Воздух – это естественная смесь различных газов. Больше всего в нем содержатся такие элементы, как азот (около 77%) и кислород, менее 2% составляют аргон, углекислый газ и прочие инертные газы.

Кислород, или О2 – второй элемент периодической таблицы и важнейший компонент, без которого вряд ли бы существовала жизнь на планете. Он участвует в разнообразных процессах , от которых зависит жизнедеятельность всего живого.

Вконтакте

Состав воздуха

О2 выполняет функцию окислительных процессов в человеческом теле , которые позволяют выделить энергию для нормальной жизнедеятельности. В состоянии покоя человеческий организм требует около 350 миллилитров кислорода , при тяжелых физических нагрузках это значение возрастает в три-четыре раза.

Сколько процентов кислорода в воздухе, которым мы дышим? Норма равна 20,95% . Выдыхаемый воздух содержит меньшее количество О2 – 15,5-16% . Состав выдыхаемого воздуха также включает углекислый газ, азот и другие вещества. Последующее понижение процентного содержания кислорода приводит к нарушению работы, а критическое значение 7-8% вызывает летальный исход .

Из таблица можно понять, например, что в выдыхаемом воздухе содержится очень много азота и дополнительных элементов, а вот О2 всего 16,3% . Содержание кислорода во вдыхаемом воздухе примерно составляет 20,95%.

Важно понять, что представляет собой такой элемент, как кислород. О2– наиболее распространенный на земле химический элемент , который не имеет цвета, запаха и вкуса. Он выполняет важнейшую функцию окисления в .

Без восьмого элемента периодической таблицы нельзя добыть огонь . Сухой кислород позволяет улучшить электрические и защитные свойства пленок, уменьшать их объемный заряд.

Содержится этот элемент в следующих соединениях:

1. Силикаты – в них присутствует примерно 48% О2.
2. (морская и пресная) – 89%.
3. Воздух – 21%.
4. Другие соединения в земной коре.

Воздух содержит в себе не только газообразные вещества, но и пары и аэрозоли , а также различные загрязняющие примеси. Это может быть пыль, грязь, другой различный мелкий мусор. В нем содержатся микробы , которые могут вызывать различные заболевания. Грипп, корь, коклюш, аллергены и прочие болезни – это лишь малый список негативных последствий, которые появляются при ухудшении качества воздуха и повышении уровня болезнетворных бактерий.

Процентное соотношение воздуха – это количество всех элементов, которые входят в его состав. Показать наглядно, из чего состоит воздух, а также процент кислорода в воздухе удобнее на диаграмме.

Диаграмма отображает, какого газа содержится больше в воздухе. Значения, приведенные на ней, будут немного отличаться для вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

Диаграмма — соотношение воздуха.

Выделяют несколько источников, из которых образуется кислород:

1. Растения. Еще из школьного курса биологии известно, что растения выделяют кислород при поглощении углекислого газа.
2. Фотохимическое разложение водяных паров. Процесс наблюдается под действием солнечного излучения в верхнем слое атмосферы.
3. Перемешивание потоков воздуха в нижних атмосферных слоях.

Функции кислорода в атмосфере и для организма

Для человека огромное значение имеет так называемое парциальное давление , которое мог бы производить газ, если бы занимал весь занимаемый объем смеси. Нормальное парциальное давление на высоте 0 метров над уровнем моря составляет 160 миллиметров ртутного столба . Увеличение высоты вызывает уменьшение парциального давления. Этот показатель важен, так как от него зависит поступление кислорода во все важные органы и в .

Кислород нередко используется для лечения различных заболеваний . Кислородные баллоны, ингаляторы помогают органам человека нормально функционировать при наличии кислородного голодания.

Важно! На состав воздуха влияют многие факторы, соответственно, может меняться процент кислорода. Негативная экологическая ситуация приводит к ухудшению качества воздуха. В мегаполисах и крупных городских поселениях пропорция углекислого газа (СО2) будет больше, чем в небольших поселениях или на лесных и заповедных территориях. Большое влияние оказывает и высота – процентное содержание кислорода будет меньше в горах. Можно рассмотреть следующий пример – на горе Эверест, которая достигает высоты 8,8 км, концентрация кислорода в воздухе будет ниже в 3 раза, чем в низине. Для безопасного пребывания на высокогорных вершинах требуется использовать кислородные маски.

Состав воздуха изменялся с течением лет. Эволюционные процессы, природные катаклизмы привели к изменениям в , поэтому уменьшился процент кислорода , необходимый для нормальной работы биоорганизмов. Можно рассмотреть несколько исторических этапов:

1. Доисторическая эпоха. В это время концентрация кислорода в атмосфере составляла около 36% .
2. 150 лет назад О2 занимал 26% от общего воздушного состава.
3. В настоящее время концентрация кислорода в воздухе составляет чуть менее 21% .

Последующее развитие окружающего мира может привести к дальнейшему изменению состава воздуха. На ближайшее время маловероятно, что концентрация О2 может быть ниже 14%, так как это вызовет нарушение работы организма .

К чему приводит недостаток кислорода

Малое поступление чаще всего наблюдается в душном транспорте, плохо проветриваемом помещении или на высоте. Понижение уровня содержания кислорода в воздухе может вызвать негативное влияние на организм . Происходит истощение механизмов, наибольшему влиянию подвергается нервная система. Причин, по которым организм страдает от гипоксии, можно выделить несколько:

1. Кровяная нехватка. Вызывается при отравлении угарным газом . Подобная ситуация понижает кислородную составляющую крови. Это опасно тем, что кровь прекращает доставить кислород к гемоглобину.
2. Циркуляторная нехватка. Она возможна при диабете, сердечной недостаточности . В такой ситуации ухудшается или становится невозможным транспорт крови.
3. Гистотоксические факторы, влияющие на организм, могут вызвать потерю способности поглощать кислород. Возникает при отравлении ядами или из-за воздействия тяжелых .

По ряду симптомов можно понять, что организму требуется О2. В первую очередь повышается частота дыхания . Также увеличивается частота сердечных сокращений. Эти защитные функции призваны поставить кислород в легкие и обеспечить им кровь и ткани.

Недостаток кислорода вызывает головные боли, повышенную сонливость , ухудшение концентрации. Единичные случаи не так страшны, их довольно просто подкорректировать. Для нормализации дыхательной недостаточности врач выписывает бронхорасширяющие лекарства и другие средства. Если же гипоксия принимает тяжелые формы, такие как потеря координации человека или даже коматозное состояние , то лечение усложняется.

Если обнаружены симптомы гипоксии, важно незамедлительно обратиться к доктору и не заниматься самолечением, так как применение того или иного лекарственного средства зависит от причин нарушения. Для легких случаев помогает лечение кислородными масками и подушками, кровяная гипоксия требует переливания крови, а корректировка циркулярных причин возможна только при операции на сердце или сосуды.

Невероятное путешествие кислорода по нашему организму

Заключение

Кислород – важнейшая составляющая воздуха , без которой невозможно осуществление многих процессов на Земле. Воздушный состав менялся в течение десятков тысяч лет из-за эволюционных процессов, но в настоящее время количество кислорода в атмосфере достигло значения в 21% . Качество воздуха, которым дышит человек, влияет на его здоровье, поэтому необходимо следить за его чистотой в помещении и постараться сократить загрязнение окружающей среды.

Можно вполне оценить планетное значение явлений жизни, в частности дыхания, обратив внимание на историю свободного кислорода в земной коре, одного из бесчисленных химических тел, вносимых живым веществом в биосферу.

Свободный кислород в молекулах О 2 , как мы знаем, в форме газа и еще больше в водных растворах играет совершенно исключительную роль во всех химических реакциях земной поверхности. Можно сказать, что он своим присутствием меняет весь их ход. Количество непрерывно существующих в земной коре молекул О 2 огромно. Можно определить его с достаточной точностью. В атмосфере - в тропосфере и в нижней стратосфере - вес свободного кислорода, молекул О 2 , по С. Аррениусу, соответствует минимально 1,2∙10 15 т, максимально 2,1∙10 15 т. Эта масса в сотни тысяч раз превышает общие массы в земной коре целого ряда многочисленных химических элементов земной коры. Атмосфера далеко не содержит всего свободного кислорода. Очень значительная часть его находится в растворе в водах и прежде всего в той массе соленой воды, которая образует Мировой океан. Все же эта часть меньше, чем вся масса свободного кислорода атмосферы и немногим превышает 1,5∙10 13 т.

Свободный кислород также растворен в пресной воде суши, растворен или окклюдирован в снегах и во льдах. Но это количество меньше растворенного кислорода гидросферы, так как весь объем пресной воды, по В. Гальбфассу, составляет лишь 3,6∙10 -1 % объема соленой воды океана, даже включая сюда льды и снега, представляющие по весу своему господствующую часть воды суши. Так, по Гальбфассу, объем льдов соответствует 3,5-4 10 6 км 3 , объем воды океана - 1,3 10 9 км 3 (О. Крюммель), объем воды озер, болот, рек и надземных вод - 7,5 10 5 км 3 максимально. Таким образом, все количество свободного кислорода, даже считая свободный кислород, включенный в осадочные породы, немного превышает 1,5∙10 15 т, приблизительно составляя одну десятитысячную часть всего кислорода земной коры.

Мы знаем, что свободный кислород существует лишь на поверхности Земли. Вода глубоких источников, как это доказал уже в конце XVIII в. врач Д. Пирсон (1751 - 1828) в Англии, его не содержит. Газы вулканических и метаморфических пород почти свободны от него.

Количество свободного кислорода в биосфере, несомненно, одна из наиболее точно определенных физических постоянных нашей планеты. Оно определяет геохимическую работу живых организмов и позволяет понять ее значение в истории химических элементов.

Свободный кислород - самый могущественный деятель из всех нам известных химических тел земной коры. Он изменяет - окисляет - огромное количество химических соединений, он всегда находится в движении, все время вступает в соединения. Мы знаем тысячи химических реакций, которыми он захватывается, во время которых он входит в соединения. Среди них наиболее важны окисленные соединения металлоидов, таких, как сера и углерод (в том числе и соединения организмов), и соединения металлов - железа или марганца. История всех циклических элементов земной коры определяется их отношением к свободному кислороду. Недавние исследования указывают даже на его первостепенное влияние в вулканических явлениях. Кислород атмосферы, захваченный горящей лавой, дает окисленные продукты (например, воды, окислы серы и пр.), и тепло, освобожденное этими реакциями окисления, играет огромную роль в термических эффектах лав. Высокая температура лав достигается на поверхности под влиянием этих реакций окисления; лава, поднимающаяся из недр коры и еще не соприкасающаяся с кислородом воздуха, имеет температуру, часто на сотни градусов более низкую.

Несмотря на все значение, представляемое этими реакциями окисления для множества таких земных процессов, количество свободного кислорода планеты представляется неизменным или почти неизменным. Очевидно, должны существовать обратные процессы, должно идти освобождение свободного кислорода в окружающую среду взамен кислорода, постоянно удерживаемого в новых прочных соединениях. Мы знаем в биосфере одну-единственную реакцию такого рода, если будем принимать во внимание только реакции большого масштаба. Это реакция биохимическая, выделение свободного кислорода хлорофильными пластидами земных организмов. Эта реакция открыта в конце XVIII в. Д. Пристлеем, углублена трудами выдающихся ученых, его современников, освещена во всем ее значении, в ее всеобщности, в ее главных чертах женевским ученым Т. де Соссюром в начале прошлого века.

Несомненно, эта реакция образования свободного кислорода в земной коре не единственная, но, поскольку можно судить, она единственная, которая дает значительные массы свободного кислорода в составе атмосферы, облекающей нашу планету.

Выделение свободного кислорода вне влияния жизни доказано или же является в высшей степени вероятным в связи с процессами радиоактивного распада, разложения газов ультрафиолетовыми излучениями и процессами метаморфизма. Все эти процессы идут в значительной мере вне биосферы, может быть за исключением радиоактивного распада, и в ее явлениях - в создании тропосферы - едва ли участвуют.

В глубинах земной коры кислород должен выделяться, так как соединения, богатые кислородом, например сульфаты или тела, содержащие окись железа, образуемые на поверхности, превращаются в глубоких слоях коры в соединения, более бедные кислородом или его не содержащие.

Однако этот свободный кислород должен немедленно вступать в соединения; нигде мы не находим его проявления.

Если даже кислород подымается временами и местами из глубин земной коры, совершенно ясно, что эти возможные его выделения, указания на которые встречаются, ничтожны по массе - в биосфере - по сравнению с тем количеством кислорода, которое в ней выделяется биогенным путем.

Гораздо важнее могло бы быть выделение свободного кислорода в стратосфере и выше под влиянием ультрафиолетовых излучений в связи с разложением паров воды, может быть углекислоты. Эта область явлений еще менее изучена и учтена по сравнению даже с выделением кислорода в метаморфической оболочке. Однако два обстоятельства должны быть приняты во внимание, сильно уменьшающие геологическое значение этого явления: 1) малая масса разреженных газов в стратосфере и выше и 2) чрезвычайно заторможенный их обмен с тропосферой.

Наконец, третий фактор может быть учитываем: распад молекул воды под влиянием а -, отчасти β-излучений всюду находящихся атомов радиоактивных элементов. Существование этих явлений несомненно, но нигде концентрации таких атомов в природных водах не представляются столь большими, чтобы с ними пришлось считаться в пределах биосферы. К сожалению, это явление и экспериментально и наблюдением в природе изучено недостаточно.

Учитывая все это, можно сейчас утверждать, что свободный кислород тропосферы и поверхностной водной атмосферы (газов, растворенных в поверхностных природных водах), т. е. больше чем пятая часть массы тропосферы, есть создание жизни.

Но больше того, совершенно аналогичное явление наблюдается для свободного азота тропосферы, и будет правильным заключить - и это в дальнейшем учитывать, - что земная газовая оболочка, наш воздух, есть создание жизни.

В истории свободного кислорода мы получаем, таким образом, яркое мерило геологического и геохимического значения жизни.

— Источник—

Вернадский, В.И. Биосфера/ В.И. Вернадский. – М.: Мысль, 1967.– 374 с.

Нахождение в природе. В земной коре содержится около 47-49% кислорода по массе. Кислород встречается в свободном и связанном состоянии. В свободном состоянии он содержится в воздухе, в связанном - входит в состав воды, минералов, органических соединений.

Физические свойства.

Кислород - бесцветный газ без запаха и вкуса. Он немного тяжелее воздуха - один литр кислорода имеет массу 1,43 г. Кислород растворяется в воде, хотя и в небольших количествах. При комнатной температуре в 100 объемах воды растворяется 3,1 объема кислорода.

При -183 °С газообразный кислород превращается в жидкость бледно-синего цвета, а при охлаждении до -219 °С эта жидкость затвердевает, образуя снегообразную массу.

Химические свойства. Кислород образует соединения со всеми химическими элементами, кроме гелия, неона и аргона. С большинством элементов он реагирует непосредственно за исключением галогенов, золота и платины. Скорость взаимодействия кислорода как с простыми, так и сложными веществами зависит от природы вещества и от температуры. Кислород способен непосредственно реагировать со многими металлами и неметаллами, образуя оксиды: 2Н, + О, = 2Н,0.

При повышенной температуре кислород соединяется с углеродом, серой и фосфором:

С + О, = СО,; 4Р + 50г = 2Р,Ог S + О, = S02.

С такими активными металлами, как натрий, калий и другие, кислород взаимодействует при обычной температуре:

4Na + О, = 2ЫагО; 4К + 02 = 2К,0.

С другими металлами кислород реагирует при нагревании. Реакции протекают с выделением света и теплоты:

2Mg + О, = 2MgO: 2Fe + О, = 2FeO.

Кислород взаимодействует и со многими сложными веществами. Например, с оксидом азота (II) он реагирует уже при комнатной температуре: 2NO + 02 = 2N02.

Сероводород реагируя с кислородом при нагревании, дает серу или оксид серы (II): 2H,S + 02 = 2S + 2Н,0; 2HjS + ЗО. = 2SO, + 2НгО.

В кислороде сгорают органические вещества, образуя углекислый газ и ВОДУ СН4 + 202 = СО, + 2Н,0; 2СН3ОН + ЗО, = 2СО, + 4Н,0.

Аллотропные модификации. Кислород образует две аллотропные модификации - кислород и озон. В данном случае явление аллотропии обусловлено различным числом атомов в молекуле. Молекула озона состоит из трех атомов кислорода (Oj), Хотя кислород и озон образованы одним и тем же элементом, их свойства различны. Образование озона из кислорода происходит в соответствии с уравнением: ЗО, = 203. Молекула озона очень непрочная и легко распадается.

Получение. В лабораторных условиях кислород получают путем разложения оксидов и солей при нагревании: 2КСІО, = 2КСІ + ЗО,.

В промышленности кислород получают:

а) электролизом воды;

б) фракционной перегонкой жидкого воздуха (азот, обладающий более низкой температурой кипения, испаряется, а жидкий кислород остается).

Применение. Для интенсификации металлургических и химических процессов во многих производствах, например, в производстве серной и азотной кислот. Кислородом пользуются для получения высоких температур, для чего горючие газы - водород, ацетилен - сжигают в специальных горелках. Водородно-кислородное и ацетилено-кислородное пламя дают температуру порядка 3000 °С.

Кислород используют в медицине при затрудненном дыхании, дыхательных аппаратов в самолетах, космических кораблях, подводных лодках.

Вода Строение молекулы. Молекула воды имеет угловое строение, содержит две неподеленные электронные пары. Атом кислорода в молекуле воды находится в состоянии лр"-гибридизации. поэтому валентный угол НОН близок к тетра- эдрическому и равен 104,3°. Электроны, образующие связь О-Н, смешены к более электроотрицательному атому кислорода. Поэтому та часть молекулы, где находится водород, заряжена положительно, а часть, где находится кисло- рол, -отрицательно. Следовательно, молекула воды представ ляс г собоіі (іипи.чь. Молекулы воды соединяются между собоП, образуя водородные связи.

Физические свойства. Чистая вода представляет собой бесцветную прозрачную жидкость без вкуса и запаха. Хороший растворитель, плохо проводит теплоту и электричество, замерзает при О °С и кипит при 100 °С при давлении 101,3 кПа. Наибольшую плотность вода имеет при 4 °С. Обладает аномально высокой теплоемкостью.

Хііміріескне свойства. Вода относится к химически активным соединениям. При обычных условиях она реагирует с некоторыми металлами с выделением водорода: 2Н,6 + 2Na = 2NaOH + H2t.

Ряд оксидов металлов и неметаллов вступает во взаимодействие с водой с образованием кислот п оснований: СаО + Н.О ~ Са(ОН),.

Вода реагирует с сопямп, образуя кристаллогидраты: CuSOj + 5Н,0 = CuS04 5Н,0.

К важным химическим свойствам воды относится ее способность вступать в реакции гидролитического разложения:

NH/ + СО,2" + Н,0 t? NH,OH + HCO,".

Молекулы воды отличаются большой устойчивостью к нагреванию. Однако при температуре выше 1 ООО °С водяной пар начинает разлагаться на водород и кислород: 2Н,0 «=; 2Н, + О,

В отличие от горячих и холодных планет нашей Солнечной системы, на планете Земля существуют условия, которые дают возможность жизни в определенной форме. Одним из главных условий является состав атмосферы, который дает всему живому возможность свободно дышать и защищает от смертельного излучения, царящего в космосе.

Из чего состоит атмосфера

Атмосфера Земли состоит из множества газов. В основном который занимает 77 %. Газ, без которого немыслима жизнь на Земле, занимает гораздо меньший объем, содержание кислорода в воздухе равно 21 % от всего объема атмосферы. Последние 2 % - смесь различных газов, включая аргон, гелий, неон, криптон и другие.

Атмосфера Земли поднимается на высоту 8 тыс. км. Воздух, пригодный для дыхания, есть только в нижнем слое атмосферы, в тропосфере, достигающей на полюсах - 8 км, ввысь, а над экватором - 16 км. С увеличением высоты воздух становится более разреженным и тем больше ощутима нехватка кислорода. Чтобы рассмотреть, какое содержание кислорода в воздухе бывает на разной высоте, приведем пример. На пике Эвереста (высота 8848 м) воздух вмещает этого газа в 3 раза меньше, чем над уровнем моря. Поэтому покорители высокогорных вершин - альпинисты - могут подняться на его вершину только в кислородных масках.

Кислород - главное условие выживания на планете

В начале существования Земли воздух, который ее окружал, не имел этого газа в своем составе. Это вполне подходило для жизни простейших - одноклеточных молекул, которые плавали в океане. Им кислород не был нужен. Процесс начался примерно 2 млн лет назад, когда первые живые организмы в результате реакции фотосинтеза начали выделять малые дозы этого газа, полученного в результате химических реакций, сначала в океан, затем в атмосферу. Жизнь развилась на планете и приняла разнообразные формы, большинство из которых не дожили до наших времен. Некоторые организмы со временем приспособились к жизни с новым газом.

Они научились использовать его силу безопасно внутри клетки, где она выступала в роли электростанции, для того чтобы добывать энергию из еды. Такой способ использования кислорода называется дыханием, и мы это делаем ежесекундно. Именно дыхание дало возможность для появления более сложных организмов и людей. За миллионы лет содержание в воздухе кислорода взлетело до современного уровня - около 21 %. Накопление этого газа в атмосфере способствовало созданию озонового слоя на высоте 8-30 км от поверхности земли. Вместе с этим планета получила защиту от пагубного действия ультрафиолетовых лучей. Дальнейшая эволюция жизненных форм на воде и на суше стремительно возросла в результате увеличения фотосинтеза.

Анаэробная жизнь

Хотя некоторые организмы адаптировались к повышающемуся уровню выделяемого газа, многие из простейших форм жизни, которые существовали на Земле, исчезли. Другие организмы выжили, прячась от кислорода. Некоторые из них сегодня живут в корнях бобовых, используя азот из воздуха для построения аминокислот для растений. Смертельный организм ботулизма - еще один "беженец" от кислорода. Он спокойно выживает в вакуумных упаковках с консервированными продуктами.

Какой кислородный уровень оптимален для жизни

Преждевременно рожденные малыши, легкие которых еще не полностью раскрыты для дыхания, попадают в специальные инкубаторы. В них содержание кислорода в воздухе по объему выше, и вместо обычных 21 % здесь установлен его уровень 30-40 %. Малыши, имеющие серьезные проблемы дыхания, окружаются воздухом со стопроцентным уровнем кислорода, чтобы предотвратить повреждение детского мозга. Нахождение в таких обстоятельствах совершенствует кислородный режим тканей, пребывающих в состоянии гипоксии, приводит в норму их жизненные функции. Но его чрезмерное количество в воздухе так же опасно, как и недостаток. Чрезмерное количество кислорода в крови ребенка может привести к повреждению кровеносных сосудов в глазах и спровоцировать утрату зрения. Это показывает двойственность свойств газа. Мы должны дышать им, чтобы жить, но его избыток иногда может стать отравой для организма.

Процесс окисления

При соединении кислорода с водородом или углеродом, совершается реакция, именуемая окислением. Этот процесс заставляет органические молекулы, являющиеся основанием жизни, распадаться. В человеческом организме окисление проходит следующим образом. Эритроциты крови собирают кислород из легких и разносят его по всему телу. Происходит процесс разрушения молекул еды, которую мы употребляем. Этот процесс освобождает энергию, воду и оставляет диосксид углерода. Последний выводится клетками крови обратно в легкие, и мы выдыхаем его в воздух. Человек может задохнуться, если ему помешать дышать дольше, чем 5 минут.

Дыхание

Рассмотрим содержание кислорода во вдыхаемом попадающий извне в легкие при вдыхании, именуется вдыхаемым, а воздух, который выходит наружу через дыхательную систему при выдохе, - выдыхаемым.

Он представляет собой смесь воздуха, заполнявшего альвеолы, с тем, который находится в дыхательных путях. Химический состав воздуха, который здоровый человек вдыхает и выдыхает в естественных условиях, практически не меняется и выражается такими цифрами.

Кислород - главная для жизни составляющая воздуха. Изменения количества этого газа в атмосфере невелики. Если у моря содержание в воздухе кислорода вмещает до 20,99 %, то даже в очень загрязненном воздухе индустриальных городов его уровень не падает ниже 20,5 %. Такие изменения не выявляют воздействия на человеческий организм. Физиологические нарушения проявляются тогда, когда процентное содержание кислорода в воздухе падает до 16-17 %. При этом наблюдается явная которая ведет к резкому падению жизнедеятельности, а при содержании в воздухе кислорода 7-8 % возможен летальный исход.

Атмосфера в разные эпохи

Состав атмосферы всегда оказывал воздействие на эволюцию. В разные геологические времена из-за природных катаклизмов наблюдались подъемы или падения уровня кислорода, и это влекло за собой изменение биосистемы. Примерно 300 миллионов лет назад содержание его в атмосфере поднялось до 35 %, при этом наблюдалось заселение планеты насекомыми гигантских размеров. Наибольшее вымирание живых существ в истории Земли случилось около 250 миллионов лет назад. Во время него более чем 90 % обитателей океана и 75 % жителей суши погибло. Одна из версий массового вымирания гласит, что виной тому оказалось низкое содержание в воздухе кислорода. Количество этого газа упало до 12 %, и это - в нижнем слое атмосферы до высоты 5300 метров. В нашу эпоху содержание кислорода в атмосферном воздухе доходит до 20,9 %, что на 0,7 % ниже, чем 800 тысяч лет назад. Эти цифры подтверждены учеными из Принстонского университета, которые исследовали пробы Гренландского и Атлантического льда, образовавшегося в то время. Замерзшая вода сберегла пузырьки воздуха, и этот факт помогает вычислить уровень кислорода в атмосфере.

Чему подчиняется уровень его в воздухе

Активное поглощение его из атмосферы может быть вызвано передвижением ледников. Отодвигаясь, они открывают гигантские площади органических пластов, потребляющих кислород. Еще одним поводом может быть остывание вод Мирового океана: его бактерии при пониженной температуре активнее поглощают кислород. Исследователи утверждают, что индустриальный скачок и вместе с ним сжигание огромного количества топлива особенного воздействия при этом не оказывают. Мировой океан охлаждается в течение 15 миллионов лет, и количество жизненно важного в атмосфере уменьшилось независимо от воздействия человека. Вероятно, на Земле совершаются некоторые природные процессы, ведущие к тому, что потребление кислорода становится выше его производства.

Воздействие человека на состав атмосферы

Поговорим о влиянии человека на состав воздуха. Тот уровень, который мы сегодня имеем, идеально подходит для живых существ, содержание кислорода в воздухе составляет 21 %. Баланс его и других газов определяется жизненным циклом в природе: животные выдыхают диоксид углерода, растения используют его и выделяют кислород.

Но не существует гарантии, что такой уровень будет постоянным всегда. Повышается количество диоксида углерода, выбрасываемого в атмосферу. Это происходит из-за использования топлива человечеством. А оно, как известно, образовалось из окаменелостей органического происхождения и в воздух попадает диоксид углерода. А тем временем самые большие растения нашей планеты, деревья, уничтожаются с нарастающей скоростью. За минуту исчезают километры леса. Это значит, что часть кислорода в воздухе постепенно падает и ученые уже сейчас бьют тревогу. Земная атмосфера - не безграничная кладовая и кислород в нее извне не поступает. Он все время вырабатывался вместе с развитием Земли. Нужно постоянно помнить, что этот газ производится растительностью в процессе фотосинтеза за счет потребления углекислого газа. И любое существенное уменьшение растительности в виде уничтожения лесов, неотвратимо снижает попадание кислорода в атмосферу, тем самым, нарушая его баланс.

Лекция «Кислород – химический элемент и простое вещество »

План лекции:

1. Кислород – химический элемент:

в) Распространённость химического элемента в природе

2. Кислород – простое вещество

а) Получение кислорода

б) Химические свойства кислорода

в) Круговорот кислорода в природе

г) Применение кислорода

«Dum spiro spero » (Пока дышу, надеюсь...), - гласит латынь

Дыхание – это синоним жизни, а источник жизни на Земле – кислород.

Материал данной лекции обобщает ранее полученные знания по теме «Кислород».

1. Кислород – химический элемент

а) Характеристика химического элемента – кислорода по его положению в ПСХЭ

Кислород - элемент главной подгруппы шестой группы, второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным порядковым номером 8. Обозначается символом O (лат. Oxygenium ). Относительная атомная масса химического элемента кислорода равна 16, т.е. Ar (O )=16.

б) Валентные возможности атома кислорода

В соединениях кислород обычно двухвалентен (в оксидах), валентность VI не существует.В свободном виде встречается в виде двух простых веществ: О 2 («обычный» кислород) и О 3 (озон). О 2 - газ без цвета и запаха, с относительной молекулярной массой =32. О 3 – газ без цвета с резким запахом, с относительной молекулярной массой =48.

Внимание! H 2 O 2 (перекись водорода) – O (валентность II)

СО (угарный газ) – О (валентность III)

в) Распространённость химического элемента кислорода в природе

Кислород - самый распространенный на Земле элемент, на его долю (в составе различных соединений, главным образом силикатов), 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 около 20 %, по массовой доле - около 65 %.

2. Кислород – простое вещество

а) Получение кислорода

Получение в лаборатории

1) Разложение перманганата калия (марганцовка):

2KMnO 4 t˚C =K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2

2) Разложение перекиси водорода:

2H 2 O 2 MnO2 =2H 2 O + O 2

3) Разложение бертолетовой соли:

2KClO 3 t˚C , MnO2 =2KCl + 3O 2

Получение в промышленности

1) Электролиз воды

2 H 2 O эл . ток =2 H 2 + O 2

2) Из воздуха

ВОЗДУХ давление, -183˚ C = O 2 (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: