Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Химия в школе. Просто как 2 х 2

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 212 RSS
←   Май 2010   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Открыта: 02-09-2009

Автор
Алеся Бармина

Статистика

212 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Химия в школе. Просто как 2 х 2. Выпуск 17


15.3.2. А как получают кислород? 

(навык №25)

 

Школяр: А как получают кислород, ведь он же в воздухе смешан с азотом и другими газами?

 

Учебник: Кислород и азот становятся жидкими при разных температурах. Для кислорода температура кипения tкип = -183оС, а для азота tкип = -196оС, т.е. ниже этих температур они жидкие, а выше начинают кипеть и испаряться. При испарении жидкого воздуха сначала выкипает азот, а в оставшейся части воздуха накапливается кислород.

 

Жидкий кислород и азот хранят в специальных термосах – сосудах Дьюара

 

Рис.50

 

     Есть и другой способ – с помощью мембран (переводится – "перепонка"). Через мембраны – капиллярные трубки с диаметром меньше 1 микрометра из вещества (полистирол, тефлон, каучук), избирательно поглощающего один из газов, пропускают воздух. В капиллярах накапливается разделенный газ. Такой мембранный аппарат называется разделителем на полых волокнах. Число волокон в устройстве от 10 тысяч до 1 миллиона. Полученный газообразный кислород хранят в стальных баллонах под давлением 1 – 1,5 Мпа (100 – 150 атм).

 

Рис.51

 

     В лабораторных опытах много кислорода не требуется и его получают проще – разложением кислородсодержащих веществ. Например, разложением воды под действием электрического тока (электролиз)                                 2Н2О = 2Н2 + О2  .

 

Или при разложении перекиси водорода в присутствии катализатора (вещества, ускоряющего реакцию, это например, соли железа)                    2Н2О2 = 2Н2О + О2 + Q  (видео).

 

Очень небольшие количества можно получить, нагревая перманганат калия

 

                                 2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

 

Или другие вещества – HgO, Pb3O4 , KClO3, KNO3 .

 

Посмотри видеоурок "Получение кислорода" из папки "Кислород, оксиды"

 

Получившийся кислород собирают в пробирку по газоотводной трубочке вытеснением воздуха из пробирки, т.к. кислород тяжелее воздуха.

 

Рис.52а

 

Кислород можно собрать и вытеснением воды (пробирку для сбора кислорода с проведенной в неё газоотводной трубочкой окунают в воду открытым концом)

 

Рис.52б

 

 Здесь используется малая растворимость кислорода в воде (всего 3 объема кислорода в 100 объемах воды при 20оС).

 

 

Навык №25:

 

1). На каких свойствах кислорода и других газов основаны промышленные способы получения кислорода? Это физические или химические методы?

2). Какое общее название типа химической реакции лабораторных способов получения кислорода?

3).На каких свойствах кислорода основаны способы собирания его в пробирку?

4). Какой способ получения воды, кислорода и тепла вы можете предложить для жизнеобеспечения космонавтов на космическом корабле?

 

 

15.3.3. Химические свойства кислорода 

(навык №26)

 

Школяр: Горение и дыхание – это какие реакции? Одинаковые? А еще что происходит с участием кислорода?

 

Учебник: Многое:  гниение, ржавление железа, брожение – одним словом реакции окисления. К ним же относятся горение и дыхание.

     Только горение – это, как правило, не самопроизвольная реакция, для её начала требуется дополнительная энергия. А потом только выделяется энергия в виде света и тепла.

 

Школяр: "Как правило". А что за исключения из этого правила?

 

Учебник: На воздухе (даже не в кислороде!) щелочные металлы цезий и рубидий самовоспламеняются. Посмотри видеоуроки как горят простые вещества в кислороде:

 

Видеоуроки "Цезий", "Горение магния в О",  "Горение угля в О", "Горение железа в О", "Горение фосфора в О", "Горение серы в О",  из папки "Кислород, оксиды"

 

Напиши уравнения химических реакций для этих опытов.

 

Школяр: Получились такие уравнения

 

                     Cs + O2 = CsO2                2Mg + O2 = 2MgO                   C + O2 = CO2   

                                   надпероксид цезия

                     4P + 5O2 = 2P2O5             2S + 3O2 = 2SO3           3Fe + 2O2 = Fe3O4

 

Учебник: Две последние реакции при таких условиях не происходят. Потому, что эти оксиды неустойчивы. В действительности получаются такие оксиды:

 

                     S + O2 = SO2

                     3Fe + 2O2 = FeO + Fe2O3  (если ты встретишь запись Fe3O4 , знай, что это два оксида)

 

Горят не только простые, но и сложные вещества. Например, при сварке металлов используют тепло реакции горения ацетилена                            2С2Н2 + 5О2 = 4СО2 + Н2О

 

В быту мы пользуемся газовыми горелками. Это горит метан     СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О .

 

Навык №26:

 

1). Составьте уравнения реакций горения простых веществ: алюминия, водорода, цинка, кальция, кремния (IV), железа (II), железа (III), азота (II), фосфора (III).

2). Составьте уравнения реакций горения сложных веществ: С2Н4 → С(IV), РН3 → Р(V), SiH4 → Si(IV), NH3 → N(II), NO → N(IV).

При составлении реакций горения сложных веществ как правило …. (здесь не приводится)

 

3). Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно превратить: а). Н2О → О2 → CuO; б).; в). Н2О2 → О2 → SO2 ; г). HgO → O2 → P2O5 ; д). Н2О → О2 → CаO.

 

Как решать цепочки превращений? Разберем на примере Н2О2 → О2 → Fe3O4 (здесь не приводится).

 

4). Какое количество магния (в молях) может вступить в реакцию с 0,1 моль кислорода и какое количество оксида магния при этом образуется?

5). Какое количество вещества кислорода (молей) необходимо для полного сгорания 160г метана? Вычислите массу воды, образующейся при сгорании метана.

 

 

15.3.4. Аллотропия. Кислород и озон - аллотропные модификации 

элемента "кислород" (навык №27)

 

Школяр: Учебник, а почему после грозы пахнет не так как всегда? Что-то происходит с кислородом?

Учебник: Ты прав. Электрические разряды при грозе вызывают разложение молекул кислорода до атомов и происходит следующая химическая реакция:                     О2 + О = О3

Получается газ озон с тремя атомами кислорода О3 . Он и пахнет.

 

Рис.53

 

И свойства его отличаются. Так он при комнатной температуре окисляет серебро, а кислород с серебром вообще не взаимодействует. Говорят, что озон более сильный окислитель, чем кислород   Ag + O3 = AgO + O2

 

Озон используют для обеззараживания воды именно из-за сильных окислительных свойств.

 

Школяр: А есть еще какие-нибудь химические элементы, которые имеют разные молекулы простого вещества и как это явление называется?

 

Учебник: Есть и много. Скажем углерод может быть в виде простых веществ – алмаза (рис.54а) и графита (рис.54б), фосфор может быть белым, красным, черным, сера – ромбическая, моноклинная, пластическая и др. Количество атомов в таких молекулах и строение молекул   отличается, отличаются и свойства – физические и химические. Это явление называется аллотропией. А виды простого вещества одного химического элемента называются – аллотропные модификации.

Школяр: Могу я сказать: графит и алмаз – аллотропные модификации углерода и т.д.? А кислород и озон – аллотропные модификации элемента "кислород" ?

 

Учебник: Ты всё правильно понял. Реши задачи и ответь на вопросы по этой теме.

 

Навык №27:

 

1). Как вы понимаете выражение "озонный щит Земли". Чем грозит его разрушение человеку?

2). Озон тяжелее или легче воздуха? В каких слоях атмосферы он находится? Почему?

3). Через озонатор (прибор для получения озона) пропущено 15л кислорода, 10% кислорода перешло в озон. Какой объем занимает  озонированный кислород?

4). Объем озонированного кислорода после разложения всего озона увеличился на 2%. Какое содержание озона (в % по объему) в озонированном кислороде?

 

____________________________________________________________________________________________________

 

На моем сайте http://alese2009.narod.ru/xumua5/index.html вы можете приобрести данную

книгу «Химия в школе. Просто как 2х2»

с рисунками, видеоопытами, упражнениями

и узнать о технологии обучения по любым предметам.

 

Веду еще одну рассылку "Второе рождение или сознательная реинкарнация" -  как избавиться от страха смерти, восстановить жизненную силу и подготовиться в течение жизни ко второму рождению (реинкарнации, перевоплощению души) после смерти тела. Как помочь душе умирающего и окружающим в период смерти близкого человека. Адрес рассылки http://subscribe.ru/catalog/rest.mystery.poy3

 
В избранное