Позакласний захід хімії на тему: Шкільне свято хімії

Пропонований захід дозволить пере­вірити та узагальнити наявні в учнів знання, а також поповнити їх нови­ми відомостями. Досить значну ува­гу було приділено-різним історичним фактам, курйозним випадкам та сер­йозним проблемам, що стосуються певної сполуки. Розв’язування не­стандартних завдань дозволить учням поглибити знання з хімії, розшири­ти кругозір, буде сприяти розвитку творчих та інтелектуальних здібнос­тей, сприяти формуванню логічно­го мислення.

План гри

1.Питання Незнайки.

2.Допоможіть хімікам XVIII сто­ліття.

3.Конкурс капітанів.

4.Чорний ящик. Незвичайне від­криття.

5.Експериментатори, уперед!

6.Хімічні мініатюри..

7.Читаючи класиків.

8.Розшифровуємо алхімічні ре­цепти.

9.Розшифровуємо стародавні ману­скрипти.

10.Незвичайні способи гасіння вогню.

11.Конкурс капітанів. Пожежа й від­криття нової фарби.

12.Домашнє завдання, підготовлене командами:      .

  1. Вплив повітря, що містить підвищену кількість, вуглекислого газу, на здоров’я людини. Ре­генерація повітря на косміч­них кораблях.

2.Оксигенотерапія— новий спо­сіб лікування.

3.Озон — корисний і шкідливий.

13.Трохи математики.

14.Питання чомучки.

15.Поясніть побачене.

Ведучий звертається до присутніх зі словами привітання.

До класу вхо­дить Незнайко і просить членів ко­манд допомогти йому розібратися в деяких незрозумілих питаннях ці­кавої науки-хімії. (Під час усього за­ходу він показує своє захоплення ро­зумністю й активністю учнів).

Питання Незнайки (до членів команд)

1. Незнайко прочитав, що Берцеліус стверджував, що Оксиген — це та вісь, навколо якої обертається хімія. Цікаво, якими причинами це зумовлено?

Відповідь. Це зумовлено двома при­чинами. По-перше, значна пошире­ність і реакційна здатність елемента зумовлює велику кількість його спо­лук. По-друге, класична неорганічна хімія — це хімія водних розчинів, тоб­то хімія найпоширенішої та найголов­нішої сполуки Оксигену — гідроген оксиду. Тому такі поняття, як валентність за Оксигеном, окиснення, горін­ня, кислоти, основи, солі тощо, були сформульовані стосовно Оксигену. До 1961 року застосовувалася оксигенова шкала атомної одиниці маси.

2. Учень 7 класу приготував об­ладнання для одержання кис­ню. Він налив у пробірку роз­чин калій перманганату, закривїї пробкою з прямою газовідвід­
ною трубкою, на. яку надів дого­ри дном порожню пробірку, і по­чав чекати. Закінчився урок, алетліюча скіпка, яку він підносивдо пробірки-приймача, так і не спалахнула. Якої помилки припустився учень?

Відповідь. Кисень треба одержува­ти, нагріваючи кристали калій пер­манганату (а не розчин). Газовідвід­на трубка не повинна бути прямою. Кисень — важкий газ, і його не мож­на збирати в пробірку, перевернуту догори дном.

Одночасно проводиться конкурс капі­танів: якнайшвидше зібрати установку для одержання кисню розкладанням калій перманганату; після перевірки вчителем одержати й зібрати кисень.

Допоможіть хімікам XVIII століття

Учні в костюмах учених розігрують картинки із життя великих хіміків.

1.      Прістлі запалив свічку, вніс її у скляну посудину, куди посадив маленьку мишку, і щільно закрив її кришкою. Деякий час свічка го­ріла, потім згасла, а мишка дуже швидко загинула. «Повітря може псуватися, коли в ньому щось зго­ряє»,— подумав Прістлі.

Поясніть, чому повітря зіпсува­лося?

Відповідь. Кисень витратився на го­ріння свічки. Таким зіпсованим по­вітрям мишка дихати не може.

2.      Прістлі продовжував розміркову­вати: «Чому повітря в земній атмосфері залишається “чистим”. Аджелюди здавна користувалися вог­нем. На Землі живуть тисячі жи­вих істот… Може, “зіпсоване” пові­тря можна очищувати й воно знову стає придатним для дихання?»

Відповідь. Зелене листя рослин і во­дорості очищують повітря від вугле­кислого газу й насичують його кис­нем, який утворюється на сонці в ре­зультаті процесу фотосинтезу:

6СО₂ +’6Н₂О = С₆Н_І2О₆ + 6О₂

3.«Припустимо, що тварини гинуть під скляним ковпаком,знаходя­чись в атмосфері повітря, де горі­ла і згасла свічка,— думав Прістлі:— А рослини? Вони теж живі стоти?» .

Прістлі поставив під скляний ков­пак горщик із квітками й запалив поряд свічку. Свічка згасла. Мину­ло декілька годин, а рослини ніяк не змінилися. Прістлі залишив усе на підвіконні на сонці до наступ­ного дня. Уранці він помітив, що на квітці з’явився ще один бутон. Невже рослини очищують пові­тря? Прістлі вніс запалену свічку під скляний ковпак. Свічка…

Чи буде свічка горіти? Чому квітка не загинула? Чому на квітці, яка знаходилась у «зіпсованому» пові­трі на сонці, з’явився бутон?

Відповідь. Свічка буде горіти, бо зе­лене листя квітки очистило повітря під ковпаком від вуглекислого газу й наситило його киснем, який утво­рився на сонці в результаті процесу фотосинтезу:

6СО₂ +6Н₂О = С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

Крім кисню утвориться поживна ор­ганічна речовина-глюкоза, що зро­бить можливою появу ще одного бутону. Квітка, не загинула, бо знахо­дилася у повітрі, де був кисень, хоча вночі деяка кількість кисню витра­тилася на дихання квітки.

4.                         У 1772 р. Лавуазьє нагрів алмаз у закритій посудині до тих пір,поки він не зник. «Може, незви­чайне “зникнення” алмазів якосьпов’язано з повітрям? Може, вони з’єднуються з ним?» — подумав Лавуазьє.

Поясніть цей дослід Лавуазьє з точки зору сучасної хімії.

Запишіть рівняння реакцій, зна­ючи, що алмаз складається з ато­мів Карбону.

Відповідь. Алмази згоріли, з атомами Карбону з’єдналися атоми Оксигену молекул кисню.

С+О₂=СО₂

5. У часи Лавуазьє було відомо, щов результаті «з’єднання» повітря з металами утворюється окалина, а з деревиною — гази.

Лавуазьє поставив питання: «Чому в такій взаємодії бере участь не все повітря, а тільки його п’ята частина?»

Дайте відповідь на питання Ла­вуазьє.   ‘

Напишіть рівняння реакції го­ріння заліза (формула окалини, яка утворюється,— Fе₃О₄) і рів­няння реакції горіння деревини (C₆H₁₀O₅)_n

Відповідь. У реакції горіння бере участь тільки кисень; якого в пові­трі 21 % (тобто п’ята частина).

ЗFе + 2О₂ = Fе,О₄

            (С₆Н₁₀О₅)_n.+ 6nО₂ = 6nСО₂ + 5nН₂О

Питання Незнайки (до членів команд)

–         Незнайко взяв тліючу скіпку й підніс до склянки з прозорим газом. Тліюча скіпка спалахнула. «Кисень»,— подумав він. А чи тільки в єдиному газі — кисні — спалахує тліюча скіпка?

Відповідь. Тліюча скіпка буде спала­хувати в газах-окисниках (наприклад: O₃, тощо)

–         «Цікаво, чи можна побачити ки­сень?» — подумав Незнайко.

Відповідь. Можна. Якщо кисень охо­лодити до температури —182, 9 °С, він стане рі­диною світло-блакитного кольору, а за температури  — 218, 80 °С — кристалами си­нього кольору. У 1979 році хіміки вна­слідок підвищення тиску до 10 ГПа отримали твердий червоний кисень. Учені очікували, що атоми Оксиге­ну, об’єднавшись по вісім, утворять кільце (як у сірці), але атоми утворили ромбоедр — фігуру, що нагадує сплющений куб — О₈. Твердий червоний кисень не має ніякої практич­ної цінності. До того ж він утворю­ється в мікроскопічних кількостях тільки в лабораторних умовах і випа­ровується в разі зниження тиску. Не може він існувати і в природі: якщо б був високий тиск, за якого кисень став би твердим, він усе одно швид­ко вступив би в реакції з іншими ре­човинами.

–         «Цікаво, чи завжди в атмосфері нашої планети був кисень?» — по­думав Незнайко.

Відповідь. Близько 4 млрд років тому кисню в атмосфері Землі не було, а були гази: водень, вуглекислий . газ, амоніак, метан, водяні пари. Поява 2, 5 млрд років тому у водах океанів синьо-зелених водоростей стала початком появи кисню в атмосфері.

Ці водорості засвоювали Гідроген— з води, Карбон — з розчиненого у воді вуглекислого газу, виділяючи кисень. Через 20 000 років уміст кисню досяг сучасного рівня (21 % за об’ємом), або 10¹⁵т.

–               Незнайко прочитав, що населен­ню Землі та тваринам треба двітисячі років, щоб витратити весь кисень, а рослинам і водоростям достатньо 600 років, щоб відно­
вити масу кисню в атмосфері. Ці­каво, хто є найактивнішими «ви­робниками» кисню?

Відповідь. Найактивнішими «виробниками» кисню є не рослини, а дріб­ні водорості, що ростуть у теплих ша­рах морів і океанів. Підраховано, що рослини на суші виробляють кожно­го року 53 млрд т кисню, а водорос­ті — майже в 10 разів більше.

Доведено, що турботу про сталість складу атмосфери Землі взяв на себе Світовий океан. Він завжди вчасно трохи додає чи трохи розчиняє в собі який-небудь із газів,

–               «Цікаво, що сталося б, якби кіль­кість кисню в атмосфері збіль­шилася (від 21 %, як зараз) до 30 %?» — подумав Незнайко.

Відповідь. Якщо б сталося незвичай­не й кількість кисню збільшилася до 30 % за об’ємом, перша блискавка спалила б усе на Землі: навіть сира деревина горіла б як порох, усі про­цеси в живих організмах прискори­лися б і вони почали швидше старішати.

–               Цікаво, що відбулося б, якби кіль­кість кисню в атмосфері посту­пово зменшувалася?» — подумав Незнайко.

Відповідь. Якщо зменшити вміст кис­ню в повітрі:      . . ‘

• до 17 % — згасне масляна лампа шахтаря;
• до 14 % — згасне свічка;
• до 13, 5 % — згасне сірка, що го­рить;
• до 12 % — згасне полум’я ацети­лену, дихання стане більш глибо­ким;

до 11 % — згасне полум’я спир­тівки;

до 10 % — людина почне трохи за­дихатися;

до 6 % — згасне водневе полум’я;

до5 % —людина почне задихати­ся, настане запаморочення, з ча­сом — смерть;

до 2 % — втрата свідомості через 1 хвилину і смерть.

–           «Цікаво, як зберігають кисень у аптеках?» — подумав Незнайко. Чи можна змазувати різьбу ємності, де зберігається кисень, жиром або органічними масти­лами?

Відповідь. В аптеках кисень зберіга­ють у балонах об’ємом 27-50 л, які містять 4—7,5 м³ газу під тиском 10-15 МПа. Балони забарвлені в синій колір. Різьбу балону посипають таль­ком (ні в якому разі не можна змазу­вати жиром чи органічними масти­лами, щоб не було спалаху від стру­меня кисню).

–         «Більшість речовин горить,а чому вода не горить?»,— поду­мав Незнайко.

Відповідь: Процеси горіння — проце­си окиснення, а вода — це вже окиснений Гідроген, який більше окиснюватися не може.

–         Як заздалегідь взнати, який газ буде горіти, а який — ні? Якийз двох газів — чадний чи вугле­кислий — буде горіти?

Відповідь. Буде горіти, блакитним полум’ям чадний газ (бо Карбон у молекулі цього газу має ступінь окиснення +2 може далі окиснитися до +4).

2СО + О₂ = 2СО₂

А вуглекислий газ горіти не може, бо Карбон у молекулі цього газу зна­ходиться в максимальному ступені окиснення +4 і більше окиснюватися не може.

Для учнів 7 класу можна пояснити так: буде горіти чадний газ, бо він може ще приєднати кисень і утвори­ти найвищий оксид.

–         Незнайко в підручнику з хімії прочитав, що реакції взаємодії речовин з киснем називаються реакціями окиснення, а продук­ти реакції — оксидами. Реакції окиснення, що супроводжують­ся виділенням тепла і світла, називаються реакціями горін­ня. А чи можуть під час горіння . утворюватися не оксиди, а інші сполуки?

Відповідь. Під час горіння лужних (крім літію) і лужноземельних ме­талів утворюються пероксиди чи супероксиди цих металів.

2Na + О₂ = Nа₂О₂

натрій пероксид

К + О₂= КО₂

Калій  су пероксид

–         Чому водень горить безкольоро­вим блідим полум’ям, а магній, фосфор — яскравим полум’ям?

Відповідь. Д. І. Менделєєв у своєму відомому підручнику «Основи хімії» так відповідає на це питання:

«Полум’я має різну яскравість за­лежно від того, чи є в ньому розжа­рені тверді частинки, чи ні. Якщо в полум’ї немає твердих частинок, то полум’я прозоре, бліде, дає мало світла. Таке полум’я водню, що го­рить. Полум’я магнію й фосфо­ру яскраве тому, що під, час горін­ня утворюються тверді оксиди. Час­тинки цих оксидів розжарюються і світяться».

Цікаво, а яким полум’ям буде горі­ти в чистому кисні залізо? А ви як гадаєте?

Конкурс капітанів

–         Незнайко знав, що Оксиген — найпоширеніший елемент на нашій планеті й у земній корі утворює 1400 мінералів. Запро­понуйте якнайбільше способів
одержання кисню з оксигеновмісних сполук.

Відповідь:

1. Із оксидів і пероксидів металів:

2НgО=2Нg + O₂

4СиО=2Си₂О + О₂

2Аg₂О=4Аg + О₂  :

З МnО₂ = Мn₃О₄+О₂

2ВаО₂=2ВаО + О₂

2. Із солей оксигеновмісних кислот:

2КСlO₃ = 2КС1 + ЗО₂

2NaNО₃=2NaNО₂+О₂    .

3. Електролізом води, розплавом лу­гів і розчинів солей оксигеновміс­них кислот:

2Н₂О = 2Н₂+О₂

4  Із гідроген пероксиду:

2Н₂О₂ =2Н₂О + О₂

2КМnО₄ + 5Н₂О₂.+ ЗН₂SО₄ = К₂SО₄ + 2МпSО₄ + H₂О + 5О₂

5. Із пероксидів, супероксидів, озонідів:

Питання Незнайки (до членів команд)

–         Незнайко був присутнім у ла­бораторії та бачив, як два учні одержували кисень, розклада­ючи бертолетову сіль. Цікаво,чому в одного кисень утворився, а у другого — ні?           _:.,

Відповідь. Кисень утворюється, якщо сіль розкладається в присутності ка­талізатора МnО₂:

2КClO₃ = 2КС1 + ЗО₂  Без каталізатора — за t= 400 °С  4КСlO₃ = КС1+ЗКСlO₄

–         Незнайко в підручнику з біоло­гії прочитав, що процеси окис­нення в нашому організмі відбу­ваються завдяки кисню. Кисень переноситься до всіх органів біл­
ком гемоглобіном, що містить­ся у крові. Склад повітря, яке мивдихаємо:

ф(О₂) = 21 %;

ф(СО₂) = 0,03%;

ф (N₂) = 78,97%.

Склад повітря, яке ми видихаємо:

ф(О₂)  = 16%;’  ф (СО₂) = 5,03%; ф (N₂) = 78,97%.

«Цікаво, чому артеріальна кров має яскраво-червоний колір, а венозна кров — вишнево-червоний колір?» — подумав Незнайко.

Відповідь. На ранніх етапах еволюції в людському організмі з’явився ди­хальний пігмент — гемоглобін. Ге­моглобін вступає з киснем в оборот­ну реакцію, перетворюючись на за­барвлений у яскраво-червоний колір оксигемоглобін. Ось чому артеріаль­на кров, яка насичена киснем, має яскраво-червоний колір, а «відпра­цьована» венозна кров — вишнево-червоний.

–         Незнайко прочитав у науковій книжці, що венозна кров у меш­канців Яви має більш пурпур­не забарвлення, ніж у мешкан­ців Європи. Його зацікавив цей факт, але пояснити його не зміг.
А ви зможете?

Відповідь. У 1842 р. німецький лі­кар Майєр, працюючи на Яві, пер­ший звернув увагу на колір венозної крові мешканців. Майєр своє спо­стереження пояснює так: у жаркому кліматі організму треба виробляти менше тепла для підтримання його нормальної температури, тому про­цеси окиснення в організмі в тропі­ках менш інтенсивні, ніж на півно­чі, невитраченого кисню у крові за­лишається більше.

Саме кисень, з’єднаний з гемоглобі­ном, надає крові червоного кольору.

–         «Чому під час підйому на вер­шини гір чи висотних польотів організм людини зазнає кисне­вого голодування, хоча об’ємна частка кисню в повітрі не зміню­ється?» — замислився Незнайко.
А як гадаєте ви?

Відповідь. Це відбувається через зни­ження парціального тиску. Парці­альний тиск стає недостатнім через розрідженість атмосфери на великих висотах. Організм людини застига­ється зненацька й болісно реагує на зниження парціального тиску кис­ню. Організм мешканців високогір­них районів пристосувався так: серце з більшою силою жене кров у легені, а грудна клітка — повітря, кровотвор­ні органи постачають кров гемоглобіном більш інтенсивно, ніж це спосте­рігається у мешканців долин.

–         У романі «Таємничий острів» Незнайко прочитав, що Сайрес Сміт узяв два випуклі скла від кишенькового годинника, налив води, склав їх і заліпив краї гли­ною. Скориставшись цим склом, він направив сонячний промінь на сухий мох, і мох почав горіти.
Цікаво, чому?

Відповідь. Речовина може горіти (окиснюватися), якщо виконують­ся умови:

а)  наявність окисника;

б) нагрівання її вище температури займання.

У повітрі є окисник, сухий мох був на­грітий сфокусованим сонячним про­менем вище температури займання.

–         Ч и може загорітися ліс у суху літ­ню погоду від випадково залише­ної скляної пляшки?

Відповідь. Це можливо, особливо якщо пляшка наполовину чи повніс­тю заповнена водою.

–         Незнайко в паперовому кульку нагрів на вогні воду до кипіння.
Чому вода закипає, а кульок не згоряє?

Відповідь. Висока температура полум’я поглинається водою, і папір не горить (температура кипіння води менше температури займання паперу).

–          Якщо хустинку, в яку загорну­то 10-20 мідних монет, внести в полум’я, то вона не загорить­ся. Чи можливо це?

Відповідь. Можливо, бо металічні мо­нети швидко нагріваються і відводять частину тепла від хустинки. Хустин­ка не загоряється, бо не нагріваєть­ся до температури займання.

–         Суху скіпку запалити дуже легко, а мокра не горить. Чому мокра скіпка не горить?

Відповідь. Мокра скіпка не горить, бо вона не нагрівається до температури займання (частина тепла витрачаєть­ся на випаровування води). Як тіль­ки вся вода випариться, скіпка лег­ко загориться.

–         Чому, щоб загасити вугілля, яке горить, його заливають великою кількістю води? Чому воно ще більше буде розгорятися, якщо його тільки побризкати водою?

Відповідь. За високої температури (1200 °С) вугілля починає реагува­ти з водою.,

Продукти реакції СО і Н₂ є горючи­ми газами, які починають горіти. Ве­лика кількість води знижує темпера­туру (бо на випаровування великого об’єму води треба багато тепла), вугіл­ля охолоджується нижче температу­ри займання і перестає горіти. Шап­ка водяних парів робить неможливим доступ кисню до вугілля.

Чорний ящик.  Незвичайне відкриття

Якось (на початку XX ст.) викладач фізики однієї з Бакинських гімна­зій А. Г. Лоран сидів у своєму кабіне­ті й потерпав від спеки. Він відкрив пляшку пива, проте передумав його пити, вирішивши зробити це пізніше. Розмірковуючи над дослідами, Лоран (він працював з нафтою) запалив сірника, запалив цигарку і необачливо кинув сірника у… відро з нафтою. Там гупнуло щось, і в повітря сколихну­лося кіптяве полум’я. Учитель розгу­бився, адже він знав, що це за речови­на, палаюча нафта. Він скочив, квап­ливо роздивився, в усі боки: нічого придатного під рукою не було. Рап­том без жодних роздумів він схопив зі столу відкриту пляшку і, струшуючи (щоб швидше!!!), почав лити пиво на палаючу нафту. Трапилося неможли­ве: полум’я згасло. Чому вогонь згас? Яка роль пива в цій історії?

Відповідь. Пивна піна, що містить вуг­лекислий газ, виконала роль своєрідної ковдри: вона накрила нафту, не дозволила потрапити у відро по­вітрю — і вогонь згас. Пізніше Ло­ран винайшов вогнегасник, в якому він використовував спеціальні речо­вини (які?), що давали багато .піни. Зараз, створено спеціальні протипо­жежні фарби з використанням «прин­ципу пива». Під час нагрівання фар­ба набухає, перетворюючись на шар негорючої піни. Крізь цю перепону полум’я прорватися не може.

Експериментатори, уперед!

Незнайко викликає по одному учню від кожної команди.

–         Незнайко знав, що предмети, які горять, можна гасити водою або піском. Знайка порадив як більш ефективний засіб використову­вати питну соду. Чи ви погоджу­єтесь із ним? Чи можна питною содою загасити сухе пальне, що горить?

Відповідь. Один учень від кожної ко­манди сухе пальне, що горить заси­пає питною содою й пояснює свої спостереження.

2NaНCO₃ = Na₂ CO₃  + СО₂ +Н₂О

СО₂, що виділяється,.! Н₂О га­сять вогонь. Цю реакцію покладено в основу роботи сухого вогнегасника.

У склянку з питною содою налийте трохи окропу та піднесіть запалений сірник: Що спостерігаєте?

 

–          Незнайко підпалив магнієву стрічку, вона горіла яскравим полум’ям. Щоб загасити полум’я вогню, він вніс її в склянку з вуг лекислим газом. Чи перестав го­ріти магній?

Відповідь. Магній продовжує горіти в атмосфері вуглекислого газу. Якщо змішати порошкоподібний магній із «сухим льодом», а потім торкну­тися цієї суміші палаючою магніє­вою стрічкою, то суміш сильно спа­лахне. Отже, загасити магній, який загорівся, струменем вуглекислого газу з вогнегасника неможливо. Не­безпечно гасити палаючий магній струменем з кислотного вогнегасни­ка, оскільки при цьому утворюється гримучий газ.

–         Як загасити палаючий магній?
Які ще метали не можна гасити вуглекислим газом?

Відповідь. Палаючий магній треба за­сипати великою кількістю піску або накрити азбестовою ковдрою. «Сухий лід», контактуючи з натрієм, вибу­хає, тому вуглекислотно-снігові вогнегасники в жодному разі не можна використовувати для гасіння пала­ючого натрію, калію,  цезію,  лантану.

Хімічні мініатюри (розігруються за ролями)

Кисень і золото

Кисень для життя необхідний, але без золота теж прожити не просто. А на ділі буває як? Коли дихається легко й з киснем на­чебто все в порядку, відчувається, що не вистачає золота. А як привалить золото, стане важче дихати, а це озна­чає, що не вистачає кисню. Як ви мо­жете пояснити з погляду хіміка цю життєву Ситуацію?

Відповідь. За хімічними законами, найдавнішими законами Землі, зо­лото й кисень не реагують.

З якими ще речовинами не реагує кисень?

Відповідь. Кисень — сильний окис­ник, взаємодіє з 86 елементами, не з’єднується із золотом, платиною, інертними газами (гелієм, неоном, аргоном), галогенами. Для розвитку активної реакції кисню з більшістю простих і складних речовин потріб­но нагрівання.

Яка речовина, що входить до скла­ду живих організмів, здатна реагу­вати з киснем уже за кімнатної тем­ператури?

Відповідь. Гемоглобін крові.

Окиснєння

Розмову ведуть два поліна.

—Окиснюємося, братуха?

—Окиснюємося.

—Ну, І як воно? Нічого?

—Нічого.

—Щось ти дуже поспішаєш, це, братуха, не по-моєму.  Окиснюватися треба повільно, з толком, з розу­мінням…

—А чого тягти? Раз — і готовий!

—Готово! Це дивлячись як готово…
Ти окиснюйся посовісті, не як зама­неться. У мене в цій справі досвід є, я вже три роки отут окиснююся… .

Окиснюються два поліна. Одне повіль­но окислюється, інше — швидко. Про які два види окиснєння йде мова?

Відповідь, Швидке окиснєння — горін­ня, повільне окиснения — гниття.

В яких з наведених процесів повіль­не окиснєння позитивно впливає на природні процеси:

а) ржавіння заліза;

б) гниття, тління;
в) бродіння;

г) самозаймання торфу

Читаючи класиків

1. У романі Жуля Берна «Досліди доктора Окса» читаємо: «Слід ки­нути в землю насіння, як з нього піднімається зелена стеблинка, що росте не по днях, а щогоди­ни капустини перетворювалися на кущі, а гриби ставали завбільш­ки з парасольку. Але на жаль! Усі ці рослини… блякнули й умирали, обпалені, виснажені, неспромож­ні… Цей газ, зовсім безбарвний, позбавлений запаху, вдихуваний у великій кількості, спричиняє ряд серйозних порушень в орга­нізмі. Людина, що живе в атмо­сфері, перенасиченій киснем, приходить у вкрай збуджений стан і швидко згоряє. Але, повер­нувшись у звичайну атмосферу, вона знову приходить у норму».

Оцініть правдоподібність описаної ситуації.

Відповідь. Відповідно до сучасних по­глядів, людський організм присто­сувався в ході еволюції дихати пові­трям, а не чистим киснем. Уразі ди­хання чистим киснем прискорюються окисні процеси обміну речовин. Тем­пература тіла підвищується, організм швидко зношується й старіє — «зго­ряє», а повернувшись у звичайну ат­мосферу, не може прийти в норму. Так . що Ж. Берн у чомусь був правий.

2. У повісті Костянтина Паустов-ського «Повість про ліси» чита­ємо: «Не.можу зрозуміти,— ска­зав Леонтьев,— чому, зустрічний . вогонь загасив пожежу. Роздули таке вогнище, що здавалося, що горів увесь світ.

— Увесь смисл зустрічного вог­ню втому, щоб надати пожежі ве­лику їжу, дійсно роздути її до не­звичайних розмірів. Тоді в навколишньому повітрі одразу згоряє весь кисень, просіка заповнюєть­ся вуглекислотою і димом, погонь гасне».

Якої помилки, на вашу думку, припустився автор?

Відповідь. Кисень не горить, а підтри­мує горіння.

Розшифровуємо алхімічний рецепт

Щоб приготувати еліксир мудреців, який називали філософським каме­нем, візьми, сину мій, Меркурій фі­лософів і обпалюй його, поки він не перетвориться на зеленого лева. Піс­ля цього обпалюй сильніше, і він пе­ретвориться на червоного лева.

Відповідь. Під Меркурієм філософів алхіміки розуміли свинець, зелений лев — плюмбум (ІІ) оксид, червоний лев — свинцевий сурик РЬ₃О₄.

2Рb + О₂ = 2РbО

6РbО + О₂ = 2Рb₃О₄

Розшифровуємо стародавній манускрипт

На початку минулого століття «жит­тєвий газ» одержували з мінералу піролюзиту (манган (IV) оксиду) про­жарюванням його в кам’яній ретор­ті, при цьому піролюзит віддавав 1/3 «життєвого газу».

Виразіть з допомогою рівняння ре­акції цей спосіб одержання «життє­вого газу».

       Відповідь. «Життєвий газ» — кисень.

ЗМпО₂ =  Мп₃О₄ + О₂

Незвичайні способи гасіння вогню

–         Хімія — незвичайна наука, вона навчила пожежників гасити во­гонь сіркою. Пожежники радять: якщо у трубі загорілася сажа, тре­ба почати палити в пічці сірку.

Як можна пояснити принцип дії такого «вогнегасника»?

Відповідь, Сірка під. час горіння утво­рює важкий газ — сульфур (IV) оксид, який не підтримує горіння. Важкий газ заповнює димарі й припиняє до­ступ повітря, і вогонь, таким чином, сам собою згасне.

–          Велику пожежу в лісі можна загасити зустрічним вогнем.

«Цікаво, як зустрічний вогонь може загасити пожежу»,— роз­мірковував Незнайко.

Відповідь. У романі К. Паустовського «Повість про ліс» головний герой так це пояснює: «Весь сенс зустрічно­го вогню в тому, щоб надати пожежі великої сили, роздути її до величез­них розмірів. Тоді в повітрі витратить­ся одразу майже весь кисень, просіка, заповниться вуглекислим газом і ди­мом, і вогонь, звісно, гасне…»

Конкурс капітанів. Пожежа й відкриття нової фарби

–          Пожежа 3000 років тому допо­могла знайти спосіб одержання нової червоної фарби. Відомий грецький художник Нікій чекав прибуття білої фарби з острова Родос. Корабель з фарбою при­був до афінського порту Пірей, але несподівано почалася по­жежа. Нікій в обгорілих.діжках під шаром вугілля і золи поба­чив яскраво-червону фарбу, яка утворилася з білої фарби.

2[РЬ(ОН)₂ 2РЬСО₃] + О₂ = 2РЬ₃О₄ +4СО₂ + 2Н₂О

червона фарба (сурик)

Домашнє завдання, підготовлене командами

1. Вплив повітря, що містить підвищену кількість вуглекислого газу, на здоров’я людини. Регенерація повітря на космічних кораблях

У стані спокою людина видихає за годину близько 12 л СО₂, а під час інтенсивної праці — у 10 разів біль­ше. Підвищений вміст СО₂ у повітрі шкідливо діє на дихальну, серцево-судинну та нервову системи. Особли­во чутливий до найменшого збіль­шення концентрації СО₂ головний мозок. Уразі концентрації СО₂, рі­вень якої в повітрі досягає 6 %, лю­дина втрачає здатність мислити і сві­домо керувати своїми рухами. У разі збільшення рівня концентрації люди починають страждати на задишку, го­лова ніби наливається свинцем, кож­ний рух викликає труднощі. Виникає апатія, а з часом настає смерть. На космічному кораблі, який пілотував Ю. Гагарін, уміст СО₂ не перевищу­вав 1 %, а потім допустима концен­трація у кабінах кораблів була змен­шена вдвічі.

На американських кораблях корис­туються патронами з літій гідрокси­дом.

2LiOН + СО₂  = Li₂СО₃ + Н₂О

Перспективніше використовувати пероксиди й надпероксиди лужних ме­талів, які, поглинаючи СО₂ та Н₂О, що міститься на космічних кораблях, виділяють О₂:

2NaО₂ + СО₂ = Na₂СО₃ + 1,5О₂

4NaО₂+СО₂ + Н₂О = NаОН + Na₂СО₃-+ЗО₂

У тривалих польотах використовують­ся цеоліти. Вони характеризуються

чудовими адсорбційними властивос­тями й легко регенеруються. СО₂ можна виділити з цеоліту в умовах космічного вакууму.

2. Киснетерапія — новий спосіб лікування

У медицині з’явився новий спосіб лікування — киснетерапія (лікуван­ня киснем). Гіпербарична оксигенація заснована на різкому насиченні організму киснем. Якщо за звичай­ного тиску (0, 1 МПа) в 100 мл крові міститься 2,3 мл кисню, то за тиску 0,5 МПа — близько 7 мл. У барока­мері можна з успіхом робити опера­ції на головному мозку, серці, ліку­вати захворювання, пов’язані з кис­невою нестачею: інфаркт міокарда, інсульт.

У 2001 році у Лас-Вегасі відкрився перший кисневий бар,.у якому можна подихати очищеним киснем. Спеці­альний «генератор кисню» пропускає повітря, концентруючи чистий ки­сень, і подає його відвідувачеві. Лі­карі рекомендують 10—15 хв дихаль­ної киснетерапії на день (протипо­казань немає). Заряд бадьорості та ясності мислення гарантований. Зло­вживання киснетерапією може при­звести до отруєння з такими симпто­мами: сильна втома, важкість у всьо­му тілі, слабкість і сонливість. У барах можна й скуштувати кисень, випив­ши кисневий коктейль, що являє со­бою пишну щільну пінку на основі яєчного білка (або інших піноутворюючих субстанцій). Він допомагає нормалізувати мікрофлору кишеч­нику, поліпшує виведення токсинів і обмін речовин, поліпшує сон, нор­малізує діяльність нервової системи, допомагає позбавитися хронічної вто­ми, знижує відчуття голоду (за раху­нок пінки, що заповнює шлунок), активізує спалювання жиру. Особли­во привабливий кисневий коктейль для людей, які мають захворювання шлунково-кишкового тракту і хо­чуть схуднути. (На думку лікарів, че­рез травну систему в кров і тканини надходить у 10 разів більше кисню, ніж під час дихання.) Прихильни­ки лікувального голодування можуть спробувати так зване кисневе голоду­вання (замість їжі вживати п’ять по­рцій кисневого коктейлю на день). Деякі дієтологи вважають, що двох днів такої дієти цілком достатньо для повного очищення кишечнику й відновлення мікрофлори. Кисне­вий коктейль, насичений екстракта­ми солодцю й шипшини, активно стимулює імунну систему. Особли­ву увагу на кисневий коктейль тре­ба звернути спортсменам, бо під час тренувань великі об’єми кисню йдуть на забезпечення посиленого скоро­чення м’язів і вони відчувають кисне­ве голодування (гіпоксію). Уживан­ня коктейлів підвищить ефективність. тренувань і втома після занять спор­том пройде швидше. Кисневі коктей­лі не мають протипоказань і їх мож­на вживати всім бажаючим.

Останнім, часом з’явилася кисне­ва косметика, завдяки якій киснем насичуються глибокі шари шкіри. (З віком уміст кисню в клітинах дуже. знижується, уповільнюються обмінні процеси на клітинному рівні, змен­шується життєва активність клітин, вони слабшають і старіють.) Актив­ні молекули кисню не тільки збага­чують клітини шкіри, а й допомага­ють кращому засвоєнню активних речовин, що входять до складу кос­метики. Киснева косметика сприяє підвищенню енергійності клітин, активізує їх розподіл і регенерацію шкірного покриву. У разі регулярно­го застосування цієї косметики біль­ше виробляється колагену й еласти­ну, які відповідають за молодість шкі­ри, прискорюють загоювання ран, допомагає боротися із запальними процесами й алергійними шкірними реакціями (за рахунок прискорення обмінних процесів). Киснева косметика коштує не дорожче, ніж косме­тика відомих марок.

3. Озон — корисний і шкідливий

Озон (О₃) у перекладі означає «той, що пахне». У невеликих кількостях утворюєть- ся у повітрі з кисню під час сильних грозових дощів. (Тран­сляція фрагмента наукового фільму про утворення озону та його власти­вості.) За малих концентрацій (менше 0,03 г/мл) має приємний запах після­ грозового повітря й діє стимулююче на організм, підвищує його стійкість проти холоду, гіпоксії, дії токсичних речовин, поліпшує роботу легенів, нормалізує артеріальний тиск, під­вищує рівень гемоглобіну й еритро­цитів у крові, імунобіологічну стій­кість організму. Однак, якщо концен­трація його в повітрі збільшується, приємний запах перетворюється нанеприємний, що нагадує запах хлору, а в разі ще більших концентрацій — на солодкувато-нудотний запах окси­дів Нітрогену (це є свідченням того, що концентрація досягла смертель­ної). Озон за високих концентрацій спричиняє спазм легенів, подразню­вально діє на верхні дихальні шля­хи, збільшує ймовірність утворення злоякісної пухлини легенів. Для за­хисту органів дихання використову­ються протигази з натронним вапном або ізолюючий протигаз і захисний костюм. Тимчасово може допомог­ти ватно-марлева пов’язка, змочена розчином соди та калій іодиду. У разі отруєння допомагають інгаляції кис­нем, тепло, ін’єкції глюкози й каль­цій хлориду, серцеві препарати.

Озон використовують для дезінфек­ції води, для відбілювання олій, бо­рошна, паперу для ксероксу.

Озоновий шар захищає нашу плане­ту від сильного ультрафіолетового ви­промінювання Сонця.

Трохи математики

(Викликається по одному учню — кра­щому знавцю з кожної команди.)

Факти

1. 1.  За добу людина вдихає приблизно 25 кг повітря.
2. На кожні 100 км шляху автомо­біль витрачає 1825 кг кисню.

Скільки діб може дихати людина по­вітрям, якщо один з автомобілів про­їде на 100 км менше?

Відповідь. За добу людина вдихає 5,25 кг кисню (бо в повітрі 21 % О,), а 1825 кг цього газу буде вдиха­ти 347,6 діб |і^. = 347,б].

Одночасно члени команд викону­ють завдання.

1) Підібрати коефіцієнтне схемах реакцій:

а) КС1О₃ = КС1 + О₂

б) Н₂О = Н₂ + О₂

в) НgО = Нg + О₂

г)  К₂О₂ + СО₂ = К₂СО₃+О₂

д) NаNО₃ = NaNO₂+ О₂

є) КМпО₄ = К₂МпO₄ + МпО₂ +О₂

ж) Аg₂O = Аg + O₂

з) Н₂О₂ = Н₂О + О₂

и) КО₂+СО₂ = К₂СО₃ + О₂

Які з цих реакцій належать до реак­цій розкладу? (а, б, в, д, є, ж, з)

2) Кисень можна одержати нагрі­ваючи воду до t = 1000-2000 °С
або пропускаючи через воду елек­тричний струм. Як експеримен­тально впевнитися в тому, що під час кипіння води в чайнику з но­сика виділяється водяна пара, а не кисень? (Піднести до носика чайника,, з якого виділяється газ, холодний предмет, наприклад хі­мічний стакан. На ньому сконден­суються крапельки води. Кисень зріджується й перетворюється на блакитну рідину за дуже низької температури —182, 9 °С)

3) У який спосіб можна зібрати ки­сень? (б, в)

 

4) В організмі людини є Оксиген (65 %). Чому не спалахує тлію­ча скіпка, якщо її підносити до людини?( Тліюча скіпка спала­хує в кисні, а в організмі .Оксиген
є у зв’язаній формі)

5) На поверхні однієї з планет Со­нячної системи трапляється трьохатомна сполука. Вона містить найлегший і найпо­ширеніший елемент на цій планеті.

Про яку планету та яку сполуку йде мова?

Відповідь: планета — … (Земля);  спо­лука —… (Н₂О).

 

Завдання чомучки

1.Чому під час підпалювання сухе пальне загоряється не одразу, а через деякий час? (Його треба нагріти до температури займання, а на це потрібен певний час)

2.      Менше чи більше часу й чому піде на підпалювання:

а) нагрітого сухого пального? (Менше часу, бо він уже гарячий)

б)         мокрого сухого пального? (Знач­но більше часу, бо спочатку енергія буде витрачатися на випаровуван­ня води, і коли вся вода випариться, тільки тоді буде нагріватися сухе пальне, і коли нагріється до тем­ператури займання, воно почне го­ріти).

3.      У воді масова частка Оксигену 89,9 %. Чому людина не дихає во­дою, а дихає повітрям? (Людина дихає киснем, якого в повітрі ма­сова частка 23 %, а не зв’язаним Оксигеном у молекулі води, хоча масова частка його там більше)

4. Чому риба, викинута на берег, швидко гине, навіть якщо її весь час обливати водою? (Риба гине від високої концентрації кисню в пові­трі, вона може дихати тільки кис­нем, розчиненим у воді)

5. Чому в акваріум не можна наливати кип’ячену воду? (Під часкип’ятіння води зменшується роз­чинність газів, що містяться в ній, у тому числі кисню. Вміст кисню в ній різко зменшується, риба в та­кій воді гине)

6. Чому величезні терикони в Донба­сі димлять, як справжні вулкани?
(Причина цього тепла — повшьне окиснення піриту й органічних карбоновмісних порід киснем. Терико­ни «видихають» в атмосферу гази: чадний, вуглекислий, сірчистий, сірководень, хлороводень та інші. Радянські вчені запропонували про­екти використання териконів як , джерел тепла, сірки й термальних лікувальних вод)  

Пояснюємо експеримент

(Досліди показує вчитель або спеці­ально підготовлені учні)

 

 

 

Вода рухається угору

Свічку поставити в чашку Петрі з во­дою, підпалити її. Коли вона розго­риться, накрити її хімічним стаканом. Свічка потухне, і вода почне рухатися вгору. Чому вода рухається вгору й за­повнює п’яту частину стакану?

Відповідь. Кисень (якого в повітрі п’ята частина) під стаканом витра­титься на горіння свічки, й утворе­ну порожнину заповнює вода.

Неспалима хустинка

Змочіть хустинку або невеликий шма­ток тканини водою, добре викрутіть з нього воду, а потім змочіть в аце­тоні. Візьміть хустинку пінцетом або пробіркотримачем і підпаліть її. До­слід здійснюйте над металевою тацею. Чому хустинка не горить?

Відповідь. Хустинка не горить, а го­рить ацетон, бо спочатку горить ре­човина, температура займання якої нижча (ацетон). Щоб загасити во­гонь, опустіть хустинку в банку з во­дою.

Вогонь «малює» картину

За допомогою концентрованого розчину калій нітрату намалюйте картинку на фільтрувальному папері. Коли па­пір висохне, доторкніться розжаре­ним дротом до малюнка. Мерехтли­вий вогник намалює вам картинку. Поясніть побачене.

Відповідь

У місці розкладання калій нітрату, виділя­ється кисень, який підтримує горін­ня, і папір починає обвуглюватися. За рахунок теплоти згоряння паперу від­бувається розкладання нових порцій нітрату, і вогонь поступово переміщу­ється, малюючи картинку.

Невдалий експеримент

Один алхімік вирішив з допомогою збільшувального скла «сплавити» дрібні алмази на один великий. Як ви вважаєте, що з цього вийшло?

Відповідь.Алмаз.