Воздух — смесь газов. Состав воздуха. Кислород — элемент и простое вещество. Озон

Научиться понимать, что воздух — это смесь, а не соединение, и различать кислород как элемент и как простое вещество, а также знать роль озона.

Воздух — это среда, в которой мы живём. Знание его состава нужно для понимания процессов горения, дыхания, фотосинтеза, а также для осознания экологических проблем (загрязнение воздуха, разрушение озонового слоя).

• Воздух — это однородная смесь газов, а не химическое соединение, поэтому его компоненты сохраняют свои свойства.
• Состав воздуха постоянен: примерно 78% азота, 21% кислорода, около 1% приходится на другие газы (аргон, углекислый газ, водяной пар и др.).
• Кислород как химический элемент входит в состав многих веществ (вода, песок, оксиды), а как простое вещество — это газ O₂, необходимый для дыхания и горения.
• Озон (O₃) — это аллотропная модификация кислорода, он образуется в стратосфере и поглощает жёсткое ультрафиолетовое излучение.
• Аллотропия — способность одного химического элемента образовывать несколько простых веществ, например, кислород O₂ и озон O₃.
• Объёмная доля газа в смеси показывает, какую часть общего объёма занимает данный газ.
• В воздухе всегда есть переменные компоненты: водяной пар, пыль, микроорганизмы, которые могут меняться в зависимости от места и погоды.

Воздух

Природная смесь газов, образующая атмосферу Земли. Основные компоненты — азот и кислород, а также аргон, углекислый газ и другие газы.

Кислород (элемент)

Химический элемент с символом O, который входит в состав многих веществ, например, воды (H₂O), песка (SiO₂), углекислого газа (CO₂).

Кислород (простое вещество)

Газ без цвета, вкуса и запаха, состоящий из молекул O₂. Поддерживает дыхание и горение, малорастворим в воде.

Озон

Простое вещество, состоящее из молекул O₃. Голубоватый газ с резким запахом, сильный окислитель, образует озоновый слой в стратосфере.

Аллотропия

Явление, при котором один химический элемент может существовать в виде нескольких простых веществ, разных по строению и свойствам (например, кислород и озон).

Объёмная доля газа

Отношение объёма данного газа к общему объёму смеси, выраженное в процентах или долях.

• Состав воздуха (по объёму): азот — 78%, кислород — 21%, аргон — 0,93%, углекислый газ — 0,03%, остальное — другие газы и примеси.
• Кислород O₂ — простое вещество, поддерживает горение: без кислорода горение невозможно.
• Озон O₃ — аллотропная модификация кислорода, его молекула состоит из трёх атомов кислорода, а у кислорода — из двух.
• Озоновый слой в стратосфере поглощает большую часть ультрафиолетового излучения Солнца, защищая всё живое на Земле.
• Кислород — самый распространённый элемент на Земле: его массовая доля в земной коре около 49%, а в воде — около 89%.
• Воздух — это смесь, поэтому его компоненты можно разделить физическими методами (например, сжижением и перегонкой).

1. Пример 1случай

   Когда мы дышим, наш организм использует кислород из воздуха, а выдыхаем мы углекислый газ

   Пояснение

   • это пример участия компонентов воздуха в обмене веществ
2. Пример 2случай

   Горение свечи

   Пояснение

   • свеча горит только при доступе кислорода
   • Если накрыть свечу стаканом, она погаснет, потому что кислород в стакане закончится
3. Пример 3случай

   Озон образуется во время грозы

   Пояснение

   • после грозы воздух пахнет свежестью — это запах озона, который образуется при электрических разрядах
4. Пример 4случай

   Вода в аквариуме содержит растворённый кислород, которым дышат рыбы

   Пояснение

   • это показывает, что кислород малорастворим, но его хватает для жизни

• Если бы весь кислород из воздуха перешёл в озон, озоновый слой стал бы всего около 3 мм толщиной — и этого достаточно для защиты от ультрафиолета.
• Озон в нижних слоях атмосферы — вредный загрязнитель, а в стратосфере — защитник. Одно и то же вещество может быть и полезным, и опасным в зависимости от места.
• В воздухе всегда есть водяной пар: его количество может быть от 0,1% до 4% — именно поэтому воздух бывает сухим или влажным.

• Кислород поддерживает горение, поэтому вблизи источников огня нельзя распылять аэрозоли или работать с легковоспламеняющимися веществами без вентиляции.
• Озон в высоких концентрациях токсичен, но в природе он встречается в малых количествах; в быту не нужно специально получать озон.

• Кислород, его физические и химические свойства (урок 22)
• Химические элементы и простые вещества (урок 5)
• Смеси и способы их разделения (урок 4)