Цикл презентаций "Знакомый и незнакомый кислород". 1. "Элемент Земли - Кислород". 2. "Создание журнала неорганической химии, его английской версии "Russian journal of inorganic Chemistry и написание статьи "Знакомый и незнакомый кислород"

Урок 1. Элемент Земли – Кислород

Презентация 1

На земле и под землею
нужен кислород.
Фазиль Искандер (слайд 3)

Цель урока: Сформировать целостное представление учащихся о кислороде.

Задачи урока:

• “Необходимо вспомнить всё кислороде:
  • какие свойства присущи ему,
  • кто и когда его получил, а также
  • как можно его получить сейчас,
  • почему он нужен всем,
  • и какова его роль для нас”.
• Научить школьников устанавливать соответствие между свойствами кислорода и областями его применения и выявлять различие между кислородом – элементом и кислородом – простым веществом.
• Формировать и развивать и экологическое мышление, умение применять его в жизни.

(слайд 4).

Тип урока. Обобщение и систематизация знаний.

Вид урока.Урок-конференция.

Средства обучения:

• материальные:
  • информационно-поисковые и справочные: Стол “Источник знаний”: Крицман В.А. Книга для чтения по химии, Энциклопедический словарь юного химика сост. Крицман В.А., Станцо В.В., Энциклопедия школьника Неорганическая химия, под ред. акад. Алимарина И.П.
  • Информационная карточка “Интернет-ресурсы”: www.webelemets.narod.ru (русскоязычный аналог популярного сайта webelements.com. Содержит подробное описание физических и химических свойств всех известных химических элементов, историю их открытия, названия элементов на разных языках), www.chemistry-chemists.com (научно-популярный электронный журнал “Химия и химики”), : краткая химическая энциклопедия, периодическая таблица и свойства химических элементов, свойства драгоценных минералов).
• лабораторные: магний, сера, уголь, этиловый спирт, спички, ложечка для сжигания веществ, склянки, наполненные кислородом (слайд 5).
• аппаратные: компьютер, программа презентаций PowerPoint, Презентация 1 “Знакомый и незнакомый кислород”.

Основные вопросы:

1. Вводное слово учителя.
2. Открытие кислорода.
3. Кислород как химический элемент.
4. Кислород как простое вещество.
5. Химические свойства кислорода.
6. Применение кислорода.
7. Получение кислорода.

Ход урока

Учитель. Все элементы периодической системы – это кирпичики, из которых построено всё многообразие веществ нашей планеты. Но, невозможно назвать другой элемент, который бы играл такую же роль как кислород. Если о водороде говорят, что это элемент Вселенной, элемент Солнца и звёзд, то о кислороде можно сказать – это самый главный элемент на нашей планете.

“Итак, сегодня у нас конференция.
Главный герой – Кислород!
Речь поведём о свойствах его.
А также вспомним, что кислород
всему живому необходим.
Ведь кислород – дыхание жизни!” (слайд 6).

Но несмотря на своё исключительное значение, кислород был открыт сравнительно недавно. Послушаем и обсудим сообщения о кислороде (каждое выступление обязательно обсуждается учащимися). А также мы сделаем краткие записи об услышанном в виде опорного конспекта, например, в виде вот такой красивой бабочки (слайд 7).

Выступление 1. “Открытие кислорода”.

Первый ученик рассказывает о том, кто, когда и как открыл кислород, учащиеся в тетрадях делают соответствующие записи.

Дискуссия по поводу открытия кислорода считается классической до сих пор. По крайней мере, три человека имеют законное право претендовать на это великое открытие (слайд 8).

Первый – это шведский химик Карл Вильгельм Шееле. Проживая в Упсале, Шееле начал изучать природу огня, и ему скоро пришлось задуматься над тем, какое участие принимает в горении воздух. Он уже знал, что сто лет назад Роберт Бойль и другие учёные доказали, что свеча, уголь и всякое другое горючее тело могут гореть только там, где есть достаточно много воздуха. Никто в те времена не мог, однако, толком объяснить, отчего все так происходит и зачем, собственно, воздух нужен горящему телу. Шееле стал проводить опыты с различными химическими веществами в сосудах, плотно закрытых со всех сторон. Какие бы вещества ни пытался Шееле сжигать в закрытых сосудах, он всегда обнаруживал одно и то же любопытное явление: воздух, который находился в сосуде, обязательно уменьшался при горении на одну пятую часть, и по окончании опыта вода обязательно заполняла одну пятую часть объёма колбы. И его озарила догадка, что воздух не является однородным. Карл Шееле хотел раскрыть загадку огня и при этом неожиданно обнаружил, что часть воздуха поддерживает горение, он называл эту часть “огненным” воздухом. Сегодня “огненный” воздух мы называем кислородом. Открытие кислорода в 1772 году было величайшим из всех открытий Шееле. В Химическом трактате о воздухе и огне (Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer, 1777 г.). Шееле подробно описал свойства кислорода и способы его открытия. Рукопись была сдана в печать в конце 1775 года, но по вине издателя книга вышла в свет только в августе 1777 года, когда уже были опубликованы работы о кислороде Дж. Пристли и А Лавуазье. Поэтому формально он не может считаться первооткрывателем кислорода.

Итак, вторым официально признанным претендентом на лавры первооткрывателя кислорода является английский священник и химик Джозеф Пристли. 1 августа 1774 г. он пишет: “Я поместил под перевернутой банкой, погруженной в ртуть, немного порошка “меркуриус кальцинатус пер се”. Затем я взял небольшое зажигательное стекло и направил лучи Солнца прямо внутрь банки на порошок. Из порошка стал выделяться воздух, который вытеснил ртуть из банки. Я принялся изучать этот воздух. И меня удивило, даже взволновало до глубины моей души, что в этом воздухе свеча горит лучше и светлее, чем в обычной атмосфере. Тщетно пытался я найти объяснение этому явлению... Но ничто, что я делал до сих пор, меня так не удивило и не дало такого удовлетворения”. Так Пристли открыл кислород... В лаборатории Пристли горела свеча. Его заинтересовало, какое действие окажет выделенный им газ на пламя свечи. Из простого любопытства он поместил свечу в бутыль с этим газом. Пламя не потухло, наоборот, свеча разгорелась с необычайной яркостью. Он был страшно заинтересован, но не находил объяснения этому явлению. Он внес кусок раскаленного каменного угля в другую бутыль с этим газом и увидел, что уголь дает искры и трещит совсем как горящий лист бумаги, смоченный раствором селитры. Уголь скоро весь сгорел до конца. Пристли был удивлен. Тогда он внес в бутыль раскаленную докрасна железную проволоку. Металл накалился до белого каления и пылал, как “одержимый духами”. Волнение Пристли не имело границ (слайд 9). А третий официальный претендент в первооткрыватели кислорода – французский химик Антуан Лавуазье. Из своих собственных опытов и предшествовавших опытов Пристли и Шееле Лавуазье уже знал, что с горючими веществами связывается лишь одна пятая часть воздуха, но природа этой части была ему неясна. Повторив опыты Пристли, Лавуазье заключил, что атмосферный воздух состоит из смеси “жизненного” (кислород) и “удушливого” (азот) воздуха и объяснил процесс горения соединением веществ с кислородом. В начале 1775 г. Лавуазье сообщил, что газ, получаемый после нагревания красного оксида ртути, представляет собой “воздух как таковой без изменений (за исключением того, что) ... он оказывается более чистым, более пригодным для дыхания”. К 1777 году Лавуазье пришел к выводу, что это был газ особой разновидности, один из основных компонентов, составляющих атмосферу. Таким образом, более главной фигурой в истории открытия кислорода является французский химик Антуан Лавуазье. Ему удалось на основании тщательно поставленных экспериментов и полученных результатов правильно объяснить горение и дыхание как процессы взаимодействия веществ с кислородом. Именно Лавуазье предложил и современное название “кислород” (слайд 10).

Кроме К.В. Шееле, Дж. Пристли, А. Лавуазье ещё несколько химиков в начале 70-х годов XVIII века осуществляли обогащение воздуха в лабораторных сосудах, хотя сами не знали, и даже не подозревали, об этой стороне своих опытов.

Позднее выяснилось, что первые сведения о кислороде встречаются уже в VIII веке в трактате китайского алхимика Мао Хоа. Китайцы представляли себе, что этот газ (“йын”) — составная часть воздуха, и называли его “деятельным началом”! Жителям самой большой азиатской страны было известно и то, что кислород соединяется с древесным углем, горящей серой, некоторыми металлами. Китайцы могли и получать кислород, используя соединения типа селитры. В Европе в начале XVII века нидерландский изобретатель Корнелиус Дребелль получает кислород из селитры! Это произошло в 1620 году, более чем за сто пятьдесят лет до “официального” открытия кислорода Пристли и Шееле. Дреббель использовал кислород в изобретенной им подводной лодке. Поскольку это открытие относилось к военной технике, оно держалось в секрете и не оказало влияния на дальнейшие исследования (слайд 11).

Учитель. А сейчас мы узнаем, что собой представляет элемент - кислород. (слайд 12)

Выступление 2. “Кислород как химический элемент”.

Второй ученик повествует о кислороде – химическом элементе. показывает всем, как можно записать основные данные о нём (слайд 13).

• Химический знак – О
• Ar = 16
• Валентность = II
• Степень
• окисления = –2
• Элемент – неметалл.

Второй элемент по распространённости

• в природе. Из каждых 100 атомов элементов в земной коре – 58 атомов кислорода. Входит в состав воды – 88%. Все жизненно важные вещества содержат кислород.
• в организме человека на 70 кг массы тела приходится 43 кг кислорода.

Формы распространения в природе (аллотропные модификации): в виде простых веществ:

• О₂ – кислород и О₃ – озон.

Учитель.

Может ли быть такое:

• вдруг кислород превратился в жидкость?
• в воде растворился чуть-чуть?

Из сосуда вытеснил воздух и воду?

Кто сможет всё это нам объяснить? (слайд 14)

Выступление 3. “Кислород как простое вещество”.

Третий ученик объясняет физические свойства кислорода, учащиеся рисуют и пишут в тетрадях (слайд 15).

• Химическая формула О₂
• M_r = 32
• Строение молекулярное.
• Газ, без цвета, вкуса и запаха.
• Плохо растворяется в воде: 5V O₂ – 100V H₂O.
• В атмосфере: 21% или 1,5 * 10¹⁵ тонн.
• В гидросфере: 1,5·10¹³ тонн.
• При Р = 104 Па; t = –183:
• O₂ (г) —> O₂ (ж).
• При t = – 218,7^оС
• O₂ (ж) —> О₂ (тв).

Учитель.

Кислород общительный и дружелюбный!

С веществами и сложными, и простыми знакомства любит заводить.

Сейчас мы это увидим и поясним (слайд 16).

Выступление 4. “Химические свойства кислорода”.

Четвёртый ученик объясняет химические свойства кислорода, учащиеся рисуют и пишут в тетрадях.

Кислород — сильный окислитель, то есть одно из самых активных простых веществ. Во всех своих соединениях он проявляет валентность, равную двум. Реакции кислорода с веществами называют реакциями окисления, а вещества, которые получаются в этих реакциях, оксидами.

Кислород вступает в реакции окисления со многими простыми и сложными веществами (так как поддерживает горение). Например,

1. S + О₂ = SО₂
2. 4P + 5O₂ = 2P₂O₅
3. CH₄ + 2O₂ = CO₂ +2H₂O
4. CS₂ + 3O₂ = CO₂ + 2SO₂

Во всех этих реакциях образуются оксиды – сложные вещества, состоящие из атомов двух элементов, один из которых кислород.

Под руководством учителя четвёртый ученик демонстрирует опыты, описывающие химические свойствах кислорода, пишет уравнения реакций на доске, а остальные школьники – в тетрадях. (Можно показать видео опыты), (слайд 17).

Опыт 1: Горение угля: C + O₂ = CO₂

Опыт 2: Горение серы: S + O₂ = SO₂

Опыт 3: Горение магния: 2Mg + O₂ = 2MgO

Опыт 4: Горение спирта: C₂H₅OH + 3O₂ = 2CO₂ + 3H₂O

Особо подчёркивается, что при горении простых и сложных веществ в кислороде всегда получаются оксиды.

Однако в атомарном состоянии кислород более активен, чем в молекулярном. Это свойство используют для отбеливания различных материалов.

Учитель.

Полезный и важный!
Нужный и незаменимый!
И это всё о кислороде!
Огненном, чистом,
живительном воздухе! (слайд 18)

Выступление 5. “Применение кислорода”.

Пятый ученик сообщает, где используется кислород.

Кислород широко применяют в технике. Мировое промышленное потребление кислорода составляет около 100 тыс. тонн в день. А именно, кислород применяют:

1. В производстве чугуна и стали. При этом металлургические процессы притекают более интенсивно, снижается расход сырья, повышается температура пламени.

2. При обжиге сульфидных руд (например, в производстве меди, никеля, свинца).

3. Высокая температура (3000^оС) при горении ацетилена используется для сварки и резки металлов.

4. Жидкий кислород используют в ракетных двигателях как окислитель топлива.

5. Пропитанные жидким кислородом угольный порошок, древесные опилки (их называют оксиликвиты) применяются при взрывных работах.

6. Кислород нужен в медицине:

• чистый кислород (в концентрации 40–95%) используют для облегчения дыхания (при заболеваниях сердца и легких).
• в ряде случаев кислород вводят под кожу или дают больным воду, газированную кислородом под давлением.

7. Тяжелый кислород ¹⁸O используют в качестве “меченного” атома в научных исследованиях (слайд 19).

Учитель. Он нужен каждому из нас, а также птицам и цветам, и рыбкам, и зверям.

И производству нужен он, и в медицине без него не обойтись.

Как кислород бесценный получить и сохранить? (слайд 20)

Выступление 6. “Получение и хранение кислорода”.

Шестой ученик рассказывает о способах и методах получения кислорода, остальные учащиеся слушают и рисуют в тетрадях.

В лаборатории кислород получают из легкоразлагающихся веществ при нагревании.

Например, из перекиси водорода: 2Н₂О₂ —> 2Н₂О + О₂

или из перманганата калия: 2KMnO₄ —> K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂.

Доказать наличие кислорода можно тлеющей лучинкой, в сосуде с кислородом она вспыхивает (слайд 21).

Для получения кислорода в лаборатории используют два метода – метод вытеснения воздуха и метод вытеснения воды. Оба метода основаны на физических свойствах кислорода, а именно, кислород тяжелее воздуха и плохо растворяется в воде (слайд 22).

В промышленности кислород получают:

1. Глубоким охлаждением воздуха.

2. Электролизом воды (слайд 23).

Жидкий кислород хранят и транспортируют в металлических сосудах Дьюара (термосах) или в специальных цистернах – танках. Кислородные баллоны окрашены в синий цвет (слайд 24).

Каждое выступление обязательно обсуждается учащимися.

Учитель: Слушая сообщения о кислороде, вы делали опорные конспекты. Пожалуйста, покажите, что у вас получилось.

(учащиеся поднимают вверх свои тетради и показывают свои работы).

Учитель: Если у кого-то опорный конспект не получился, то посмотрите вот на этот (слайд 25), и постарайтесь сделать конспект дома.

Учитель.

Наш урок мы посвятили кислороду.
Узнали много нового о нём!
Сейчас ещё мы поиграем
Потом оценки вам поставим!
Итак, поехали, вперёд! (слайд 26)

Игра “Да — нет”

Учитель читает утверждения, а учащиеся должны подтвердить их или опровергнуть.

1. Кислород — один из самых распространённых элементов на Земле? (да).

2. В воздухе кислорода содержится 25%? (нет).

3. В земной коре кислорода — элемента содержится 47%? (да).

4. Кислород — газ, голубого цвета, без вкуса и сладким запахом? (нет).

5. В химическом отношении кислород — это неактивное вещество? (нет).

6. Кислород поддерживает процессы горения и дыхания? (да).

7. Большое количество кислорода получают из воздуха? (да).

8. При горении простых и сложных веществ получаются оксиды? (да).

9. Вырубка леса приводит к снижению кислорода в воздухе? (да).

10. Наличие кислорода — необходимое условие жизнедеятельности организмов? (да). (слайд 27)

Подводятся итоги игры, идёт взаимопроверка (правильные ответы написаны на обратной стороне доски).

Подводятся итоги урока, оцениваются выступившие учащиеся, а также те, кто участвовал в обсуждении, получают оценку и те, кто дал больше правильных ответов в игре.

Вывод. “Если вода – это жизнь, то кислород – дыхание жизни!” (слайд 28).

Домашнее задание. Повторить всё о кислороде, подготовиться к следующему творческому уроку – создание “Журнала неорганической химии”, его английской версии “Russian journal of inorganic Chemistry” и написание статьи “Знакомый и незнакомый кислород”.

Технологическая карта урока

Структура и ход урока 1

Урок 2. Создание “Журнала неорганической химии”, его английской версии “Russian journal of inorganic Chemistry” и написание статьи “Знакомый и незнакомый кислород”

См. Презентацию 2 на английском языке

См. перевод урока 2 на английский язык

Известный и неизвестный кислород (на английском языке)

Если вода – это жизнь,
то кислород – дыхание жизни!
Денисова О. И. (слайд 2)

Цель урока: Сформировать целостное представление учащихся о кислороде.

Задачи урока:

• Углубить знания учащихся о свойствах кислорода, областях его применения, способах получения. Закрепить умения учащихся устанавливать соответствие между свойствами и применением кислорода.
• Развивать познавательный интерес к предмету, а также развивать логическое мышление, монологическую и диалогическую речь. Развивать умения выражать свои мысли, а также поддерживать и вести беседу на английском языке. Развивать умение обобщать и систематизировать материал.
• Воспитывать творческие способности, а также эстетический взгляд на окружающий мир. Продолжать формирование экологического мышления и применения его в жизни (слайд 3).

Тип урока. Обобщение и систематизация знаний.

Вид урока. Урок творчества на английском языке (45').

Подготовка к уроку: К данному уроку учащиеся начинают готовиться примерно за месяц до его проведения: читают дополнительную литературу, делают домашние заготовки; сами распределяют роли, а именно: выбирают учёных, исследователей, художников – оформителей, корректоров, распределяются в группы. Под руководством учителя английского языка переводят свои тексты на английский язык. Также выбираются два учащихся, которые будут корреспондентами.

Средства обучения:

• материальные:
  • информационно-поисковые и справочные: Стол “Источник знаний”: научные журналы – “Наука и жизнь”, “Химия и жизнь”, “Журнал неорганической химии”, журнал “Знание” №4 1978, книги для чтения по неорганической химии, книги о кислороде, например, В. И. Бгатов “История кислорода земной атмосферы”, брошюра “О кислороде одной строкой”! русско-английские словари.
  • Информационная карточка “Интернет-ресурсы”: www.n-t.ru (электронная библиотека наука и техника), www.facty.by (интересные факты о кислороде), www.elementy.ru (сайт о науке – химии, физике, математике, биологии. Новости науки, популярные лекции крупнейших учёных, краткая научная энциклопедия), www.critical.ru (Энциклопедия CRITICAL), www.ebaumsworld.com (видео парамагнетизм кислорода).
• лабораторные: спиртовка, спички, пробирки, перекись водорода, магниевая лента, лучинка (слайд 4).
• аппаратные: компьютер, программа презентаций PowerPoint, Презентация 2 “Создание “Журнала неорганической химии”, его английской версии “Russian journal of inorganic Chemistry” и написание статьи “Знакомый и незнакомый кислород”. Программа создания документов Microsoft Publisher, программа создания электронного журнала FlippigBook Publisher Professional.

Ход урока

Учитель: Сегодня у нас необычный урок. А говорить мы будем о самом обычном и одновременно удивительном веществе. Обычном, потому что его знают все, его изучают во всех школах мира. Удивительном, потому что только это вещество называют “вездесущим” и “всемогущим”. В начале XIX века оно именовалось “кислотвором”. Сэр Кенельми Дигби, член Лондонского королевского общества, назвал это вещество “скрытая пища жизни”, а Джозеф Пристли назвал его “предметом роскоши”.

Какому веществу мы посвящаем наш урок?

Вы дали правильный ответ.

Конечно – кислороду!

Урок наш необычный ещё и потому что сейчас наш кабинет химии превращается в лабораторию изучения свойств веществ научно–исследовательского института. В лаборатории очень увлечённо работают семь групп исследователей. Каждая группа изучает один из вопросов:

• “Он везде и всюду” (кислород в природе).
• “Кто, когда и как?” (открытие кислорода).
• “А какой он?” (физические свойства кислорода).
• “Он дружит со всеми” (химические свойства кислорода).
• “Мы сами получим кислород” (способы получения).
• “Кислород нужен всем” (применение кислорода).
• “О кислороде одной строкой” (интересный кислород).
• “Чего мы ещё не знаем о кислороде?” (неизвестный кислород) (слайд 5).

И ещё он необычный потому что к нам приехали необычные гости – корреспонденты “Журнала неорганической химии”, его английской версии “Russian journal of inorganic Chemistry”. Мы будем вести беседу с ними на английском языке. Вы согласны?

Учащиеся: Конечно согласны.

Раздаётся стук в дверь кабинета.

Учитель: Да-да, пожалуйста, входите!

Входят два ученика. Это корреспонденты “Журнала неорганической химии”, его английской версии “Russian journal of inorganic Chemistry”.

Корреспонденты. Добрый день!

Мы корреспонденты “Журнала неорганической химии”, его английской версии “Russian journal of inorganic Chemistry” (представляются).

В редакции мы получили задание написать статью для журнала. Однако мы не совсем поняли, о чём должна быть эта статья. Исходный материал для статьи – это стихотворение, которое нашел наш редактор в одной из книг; но совершенно непонятно, о чём идёт речь. Просто загадка какая-то. Как выполнить задание редактора? О чём писать статью?

И тут мы вспомнили, что в вашем научно-исследовательском институте недавно прошла очень интересная конференция, и мы решили, что исследователи нам помогут.

Исследователи. Прочитайте, пожалуйста, стихотворение.

Корреспондент 1.

“Примерно века два назад
Открыт он был случайно.
Сейчас знаком с ним стар и млад
Он для вас не тайна.

Известно, что горят отлично
в нём сера, фосфор, углерод,
железо, магний. Энергично
сгорает также водород.

Без газа этого на свете
Не жили б звери и народ.
Его назвать могли бы дети
Ведь это – ...” (слайд 6).

Корреспондент 2. Мы предполагаем, что речь идёт о каком-то веществе, но о каком? Вы можете ответить?

Исследователи. Для нас совершенно очевидно, что в этом стихотворении речь идёт о веществе кислород.

Корреспонденты. Значит, мы должны написать статью о кислороде. Вы поможете нам, уважаемые исследователи? Над чем вы сейчас работаете?

Исследователи. Мы изучаем свойства кислорода.

“Кто, когда и как?” (открытие кислорода)

За одним из столов сидят и оживлённо беседуют учёные – Антуан Лавуазье, Карл Шееле, Джозеф Пристли.

К ним подходят корреспонденты.

- Уважаемые учёные, здравствуйте! Не могли бы Вы рассказать нам о том, как был открыт кислород?

- С большим удовольствием!

Рассказ Карла Шееле.

Как это было? В 1771 г. я наблюдал выделение “виртольного воздуха” при нагреве пиролюзита с концентрированной серной кислотой, оказалось, что этот воздух поддерживает горение. А затем, проживая в Упсале, я начал изучать природу огня, и мне скоро пришлось задуматься над тем, какое участие принимает в горении воздух. Я уже знал, что сто лет назад Роберт Бойль и другие учёные доказали, что свеча, уголь и всякое другое горючее тело могут гореть только там, где есть достаточно много воздуха. Никто в те времена не мог, однако, толком объяснить, отчего все так происходит и зачем, собственно, воздух нужен горящему телу. Воздух тогда считали элементом – однородным веществом, которое никакими силами нельзя расщепить на еще более простые составные части. Я тоже сначала был такого мнения. Но скоро я его изменил после того, как стал проводить опыты с различными химическими веществами в сосудах, плотно закрытых со всех сторон. Какие бы вещества ни пытался я сжигать в закрытых сосудах, всегда обнаруживал одно и то же любопытное явление: воздух, который находился в сосуде, обязательно уменьшался при горении на одну пятую часть, и по окончании опыта вода обязательно заполняла одну пятую часть объёма колбы, что хорошо видно на представленном рисунке из моей рукописи (слайд 7). И меня озарила догадка, что воздух не является однородным. Затем я стал изучать разложение нагреванием множества веществ: оксида ртути, карбоната ртути, карбоната серебра, нитрата калия и магния, сурика и получил газ, который поддерживал дыхание и горение. Я хотел раскрыть загадку огня и при этом неожиданно обнаружил, что воздух – не элемент, а смесь двух газов, которые я называл воздухом “огненным” и воздухом “негодным”. Это было величайшим из всех моих открытий. Свои наблюдения я изложил в большом труде “Химический трактат о воздухе и огне” Книга вышла в свет только в августе 1777 года, когда уже были опубликованы работы о кислороде моих коллег Джозефа Пристли и Антуана Лавуазье.

Корреспонденты: Большое спасибо за рассказ, уважаемый Карл Шееле! А что расскажете нам Вы, Джозеф Пристли?

Рассказ Джозефа Пристли.

Я поместил под перевернутой банкой, погруженной в ртуть, немного порошка “меркуриус кальцинатус пер се”. Затем я взял небольшое зажигательное стекло и направил лучи Солнца прямо внутрь банки на порошок. Из порошка стал выделяться воздух, который вытеснил ртуть из банки (слайд 8). Я принялся изучать этот воздух. И меня удивило, даже взволновало до глубины моей души, что в этом воздухе свеча горит лучше и светлее, чем в обычной атмосфере”. Это было 1 августа 1774 г. Я наблюдал выделение “нового воздуха”. Ещё ранее я убедился в том, что вода слишком хорошо растворяет газы, поэтому получаемый при нагревании порошка “меркуриус кальцинатус пер се”. неизвестный газ я выводил через трубку в сосуд, заполненный не водой, а ртутью. О своём открытии я сообщил моему французскому коллеге Антуану Лавуазье. Спустя два месяца после открытия “дефлогистонированного воздуха” я приехал в Париж и подробно рассказал о том, как было сделано это открытие и из каких веществ новый “воздух” выделяется. Я предложил также второй способ получения кислорода нагреванием сурика.

Корреспонденты: А что означает “меркуриус кальцинатус пер се” и сурик?

Исследователи: “Меркуриус кальцинатус пер се” – это порошок красного оксида ртути HgO. А сурик – это оксид свинца Pb₃O₄.

Корреспонденты: Большое спасибо, уважаемый Джозеф Пристли! Мы слушаем, Вас, Антуан Лавуазье!

Рассказ Антуана Лавуазье.

До встречи с Джозефом Пристли я не знал, что в горении и дыхании принимает участие только часть воздуха. Теперь я по-новому поставил начатые двумя годами раньше исследования горения. Я наблюдал образование красных чешуек “ртутной окалины” и уменьшение объема воздуха при нагревании ртути в запаянной реторте (слайд 9). В другой реторте, применив высокотемпературный нагрев, я разложил полученные в предыдущем опыте 2,7 г “ртутной окалины” и получил 2,5 г ртути и 8 кубических дюймов того самого газа, о котором рассказывал Пристли. В первом опыте, в котором часть ртути была превращена в окалину, было “потеряно” как раз 8 кубических дюймов воздуха, а остаток его стал “азотом” – нежизненным, не поддерживающим ни дыхания, ни горения. Газ, выделенный при разложении окалины, проявлял противоположные свойства, и потому я вначале назвал его “жизненным газом”.

Корреспонденты: Заслугу открытия кислорода Вы делите все вместе?

Учёные: Да, это так!

Исследователи: Но во многих академических изданиях и справочниках по химии приоритет отдаётся именно Карлу Вильгельму Шееле.

Исследователи. Уважаемые корреспонденты, знаете ли вы, что идёте сейчас по кислороду?

Корреспонденты. Вот ещё, скажете! Неужели это правда?

Исследователи. Да, это правда! Куда бы вы ни кинули взгляд, везде есть кислород. Просто он невидимый!

“Он везде и всюду” (кислород в природе)

Исследователи данной группы рассказывают о нахождении кислорода в природе (слайд 10).

Кислород – всюду. Это самый распространённый элемент на Земле. В природе элемент-кислород существует в виде трёх изотопов: ₈¹⁶О (99,76%), ₈¹⁷О (0,04%), ₈¹⁸О (0,2%). В виде соединений он распространён на земной поверхности так, как никакой другой элемент. Связанный кислород составляет массы водной оболочки Земли – гидросферы или 85,82% по массе. Литосфера – твёрдая оболочка Земли содержит 47,2% кислорода. В океанической воде с учётом всех растворённых в ней химических компонентов кислород составляет 85,82% по массе. Более 1500 соединений земной коры в своём составе содержат кислород. Это силикаты, карбонаты, сульфаты кварц, оксиды железа, другие минералы. Кислород как химический элемент входит в состав многих органических веществ и присутствует во всех живых клетках. По числу атомов в живых клетках он составляет около 25% или 50-85% по массе https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4 - cite_note-.D0.A5.D0.B8.D0.BC-7.

И только в атмосфере, где кислород находится в свободном состоянии, он занимает второе место после азота – 20,95% по объёму или 23,15% по массе. Всего в атмосфере кислорода содержится 1,5·10¹⁵ тонн. Общее количество растворённого кислорода в воде достаточно велико: 1,5·10¹³ тонн. Вся масса свободного кислорода Земли возникла и сохранилась благодаря жизнедеятельности зелёных растений суши и Мирового океана, выделяющих кислород в процессе фотосинтеза. Основная часть кислорода на Земле выделяется фитопланктоном Мирового океана. Ежегодно растительный мир Земли возвращает в атмосферу около 400 млрд. тонн кислорода.

(учащиеся в тетрадях делают краткие записи).

Корреспондент 1. Из вашего рассказа следует, что кислород можно назвать вездесущим. Он везде и всюду, он кругом.

Корреспондент 2. А каков он из себя? Вы говорите, что кислород повсюду, так где же он?

“А какой он?” (физические свойства кислорода)

Исследователи этой группы рассказывают о физических свойствах кислорода (слайд 11).

Конечно вы его не видите. Ведь кислород – это бесцветный газ, который не имеет запаха и вкуса. Кроме того, кислород плохо растворяется в воде: при 0?С в 100 объёмах воды растворяется 5 объёмов кислорода, а при 20?С в 1 литре воды растворяется 31 мл кислорода. Он немного тяжелее воздуха. Его плотность при нормальных условиях равна 1,43г/л. А если условия изменить, то кислород может превратиться в бледно-синюю жидкость и даже стать твёрдыми синими кристаллами. Но твердый кислород крайне неустойчив, поэтому он не нашел никакого практического применения. При малейшем снижении давления его кристаллическая решетка разрушается, и он испаряется. Кстати, твёрдый кислород может существовать в трёх кристаллических модификациях.

А вот жидкий кислород обладает парамагнитными свойствами, он может втягиваться в магнитное поле.

Корреспонденты: Не могли бы вы рассказать о парамагнитных свойствах кислорода подробнее?

Исследователи: Мы покажем вам видео. Смотрим! (слайд 12).

(учащиеся в тетрадях делают краткие записи).

Корреспондент 1: Интересно получается! Газ невидимый, без запаха и цвета, в воде плохо растворяется. А как же его получают? Какие методы используют?

“Мы сами получим кислород” (способы и методы получения) (слайд 13)

Исследователи: Вся масса свободного кислорода Земли возникла и сохраняется благодаря жизнедеятельности зеленых растений суши и Мирового океана, выделяющих кислород в процессе фотосинтеза. За счёт фотосинтеза кислород появляется в атмосфере. Если кислород составляет 47% литосферы, то логично предположить, что можно использовать различные вещества, находящиеся в земной коре, чтобы его получить. Например, различные селитры – натриевая, калиевая. Можно использовать другие вещества, которые легко разлагаются при нагревании, например, перекись водорода, перманганат калия (слайд 14).

Корреспондент 2: А много ли так можно получить кислорода?

Исследователи: Из легко разлагающихся веществ кислорода получается немного. В промышленности источниками кислорода являются воздух и вода.

Корреспонденты: Да, конечно, вы же говорили, что гидросфера содержит кислорода 85,82% по массе и в воздухе его 23,15%.

Исследователи: Предлагаем вам посмотреть, как мы сейчас сами получим кислород.

Первый исследователь проделывает опыт разложения перекиси водорода при нагревании; второй — объясняет данный опыт; третий — пишет уравнение реакции на доске, а учащиеся в тетрадях. Для получения кислорода в лаборатории используют два метода: вытеснения воды и вытеснения воздуха. Применение этих методов основано на физических свойствах кислорода: кислород плохо растворяется в воде и немного тяжелее воздуха (слайд 15). Четвёртый учащийся рассказывает о промышленных способах получения кислорода:

Энергетически проще всего получить кислород из воздуха, поскольку воздух – не соединение, и разделить воздух не так уж трудно. Температуры кипения азота и кислорода отличаются (при атмосферном давлении) на 12,8°C., следовательно, жидкий воздух можно разделить на компоненты в ректификационных колоннах так же, как делят, например, нефть.

Но чтобы превратить воздух в жидкость, его нужно охладить до минус 196°C. Можно сказать, что проблема получения кислорода – это проблема получения холода.

Чтобы получать холод с помощью обыкновенного воздуха, последний нужно сжать, а затем дать ему расшириться и при этом заставить его производить механическую работу. Тогда в соответствии с законами физики воздух обязан охлаждаться. Машины, в которых это происходит, называют детандерами. Современные установки для разделения воздуха, в которых холод получают с помощью турбодетандеров, дают промышленности, прежде всего металлургии и химии, сотни тысяч кубометров газообразного кислорода. Они работают не только у нас, но и во всем мире (слайд 16).

Корреспондент 1. О, это очень интересно. Спасибо!

Корреспондент 2. Да, мы много узнали о кислороде. Совершенно необычное вещество этот кислород. Скажите, для чего здесь лучинка, свечка, красивая серебристая лента и ещё много всего непонятного?

“Он дружит со всеми” (химические свойства кислорода)

Исследователи.

Кислород активный очень, компанию любит,
с простыми и сложными веществами дружит,
своим присутствием радует всех,
хотите на это посмотреть?

Корреспонденты: Конечно хотим! Покажите, пожалуйста, интересные опыты и расскажите о дружбе кислорода с другими веществами.

Исследователи данной группы рассказывают о химических свойствах кислорода и демонстрируют опыты. (Можно показать видео опыты слайды 17, 18, 19, 20).

• Опыт 1: Горение магния: 2Mg + O₂ = 2MgO (в вытяжном шкафу)
• Опыт 2: Горение угля: С + О₂— > СО₂
• Опыт 3: Горение свечи: парафин + О₂ —> СО₂ + Н₂О (парафин имеет формулу С₁₈Н₃₈)

(исследователь на доске, а учащиеся в тетрадях пишут уравнения реакций).

Корреспонденты. Уважаемые исследователи, знаете ли вы, почему горит вечный огонь?

Исследователи. Потому что происходит горение метана в кислороде. Метан – это сложное вещество. При горении сложных веществ всегда образуются оксиды тех элементов, из которых состоит сложное вещество.

СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О

Исследователи. Реакции с участием кислорода называют реакциями горения. Они всегда сопровождаются выделением теплоты. Однако в природе происходит ещё один процесс, в котором тоже участвует кислород. Его называют медленное окисление. Процессы медленного окисления мы наблюдаем при дыхании аэробных существ, т. е. дышащих кислородом организмов, при окислении органических удобрений (торф, навоз), это процессы гниения, а также прогоркание сливочного масла, ржавление чугуна, стали. Они также сопровождаются выделением теплоты.

Корреспондент 1. Однако о кислороде можно сказать – “кислород всемогущий”.

Исследователи. Да именно так! Ведь кислород поддерживает и горение, и дыхание!

Корреспондент 2. Я уже так много узнал о кислороде, что у меня в голове сложилась о нём фраза: “Кислород — это вещество, вокруг которого вращается земная химия”, которая станет эпиграфом к нашей статье.

Исследователи. Совершенно верно!

Кислород везде и всюду.
Он нужен всем, всем, всем.
Без него нет жизни, это знают все! (слайд 21)
“Кислород нужен всем” (применение кислорода)

Исследователи данной группы рассказывают о применении кислорода (слайд 22).

Широкое промышленное применение кислорода началось в середине XX века, после изобретения турбодетандеров — устройств для сжижения и разделения жидкого воздуха.

Кислород используют:

• в металлургии
• для производства стали конвертерным способом.
• во многих металлургических агрегатах для более эффективного сжигания топлива вместо
• воздуха в горелках используют кислородно-воздушную смесь. Обогащение воздуха кислородом делает эффективнее, быстрее, экономичнее многие технологические процессы, основа которых – процесс окисления. Эти процессы являются основой тепловой энергетики.
• превращение чугуна в сталь тоже невозможно без кислорода. Именно кислород “изымает”
• из чугуна избыток углерода. Одновременно улучшается и качество стали.
• нужен кислород и в цветной металлургии.
• кислород в баллонах широко используется для газопламенной резки и сварки металлов

Кстати, ацетилен все в больших масштабах получают именно с помощью кислорода, в процессах термоокислительного крекинга:

6СН₄ + 4O₂ = С₂Н₂ + 8Н₂ + ЗСО + СO₂ + ЗН₂O.

• как ракетное топливо
• в качестве окислителя для ракетного топлива применяется жидкий кислород, а также другие богатые кислородом соединения.

Смесь жидкого кислорода и жидкого озона — один из самых мощных окислителей ракетного топлива. При сжигании водорода в токе кислорода образуется весьма обыкновенное вещество – Н₂O. Конечно, ради получения этого вещества не следовало бы заниматься сжиганием водорода (который, кстати, часто именно из воды получают). Цель этого процесса будет ясна, если посмотреть на термохимическое уравнение этой реакции: Н₂+0,5O₂=H₂O+68 317 калорий.

Почти семьдесят больших калорий на один моль воды! Так можно получить не только, “море воды”, но и “море энергии”. Для этого и получают воду в реактивных двигателях, работающих на водороде и кислороде.

• в химической промышленности
• как реактив-окислитель в многочисленных синтезах, например, – окисления углеводородов
• в кислородсодержащие соединения, окисления аммиака в оксиды азота в производстве азотной кислоты. Кислород нужен для производства многих других веществ, для газификации углей, нефти, мазута...

Любое пористое горючее вещество, например, опилки, будучи пропитанными голубоватой холодной жидкостью — жидким кислородом, становится взрывчатым веществом. Такие вещества называются оксиликвитами и в случае необходимости могут заменить динамит при разработке рудных месторождений.

в медицине

• кислород используется для обогащения дыхательных газовых смесей при нарушении дыхания.
• для лечения астмы.
• декомпрессионной болезни.
• профилактики гипоксии в виде кислородных коктейлей, кислородных подушек.
• подкожное введение кислорода является эффективным средством лечения таких тяжелых заболеваний, как гангрена, тромбофлебит, слоновость, трофические язвы.

в пищевой промышленности

• кислород зарегистрирован в качестве пищевой добавки E948.
• как пропеллент.
• упаковочный газ.

в сельском хозяйстве

• для прибавки в весе у животных.
• для обогащения кислородом водной среды в рыбоводстве.

Ежегодное мировое производство (и потребление) кислорода измеряется миллионами тонн. Не считая кислорода, которым мы дышим.

Корреспонденты. Очень важная и нужная информация!

Корреспонденты подходят к столу “Источник знаний”.

Корреспонденты: О, смотрите! Какая интересная брошюра – “О кислороде одной строкой”! Что это? (слайд 23).

Исследователи. Это интересные факты о кислороде. Почитайте!

“О кислороде одной строкой” (интересный кислород)

• Вся зелень планеты за один только год образует приблизительно 3 триллиона тонн кислорода.
• В год одно дерево может вырабатывать до 125 кг. кислорода.
• Содержание кислорода в атмосфере составляет в городах-мегаполисах 18%.
• Несколько миллионов лет назад концентрация была почти в 2 раза выше – 37 - 40%.
• Количество кислорода в воздухе ниже 8% считается угрозой для жизни.
• Рыбам не требуется большого количества кислорода.
• А вот карпу нужна кислородная концентрация минимум 4 мг/л.
• Кислород поступает в органы через кровеносную систему.
• Основной переносчик кислорода в организме – гемоглобин, который находится в эритроцитах.
• А вот роговицы глаз получают кислород непосредственно из воздуха.
• Северное сияние можно наблюдать благодаря кислороду.
• В небольших количествах кислород можно получить из оксидов золота Au₂O₃ и Au₂O.

Корреспонденты. Да действительно, вездесущий и всемогущий кислород везде и всюду! Теперь мы действительно узнали о кислороде всё!

Исследователи. Нет, уважаемые корреспонденты, вы ещё не всё узнали. Кислород нам открывает новые неизвестные страницы о себе.

“Чего мы ещё не знаем о кислороде?” (неизвестный кислород)

Исследователи. Мы исследуем кислород с совершенно неизвестной стороны. В старых научных журналах, а также на просторах Интернета мы нашли интересные сведения о кислороде и хотим, чтобы об этом узнали все (слайд 24).

Исследователи сообщают интересные сведения о кислороде:

• Кислородные инъекции в почву.
• И всё же на Марсе есть кислород.
• Всё дело в кислороде.
• Самая богатая.
• Кислород был во Вселенной с момента её появления.
• Кислород появился 2,5 млрд лет назад.
• Кислород появился благодаря мхам.
• Кислород в атмосфере Земли появился на 800 млн лет раньше, чем считалось ранее.
• Жидкий кислород в недрах Земли.
• Добавьте чуть-чуть кислорода.

Корреспонденты. Что ж, статья получится очень интересной. Мы идём в редакцию, писать и публиковать эту статью.

Учитель: Наша химическая лаборатория превращается в редакцию журнала “Журнала неорганической химии”, его английской версии “Russian journal of inorganic Chemistry”.

В редакции кипит работа: работают корреспонденты, редакторы, корректоры, художники – оформители. В работе принимает участие главный редактор (учитель).

Подготовленный материал помещается на страницы журнала (большая раскладка из картона).

Можно сделать электронную версию журнала, используя программу создания документов Microsoft Publisher, программу создания электронного журнала FlippigBook Publisher Professional.

Главный редактор (учитель). Я выношу всем исследователям, учёным, сотрудникам редакции большую благодарность (все оцениваются).

Предлагаю вам домашнее задание: найдите интересные сведения о кислороде, чтобы пополнить страницу “Чего мы не знаем о кислороде”.

Сведения о неизвестном кислороде (примеры)

“Кислородные инъекции в почву”

Из подземных газопроводов постоянно просачивается газ. И хотя утечка невелика, газ может постепенно накапливаться в почве, вызывая медленную гибель деревьев и кустарников, высаженных на улицах.

В Роттердаме, как сообщает журнал “Science Journal” (1970 № 12), с гибелью зелени борются так. Обычным компрессором нагнетают сжатый воздух в почву вокруг дерева. Воздух оттесняет газ, который там накопился, от корней, а также препятствует накоплению новых порций его. Чтобы гибнущие деревья ожили, достаточно несколько таких порций.

“Химия и жизнь” 1971 № 8, стр. 52.

“И всё же на Марсе есть кислород”

Хотя, конечно, его там очень мало. Речь идёт не о связанном кислороде, а о молекулярном, том самом, формула которого О₂.

Его обнаружил на Марсе Э. Барнер из Техасского университета по характерной спектральной линии. Учёный предположил, что источниками молекулярного кислорода могут быть угарный газ и пары воды.

“Химия и жизнь” 1973 № 7 стр. 75.

“Всё дело в кислороде”

В подводных зарослях обычно проживает множество мелких морских рачков и моллюсков. Объясняли это по – разному: по мнению одних биологов, животные в “водорослевых джунглях” ищут спасения от хищников, по мнению других, причина такого “симбиоза” скрыта в листьях растений, которые днем выделяют кислород.

Недавно это решили проверить экспериментально в подводной лаборатории у Виргинских островов. Там, сменяя друг друга через несколько недель, работали акванавты – биологи. На дне моря они соорудили собственные “джунгли” - площадку, покрытую искусственной травой и другой имитацией обычной в этих местах подводной растительности. В искусственных “джунглях” ракообразные и моллюски не появлялись.... Правда, рыбья молодь поспешно заселила район “новостройки”, по – видимому, не отличая её от морской травы. Но моллюски и ракообразные оказались разборчивее: им, кроме укрытия, нужен кислород.

“Химия и жизнь” 1971 № 5 стр. 69.

“Самая богатая”

Из всех известных науке соединений, перекись водорода — самое богатое кислородом. На долю кислорода приходится почти 95 % её веса. Для науки и практики очень важно, что при разложении Н₂О₂ первоначально выделяется атомарный кислород, который обладает значительно большей химической активностью, чем окружающий нас кислород воздуха. Подсчитано, что 2 кг перекиси водорода достаточно, чтобы обеспечить суточную норму воды и кислорода одному космонавту.

“Химия и жизнь” 1972 № 1 стр. 48.

“Кислород был во Вселенной с момента ее появления”

Ученые-физики из Японии сообщили, что им удалось выяснить, что кислород был во Вселенной почти с момента ее появления: к такому выводу они пришли, наблюдая за одной из древнейших галактик.

“Эта галактика содержит в себе примерно десятую долю кислорода, который содержится в нашем Солнце” — заявил один из ученых Наоки Йосида.

Он вместе с коллегами наблюдал за галактиками, которые существовали в один из первых периодов жизни Вселенной.

Отметим, что это весьма далекие галактики, а наблюдать за ними можно только с помощью мощнейших телескопов.

Так и была найдена галактика SXDF-NB1006-2, в которой относительно немного кислорода, но его присутствие говорит о том, что достаточное количество атомов этого элемента успело сформироваться в результате взрывов первых сверхновых и в ходе термоядерных реакций в недрах звезд.

www.medikforum.ru

“Кислород появился на Земле около 2,5 млрд лет назад”

Новое исследование, проведенное учеными из университетов США и Австралии, доказывает, что кислород на нашей планете появился примерно на 100 млн лет раньше, чем было принято считать до сих пор.

Проанализировав древние слои горных пород в Австралии, специалисты пришли к выводу, что кислород на планете появился около 2,5 млрд лет назад, то есть примерно за 100 млн лет до того, как на планете начался активный рост и размножение биологических видов.

Специалисты говорят, что в структуре земли кислород существовал и до этого, однако в атмосфере его почти не было. Ранее считалось, что кислород появился в атмосфере планеты примерно 2,3 – 2,4 млрд лет назад, тогда же начались активные окислительные процессы, которые в итоге и привели к появлению жизни.

Вместе с тем, что стало причиной активного появления в атмосфере кислорода пока по-прежнему неясно.

Открытие американских и австралийских ученых было сделано в процессе анализа сегмента горных пород, находящихся на глубине около 90 метров.

По словам Ариэль Анбар, с данным открытием у науки появился еще один вопрос – почему активные окислительные процессы начали происходить не сразу же после появления кислорода, а лишь спустя минимум 50 млн лет?

http://www.cybersecurity.ru

“Кислород появился на Земле благодаря мхам”

18 августа 2016

Кислород на нашей планете появился благодаря мхам. Такой вывод сделали британские ученые при помощи самых современных технологий компьютерного моделирования.

Исследователи поясняют, что кислород в его современной форме появился в атмосфере свыше 2,5 миллиардов лет назад. Но только 400 млн. лет назад его концентрация в воздухе дошла до оптимальных значений, необходимых для старта эволюции сложных организмов.

Компьютерное моделирование продемонстрировало, что основная роль в данном процессе принадлежала мхам. Специалисты убеждены, что именно мхи оказались одними из первых растений на планете. Наряду с прочими характеристиками им отводят роль колонизаторов, которую они на протяжении длительного времени выполняли. Ведь благодаря им доля кислорода в земной атмосфере последовательно росла, что и явилось в итоге толчком для развития жизни.

Большое значение в этом процессе имеют бриофиты – первые элементарные мхи. Сегодня доля кислорода в атмосфере – 21 %. В общей сложности сам процесс насыщения воздуха шел 50 миллионов лет.

http://www.trkterra.ru

Кислород в атмосфере Земли появился на 800 млн лет раньше, чем считалось ранее.

ОСЛО, 24 марта 2016. /Корр. ТАСС Юрий Михайленко/. Свободный кислород присутствовал в атмосфере Земли уже 3,8 млрд лет назад – на 800 млн лет раньше, чем предполагали некоторые исследователи. К такому выводу пришла группа ученых под руководством профессора Копенгагенского университета Роберта Фрая, сообщает скандинавский научный интернет-портал sciencenordic.com.

Фрай пришел к такому выводу, проведя изотопный анализ самых старых горных пород на планете – полосчатых железорудных формаций на западе Гренландии, возраст которых составляет 3,7 - 3,8 млрд лет. Он обнаружил, что типы встречающихся в них изотопов урана и особенно хрома свидетельствуют о том, что данные металлы уже в то время подвергались окислению, а наиболее очевидным объяснением данного факта является присутствие в атмосфере кислорода, хотя, вероятно, в очень небольших количествах.

"Откровенно говоря, я был шокирован полученными результатами, когда впервые их просматривал, – говорит Фрай. Мы имеем дело с очень деликатной областью науки, геологических свидетельств, относящихся к тому времени немного, и большая часть научного сообщества не верит в возможность наличия свободного кислорода в ту эпоху. Мне пришлось выслушать мнения многих критически настроенных коллег, а на то, чтобы опубликовать статью, ушло больше года. Однако я провел очень тщательные расчеты, изучив целый ряд образцов, и уверен в точности результатов".

www.tass.ru

“Жидкий кислород в недрах Земли”

17 Февраля 2016

Российские и немецкие физики и геологи обнаружили ранее неизвестную прослойку в мантии Земли, в которой содержится гигантское количество жидкого кислорода, экспериментируя с лазерным прессом–"наковальней" в Немецком синхротронном центре DESY, о чем они рассказали в своей статье в журнале Nature Communications.

"По нашим оценкам в этом слое содержится примерно в 8–10 раз больше кислорода, чем в атмосфере Земли. Это было большим сюрпризом для нас, и мы пока не знаем, что происходит с этими "кислородными реками" в недрах планеты", — заявила Елена Быкова из университета Байрейта (Германия).

Быкова и ее коллеги нашли неожиданный источник и скопление кислорода в недрах Земли, наблюдая за тем, как ведут себя различные виды оксида железа, одного из основных компонентов глубинных пород, при разных температурах и давлениях.

Как объясняют ученые, в нормальных условиях оксид железа в породах Земли представляет собой гематит – соединение из двух атомов железа и трех атомов кислорода. В последние годы, по словам Быковой, химики и физики открыли несколько новых "версий" оксида железа, которые формируются при высоких давлениях и температурах и содержат в себе экзотическое число атомов — Fe₄O₅, Fe₅O₆, или к примеру, Fe₁₃O₁₉.

Авторы статьи выяснили, что этим список оксидов железа не ограничивается, проследив за тем, как ведут себя гематит и его "магнитный" тезка магнетит, Fe₃O₄, в условиях, приближенных к ядру и мантии Земли, сжав их при помощи лазерных "тисков" PETRA III до давления, превышающего атмосферное в 670 тысяч раз. Эта операция привела к разложению гематита и формированию нового экзотического оксида железа, Fe₅O₇, при давлениях и температурах, соответствующим глубине в 1500 километров. Дальнейшее сжатие привело к формированию еще одного неизвестного оксида, Fe₂₅O₃₂. И то и другое, как рассказывают исследователи, привело к выбросу огромной массы кислорода, который на такой глубине и при таком давлении превращается не в газ, а в жидкость.

Потоки этой жидкости, по мнению Быковой и ее коллег, часто текут через мантию в тех ее точках, где залежи магнетита и гематита, сформировавшиеся на дне моря, "текут" вместе с остальной материей мантии и коры по направлению к ядру Земли.

Судьба этого кислорода остается неизвестной – данные кислородные "реки" могут в равной степени как взаимодействовать с окружающими породами и окислять их, так и подниматься в более высокие слои мантии и даже выше.

www.science.dirty.ru

Добавьте чуть-чуть кислорода

Как часто после утомительного рабочего дня нас вдруг охватывает непреодолимая усталость, голова становится тяжелой, мысли путаются, наваливается сонливость... Такое недомогание болезнью не считается, но тем не менее очень мешает нормально жить и работать. Многие спешат принять таблетку от головной боли и идут на кухню, чтобы заварить чашку крепкого кофе. А может быть, вам просто не хватает кислорода? Как известно, земная атмосфера на 78% состоит из химически нейтрального газа – азота, почти 21% составляет основа всего живого – кислород. Но так было не всегда (слайд 25). Как показывают современные исследования, 150 лет назад содержание кислорода в воздухе достигало 26%, а в доисторические времена динозавры дышали воздухом, в котором кислорода было больше трети. Сегодня все жители земного шара страдают от хронической нехватки кислорода – гипоксии. Особенно нелегко горожанам. Так, под землей (в метро, в переходах и подземных торговых центрах) концентрация кислорода в воздухе составляет 20,4%, в высотных зданиях – 20,3%, а в набитом битком вагоне наземного транспорта – всего лишь 20,2%. Давно известно, что повышение концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе до уровня, установленного природой (около 30%), благотворно сказывается на здоровье человека. Не зря космонавты на Международной космической станции дышат воздухом, содержащим 33% кислорода.

Как уберечься от гипоксии? В Японии у жителей больших городов недавно стали популярными так называемые "кислородные бары". Это своего рода кафе – каждый желающий может заглянуть в них и за небольшую плату в течение 20 минут подышать воздухом, обогащенным кислородом. Основной переносчик кислорода в организме – гемоглобин, который находится в красных кровяных клетках – эритроцитах. Чем больше кислорода эритроциты "доставляют" клеткам организма, тем интенсивнее идет обмен веществ в целом: "сгорают" жиры, а также вещества, вредные для организма; окисляется молочная кислота, накопление которой в мышцах вызывает симптомы усталости; в клетках кожи синтезируется новый коллаген; улучшаются кровообращение и дыхание. Поэтому повышение концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе снимает усталость, сонливость и головокружение, ослабляет боль в мышцах и пояснице, стабилизирует кровяное давление, уменьшает одышку, улучшает память и внимательность, налаживает сон.

Кандидат химических наук О.БЕЛОКОНЕВА. www.nkj.ru

Технологическая карта урока

Структура и ход урока 2