняется
    процессом фотосинтеза, происходящим в зеленых
    растениях на свету. В результате этого процесса
    выделяется кислород. С фотосинтезом вы уже
    знакомились в курсе ботаники. Упрощенно процесс
    фотосинтеза изображают так:

    6CO2 6H2O = C6H12O6
    6O2.

    Так в природе происходит непрерывный
    круговорот кислорода.

    В целях сохранения кислорода в воздухе вокруг
    городов и крупных промышленных центров
    создаются зоны зеленых насаждений. Специальная
    служба систематически контролирует содержание
    кислорода в воздухе. При необходимости применяют
    меры по устранению загрязнения воздуха.

    Физкультминутка. (1 мин.)

    IV. Закрепление знаний. (6 мин.)

    (Слайд № 21) Задание №1. “Правда или ложь? Если
    знаешь — разберешь”

    Для кислорода верны следующие утверждения:

    а) Кислород – бесцветный газ, без вкуса и
    запаха.

    б) Кислород немного легче воздуха.

    в) В кислороде горят и такие вещества, которые
    обычно считают негорючими, например железо.

    г) Известны химические элементы, которые
    непосредственно с кислородом соединяются. К ним
    относятся золото Au и некоторые другие.

    д) Применение кислорода основано на его
    физических свойствах.

    е) Непрерывный круговорот кислорода
    непосредственно связан с таким процессом, как
    фотосинтез.

    Ответ:

    а; в; е.

    (Слайд № 22) Задание №2. “Скорая помощь”

    Вставьте пропущенные вещества в уравнениях
    реакций:

    а) …….. Ca(OH)2 = CaCO3Свойства и применение кислорода H2O

    б) S ……. = SO2

    в) ….. 2O2 = FeO * Fe2O3 или Fe3O4

    Ответ: а)CO2 б)O2 в) 3Fe

    (Слайд № 23) Задание №3. “Мозговой штурм”

    Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций.

    а) CO2 H2O = C6H12O6 O2

    б) P O2 = P2O5

    (Слайды № 24-25) Задание №4. “Ассоциации”

    С каким применением кислорода ассоциируется
    данное изображение?

    1) в металлургии;

    2) для резки металлов;

    3) в авиации для дыхания;

    4) в авиации для двигателей;

    5) для сварки металлов;

    6) на взрывных работах;

    7) в медицине.

    (Слайд № 26) V. Домашнее задание. (1 мин.)

    Параграф 20, 21;  №6-9 (с.60). Решите задачи 1-2 (с.60).

    Творческое задание:

    подготовить сообщение
    №10 с. 60 “Что делается в вашей местности для
    поддержания определенного содержания кислорода
    в воздухе? В чем может заключаться ваше участие в
    этой деятельности?”

    (Слайд № 27) VI. Рефлексия. (1 мин.)

    Учитель:

    • Сегодня я узнал…
    • было трудно…
    • я понял, что…
    • я научился…
    • я смог…
    • было интересно узнать, что…
    • меня удивило…
    • мне захотелось…

    VII. Подведение итогов урока. (1 мин.)

    (Слайд № 28)

    В чём горят дрова и газ,


    Фосфор, водород, алмаз?

    Дышит чем любой из нас

    Каждый миг и каждый час?

    Без чего мертва природа?

    Правильно, без….

    Обучающиеся: кислорода

    (Слайд № 29) Учитель: Правильно. Спасибо за
    урок! До свидания!

    Литература

    [1] Горковенко М. Ю. Поурочные разработки по
    химии 8 класс к учебникам О. С. Габриеляна, Л. С.
    Гузея, Г. Е. Рудзитиса. — М: “ВАКО”, 2004;

    [2] Радецкий А. М., Горшкова В. П. Дидактический
    материал: химия 8-9 классы — М: Просвещение, 1997.

    [3] Химия: неорганическая химия: учебник для 8
    класса общеобразовательных учреждений/ Г. Е.
    Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. — М: “Просвещение”, 2022 г.

    Интернет-ресурсы

    1. http://files.school-collection.edu.ru/
    2. http://www.e-osnova.ru/

    Урок 2. создание “журнала неорганической
    химии”, его английской версии “russian journal of inorganic
    chemistry” и написание статьи “знакомый и
    незнакомый кислород”

    См. Презентацию 2 на английском
    языке

    См. перевод урока 2 на английский
    язык

    Известный и неизвестный кислород (на английском
    языке)

    Если вода – это жизнь,
    то кислород – дыхание жизни!

    Денисова О. И. (слайд 2)

    Цель урока: Сформировать целостное
    представление учащихся о кислороде.

    Задачи урока:

    • Углубить знания учащихся о свойствах кислорода,
      областях его применения, способах получения.
      Закрепить умения учащихся устанавливать
      соответствие между свойствами и применением
      кислорода.
    • Развивать познавательный интерес к предмету, а
      также развивать логическое мышление,
      монологическую и диалогическую речь. Развивать
      умения выражать свои мысли, а также поддерживать
      и вести беседу на английском языке. Развивать
      умение обобщать и систематизировать материал.
    • Воспитывать творческие способности, а также
      эстетический взгляд на окружающий мир.
      Продолжать формирование экологического
      мышления и применения его в жизни (слайд 3).

    Тип урока. Обобщение и
    систематизация знаний.

    Вид урока. Урок творчества на
    английском языке (45′).

    Подготовка к уроку: К данному уроку
    учащиеся начинают готовиться примерно за месяц
    до его проведения: читают дополнительную
    литературу, делают домашние заготовки; сами
    распределяют роли, а именно: выбирают учёных,
    исследователей, художников – оформителей,
    корректоров, распределяются в группы.

    Средства обучения:

    Химические свойства

    При нормальных условиях чистый кислород — очень активное вещество, сильный окислитель. В составе воздуха окислительные свойства кислорода не столь явно выражены.

    1. Кислород проявляет свойства окислителя(с большинством химических элементов) и свойства восстановителя(только с более электроотрицательным фтором). В качестве окислителя кислород реагирует и с металлами, и с неметаллами. Большинство реакций сгорания простых веществ в кислороде протекает очень бурно, иногда со взрывом.

    1.1. Кислород реагирует с фтором с образованием фторидов кислорода:

    O2   2F2  →  2OF2

    С хлором и бромом кислород практически не реагирует, взаимодействует только в специфических очень жестких условиях.

    1.2. Кислород реагирует с серой и кремниемс образованием оксидов:

    S O2 → SO2

      Si O2 → SiO2

    1.3.Фосфоргорит в кислороде с образованием оксидов:

    При недостатке кислорода возможно образование оксида фосфора (III):

    4P      3O2  →   2P2O3

    Но чаще фосфор сгорает до оксида фосфора (V):

    4P      5O2  →   2P2O5

    1.4.С азотомкислород реагирует при действии электрического разряда, либо при очень высокой температуре (2000оС), образуя оксид азота (II):

        N2  O2→  2NO

    1.5. В реакциях с щелочноземельными металлами, литием  и алюминием кислород  также проявляет свойства окислителя. При этом образуются оксиды:

    2Ca       O2 → 2CaO

    Однако при горении натрияв кислороде преимущественно образуется пероксид натрия:

        2Na O2→  Na2O2

    А вот калий, рубидий и цезий при сгорании образуют смесь продуктов, преимущественно надпероксид:

        K O2→  KO2

    Переходные металлы окисляются кислород обычно до устойчивых степеней окисления.

    Цинк окисляется до оксида цинка (II):

    2Zn O2→  2ZnO

    Железо, в зависимости от количества кислорода, образуется либо оксид железа (II), либо оксид железа (III), либо железную окалину:

    2Fe O2→  2FeO

    4Fe 3O2→  2Fe2O3

    3Fe 2O2→  Fe3O4

    1.6. При нагревании с избытком кислорода графит горит, образуя оксид углерода (IV):

    C     O2  →  CO2

     при недостатке кислорода образуется угарный газ СО:

    2C     O2  →  2CO

    Алмаз горит при высоких температурах:

    Горение алмаза в жидком кислороде:

    Графит также горит:

    Графит также горит, например, в жидком кислороде:

    Графитовые стержни под напряжением:

    2. Кислород взаимодействует со сложными веществами:

    2.1. Кислород окисляет бинарные соединения металлов и неметаллов: сульфиды, фосфиды, карбиды, гидриды. При этом образуются оксиды:

    4FeS 7O2→  2Fe2O3 4SO2

    Al4C3 6O2→  2Al2O3 3CO2

    Ca3P2 4O2→  3CaO P2O5

    2.2. Кислород окисляет бинарные соединения неметаллов:

    • летучие водородные соединения (сероводород, аммиак, метан, силан гидриды. При этом также образуются оксиды: 

    2H2S 3O2→  2H2O 2SO2

    Аммиакгорит с образованием простого вещества, азота:

    4NH3 3O2→  2N2 6H2O

    Аммиакокисляется на катализаторе (например, губчатое железо) до оксида азота (II):

    4NH3 5O2→  4NO 6H2O

    • прочие бинарные соединения неметаллов — как правило, соединения серы, углерода, фосфора (сероуглерод, сульфид фосфора и др.):

    CS2 3O2→  CO2 2SO2

    • некоторые оксиды элементов в промежуточных степенях окисления (оксид углерода (II), оксид железа (II) и др.):

    2CO O2→  2CO2

    2.3. Кислород окисляет гидроксиды и соли металлов в промежуточных степенях окисления в водных растворах.

    Например, кислород окисляет гидроксид железа (II):

    4Fe(OH)2 O2 2H2O → 4Fe(OH)3

    Кислород окисляет азотистую кислоту:

    2HNO2 O2 → 2HNO3

    2.4. Кислород окисляет большинство органических веществ. При этом возможно жесткое окисление (горение) до углекислого газа, угарного газа или углерода:

    CH4 2O2→  CO2 2H2O

    2CH4 3O2→  2CO 4H2O

    CH4 O2→  C  2H2O

    Также возможно каталитическое окисление многих органических веществ (алкенов, спиртов, альдегидов и др.)

    2CH2=CH2 O2 → 2CH3-CH=O

    Оцените статью
    Кислород
    Добавить комментарий