2 розділ. Кисень

У матеріалі цього розділу ви знайдете відомості про елемент Оксиген і його просту речовину — кисень. Такий вибір елемента і речовини не випадковий. Атоми Оксигену містяться в молекулах багатьох сполук — органічних і неорганічних. Кисень є дуже важливою простою речовиною. Без нього не можуть існувати живі істоти. Цей газ використовують у металургії, хімічній промисловості, техніці, медицині. Він бере участь у процесах горіння, багатьох реакціях, які відбуваються в навколишній природі.

§ 22. Оксиген. Кисень

Матеріал параграфа допоможе вам:

• систематизувати відомості про хімічний елемент Оксиген;
• оцінити поширеність Оксигену та його простої речовини кисню в природі;
• характеризувати фізичні властивості кисню.

Оксиген. Це перший елемент, який ви докладно вивчатимете. Слово «оксиген» походить від грецьких слів «oxys» (кислий) і «genos» (народження). Таку назву елемент отримав у XVIII ст.; тоді вчені вже знали, що він входить до складу кислот («народжує кислоти»). Згодом з’ясувалося, що існують кислоти, молекули яких не містять атомів Оксигену. Проте назва елемента збереглася.

Із періодичної системи отримуємо такі відомості про Оксиген:

• символ елемента — О;
• Оксиген розміщений у 2-му періоді, в VI групі;
• порядковий номер елемента — 8;
• його відносна атомна маса — 16 (точне значення — 15,999).

Цікаво знати

До 1961 р. атомною одиницею маси була 1/16 маси атома Оксигену.

Порядковий номер елемента вказує на те, що атом Оксигену містить 8 електронів, а заряд ядра атома становить +8.

Оксиген — неметалічний елемент, оскільки його прості речовини кисень О₂ і озон О₃ є неметалами.

Вам відомо, що Оксиген має постійне значення валентності, яке дорівнює 2.

• Напишіть формули сполук Оксигену з Натрієм, Кальцієм, Алюмінієм.

Поширеність Оксигену в природі. Оксиген — один із найпоширеніших елементів на нашій планеті. У земній корі його атомів більше, ніж атомів будь-якого іншого елемента (c. 73). Атоми Оксигену містяться в піску, глині, вапняку, багатьох мінералах. Оксиген — другий елемент за поширеністю в атмосфері (після Нітрогену) і гідросфері (після Гідрогену). Головний складник гідросфери — вода — є сполукою Оксигену з Гідрогеном.

Атоми Оксигену входять до складу молекул багатьох речовин, які містяться в живих організмах, — води, білків, жирів тощо. У тілі дорослої людини масова частка цього елемента становить приблизно 65 %.

Кисень. Найважливіша проста речовина Оксигену — кисень. Цей газ необхідний для дихання; він підтримує горіння.

Формула кисню вам відома — О₂. Речовина складається з двохатомних молекул.

Цікаво знати

Організм дорослої людини щодоби споживає 600—900 г кисню.

Молекули кисню досить стійкі. Лише за температури понад 2000 °С або під дією електричних розрядів чи ультрафіолетових променів вони розпадаються на атоми.

Кисень є компонентом повітря — природної суміші газів. На нього припадає приблизно 1/5 об’єму повітря. Склад повітря, з якого видалено водяну пару 1 , наведено в таблиці 3.

1 Водяна пара зумовлює вологість повітря.

Склад повітря

Газ

Частка в повітрі, %

Назва

Формула

об’ємна*

масова

* Об’ємна частка речовини в суміші є відношенням об’єму речовини до об’єму суміші. Об’ємну частку позначають грецькою літерою φ (фі).

Визначити об’ємну частку кисню в повітрі можна за допомогою експерименту. Для цього потрібні скляна пляшка без дна із пробкою і посудина (кристалізатор) більшого діаметру, заповнена до половини водою. Дослід здійснюють так. У пробку вставляють ложку для спалювання, в яку набирають червоний фосфор. Його підпалюють, швидко поміщають у пляшку і щільно закривають її пробкою (мал. 61). При горінні фосфору утворюється дим із дрібних часточок сполуки Фосфору з Оксигеном, які поступово осідають на поверхню води і взаємодіють з нею з утворенням кислоти (с. 184 підручника). Вода заходить у посудину і, коли горіння припиниться, підніметься приблизно на 1/5 об’єму пляшки. Цей об’єм займав у повітрі кисень, який вступив у реакцію з фосфором. Над рідиною залишається азот із домішками інших газів.

Мал. 61. Визначення об’ємної частки кисню в повітрі спалюванням фосфору: а — початок досліду; б — завершення досліду

Кисень міститься не лише в атмосфері. Невелика кількість його разом з іншими газами повітря розчинена в природній воді.

Фізичні властивості кисню. За звичайних умов кисень — безбарвний газ, який не має запаху і смаку. При охолодженні до -183 °С він перетворюється на блакитну рідину, яка за температури -219 °С твердне, утворюючи сині кристали. Кисень в 1,1 раза важчий за повітря. Він слабко розчиняється у воді, але цього достатньо для існування у водоймах риб та інших живих істот, які дихають розчиненим киснем.

Цікаво знати

Рідкий кисень, як і залізо, притягується до магніту.

ВИСНОВКИ

Оксиген — неметалічний елемент. У природі поширена його проста речовина — кисень, а також вода і багато інших сполук цього елемента. На кисень припадає майже 1/5 об’єму повітря.

Кисень — газ без запаху і смаку; він необхідний для дихання, підтримує горіння.

155. Складіть речення, вставивши замість крапок слова «Оксиген» або «кисень» у відповідних відмінках:

• а) . — проста речовина . ;
• б) вода утворена Гідрогеном і . ;
• в) молекула . складається із двох атомів . ;
• г) у результаті фотосинтезу рослини поглинають вуглекислий газ, а виділяють . .

156. Назвіть два гази, яких у повітрі найбільше, і напишіть їхні формули.

157. Підготуйте за матеріалами з інтернету повідомлення про зміну складу атмосфери з висотою.

158. У яких природних речовинах (простих, складних) містяться атоми Оксигену? Які із цих речовин входять до складу атмосфери, гідросфери, літосфери?

159. Складіть формули сполук Оксигену за вказаними валентностями елементів:

160. Знайдіть масову частку Оксигену:

161. Яка маса Оксигену міститься в 90 г води?

162. Обчисліть масу кисню в 10 л повітря, якщо густина повітря становить 1,29 г/л. Додаткові відомості, необхідні для розв’язання задачі, візьміть із таблиці 3.

163. Відносна молекулярна маса сполуки Сульфуру з Оксигеном удвічі більша за відносну молекулярну масу кисню. Знайдіть формулу сполуки.

УСІ УРОКИ ХІМІЇ
7 клас

Цілі: поглибити знання учнів про просту речовину кисень, його фізичні властивості; сформувати уявлення про реакції розкладу та каталізатори на прикладі реакцій одержання кисню в лабораторії; підготувати учнів до практичній роботі з вивчення кисню.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Форми роботи: демонстраційний експеримент, робота з опорною схемою, самостійна робота.

Обладнання: прилад для одержання газів, дерев’яна скіпка, вода, калій перманганат, манган(ІУ) оксид, гідроген пероксид, опорна схема.

I. Організація класу

II. Актуалізація опорних знань

Учні працюють з першою частиною опорної схеми «Оксиген».

✵ Поширення в природі

Постановка проблеми. Фронтальна бесіда

✵ Як кисень утворюється в природі? (У процесі фотосинтезу)

✵ А чи можна одержати кисень у лабораторії? (Так)

✵ А з яких речовин можна одержати кисень? (Зі складних речовин, що містять хімічний елемент Оксиген, наприклад, H2O, ^О, KNO3 та ін. )

✵ Як переконатися, що одержаний газ — це кисень? (Він підтримує горіння, скіпка, що жевріє, у кисні яскраво загоряється)

ІІІ. Експериментальне засвоєння знань

Демонстрація 11. Одержання кисню з калій перманганату

У пробірку насипаємо 0,5—1,0 г калій перманганату (близько 1/10 частини від об’єму пробірки), прикриваємо отвір пробірки жмутиком вати і закриваємо пробкою з газовідвідною трубкою. Закріплюємо пробірку в лапці штатива.

✵ Як зібрати кисень, що виділятиметься з пробірки?

✵ Кисень важчий чи легший за повітря?

Mr (O2 ) = 32; Mr (повітря) = 29.

Тож кисень витіснятиме повітря з пробірки, отже, газовідвідну трубку слід опустити на дно пробірки.

Дотримуючись правил, нагріваємо пробірку, потім нагріваємо кристали калій перманганату.

✵ Чи можемо ми побачити, що кисень уже в колбі? (Ні)

✵ Згадаймо фізичні властивості кисню. (Це газ, без кольору, без запаху, без смаку, малорозчинний у воді)

✵ Як дізнатися, чи є в колбі кисень?

Демонстрація 14. Виявлення кисню

Підносимо тліючу скіпку, вона яскраво загоряється.

Висновок: кисень підтримує горіння, його можна одержати шляхом розкладу калій перманганату. Записуємо рівняння.

2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2

— До якого типу належить ця реакція? (Розкладу)

Реакції одержання кисню зі складних речовин — реакції розкладу

Демонстрація 12. Одержання кисню з гідроген пероксиду

— Які ще речовини можна використовувати для одержання кисню? (Вода, гідроген пероксид)

Використовуємо для нашого досліду гідроген пероксид H2O2. Наливаємо в пробірку 1,5—2,0 мл гідроген пероксиду, збираємо прилад, нагріваємо речовину.

Демонстрація 13. Збирання кисню

Збирання кисню шляхом витиснення води можливо тому, що він не розчиняється у воді.

Збираємо кисень у колбу через гідрозатвор. Вода не витісняється з колби, отже, кисень не виділяється. Поміщаємо в гідроген пероксид дрібку манган(ІV) оксиду і знову нагріємо. У колбі-приймачі збирається кисень. Додавання манган(ІV) оксиду прискорило реакцію розкладу гідроген пероксиду.

Речовини, що прискорюють хімічну реакцію, але не витрачаються в процесі реакції, називаються каталізаторами.

MnO2 — каталізатор, він не витрачається в результаті реакції, а тільки прискорює її.

Приклад каталізаторів — ферменти, що прискорюють процес травлення.

Негативні каталізатори, що сповільнюють реакцію, називаються інгібіторами.

IV. Закріплення й поглиблення знань

Заповнюємо в опорній схемі розділ «Фізичні властивості кисню». У розділі «Одержання кисню» пропонуємо написати уже відомі рівняння.

А тепер подивімося, які ще речовини можна використовувати для одержання кисню.

(Записуємо рівняння і розставляємо коефіцієнти, вводимо назви нових речовин.)

( KClO3 — калій перхлорат, бертолетова сіль)

NaNO3 NaNO2 + O2

(NaNO3 — натрій нітрат, натрієва селітра; NaNO2 — натрій нітрит)

Промисловий спосіб одержання кисню — з рідкого повітря шляхом перегонки.

V. Підбиття підсумків

Які нові поняття ви сьогодні вивчали?

Що таке каталізатор?

Які реакції називаються реакціями розкладу?

Де можна використовувати лабораторні способи одержання кисню?

Тестова самостійна робота

1. Хімічний символ елемента Оксиген:

2. Відносна молекулярна маса кисню:

3. У процесі дихання кисень:

в) не використовується.

4. У лабораторії кисень одержують:

а) шляхом розкладу калій перманганату;

б) з рідкого повітря;

в) розкладаючи воду;

г) розкладаючи гідроген пероксид.

5. Які речовини називаються каталізаторами?

6. Про кисень як просту речовину йдеться у фразі:

а) . є складовою частиною повітря.

б) Риби дихають розчиненим у воді.

в) . входить до складу води.

г) Твердий. — кристали блакитного кольору.

д) . входить до складу багатьох мінералів.

1. Формула простої речовини кисню:

2. Відносна атомна маса Оксигену:

3. У процесі фотосинтезу кисень:

в) не використовується.

4. У промисловості кисень одержують:

а) шляхом розкладу калій перманганату;

б) з рідкого повітря;

в) розкладаючи воду;

г) розкладаючи гідроген пероксид.

5. Які реакції називаються реакціями розкладу?

6. Про Оксиген як хімічний елемент йдеться у фразі:

а) . є складовою частиною повітря.

б) Риби дихають розчиненим у воді.

в) . входить до складу води.

г) Твердий. — кристали блакитного кольору.

д) . входить до складу багатьох мінералів.

Перевіряємо правильність виконання і виставляємо оцінки.

VI. Домашнє завдання

Прочитати параграф, виконати вправи.

Творче завдання. Підготувати розповідь про просту речовину O3 — озон.

Використовуючи сайт ви погоджуєтесь з правилами користування

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Ми приєднуємось до закону про авторське право в цифрову епоху DMCA прийнятим за основу взаємовідносин в площині вирішення питань авторських прав в мережі Інтернет. Тому підтримуємо загальновживаний механізм “повідомлення-видалення” для об’єктів авторського права і завжди йдемо на зустріч правовласникам.

Копіюючи матеріали во повинні узгодити можливість їх використання з авторами. Наш сайт не несе відподвідальність за копіювання матеріалів нашими користувачами.