Воздух, кислородный цикл и озон
Расширим знания о кислороде: состав воздуха, промышленное разделение газов, фотосинтез и две разные роли озона в атмосфере.
Чему научимся
- Описывать примерный состав сухого воздуха
- Сравнивать O₂ и O₃ как простые вещества
- Связывать кислородный цикл с природой и применением
Разбираемся в теме
Воздух как смесь
Сухой воздух у поверхности Земли содержит приблизительно 78% N₂, 21% O₂, около 0,93% Ar и небольшую долю других газов по объёму. Влажность меняется, поэтому состав влажного воздуха не совпадает точно с сухим. Доля CO₂ изменяется во времени и пространстве; округлённая школьная таблица не служит точным современным измерением.
Промышленно O₂ и N₂ могут получать разделением предварительно очищенного сжиженного воздуха на основе различия температур кипения; применяются и другие технологии, например адсорбционное разделение. Кислород используют в металлургии и медицине с отдельными требованиями к чистоте. Повышенная концентрация O₂ усиливает пожароопасность.
Цикл и аллотропия
При фотосинтезе организмы образуют органические вещества и выделяют O₂, а дыхание, горение и многие окислительные процессы расходуют его. Нахождение кислорода в воде и минералах не означает наличие там молекул O₂: в соединениях элемент химически связан. Медленное окисление отличается от пламени скоростью и способом выделения энергии.
O₂ и O₃ — аллотропные простые вещества кислорода. Озон токсичен при вдыхании; у поверхности он загрязнитель, а в стратосфере поглощает часть опасного ультрафиолета. Долгоживущие галогенсодержащие загрязнители могут достигать стратосферы; ультрафиолет высвобождает из них активные частицы Cl и Br, ускоряющие разрушение O₃ каталитическими цепями. Истощение озона увеличивает прохождение ультрафиолета и отличается от усиления парникового эффекта, связанного с тепловым балансом атмосферы.
Разобранные примеры
В 10 л условного сухого воздуха содержится 21% O₂ по объёму. Какой объём кислорода это составляет при тех же условиях?
- Переводим 21% в долю 0,21.
- Объём O₂ в условной смеси равен 10 × 0,21 = 2,1 л.
- Сохраняем одинаковые температуру и давление для сравниваемых объёмов; остаток смеси не является одним азотом.
Ответ. Около 2,1 л O₂; оставшиеся 7,9 л включают азот, аргон и другие газы.
В готовом журнале учительской демонстрации 100 мл сухого воздуха после поглощения O₂ нагретой медью дали 79 мл газа при прежних температуре и давлении. Оцени долю O₂.
- Медь связывает кислород: 2Cu + O₂ → 2CuO; опыт выполняет только учитель, ученик анализирует данные.
- После охлаждения до исходной температуры и согласования давления уменьшение объёма равно 100 − 79 = 21 мл.
- Доля поглощённого газа 21/100 = 21%; вывод предполагает герметичность и полное поглощение O₂, а остаток не является чистым N₂.
Ответ. Данные согласуются с примерно 21% O₂ по объёму; утечка, неполное поглощение или разные температуры исказили бы оценку.
Попробуй самостоятельно
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Самопроверка
Закрепление материала
Мини-тест
Выберите ответ на каждый вопрос. Объяснения откроются после проверки.
Открываем мини-тест…
Словарь урока
- Сухой воздух
- Воздушная смесь, состав которой описывают без учёта водяного пара.
- Аллотропная модификация
- Одно из простых веществ элемента, отличающееся строением от других его форм.
- Круговорот кислорода
- Совокупность природных процессов переноса и превращения кислорода между веществами и средами.
Связь с программой
Тема: получение и свойства газов. Раздел: Кислород, водород, вода и растворы.
- ФРП ООО «Химия», базовый уровень, 8–9 классы ↗Единое содержание общего образованияПроверенная копия программы ↗Страницы PDF: 6, 7, 25, 26
Содержание базового курса сверено с программой 12 октября 2026 г. Источники программы описывают содержание школьного курса химии; объяснения, примеры и задания — авторские материалы Умблика. Последовательность школьных занятий и актуальные требования уточняет учитель в рабочей программе.
Твой маршрут
Химия