§ 8. Хімічні властивості кисню

Зміст

ДІЗНАЄТЕСЯ, ЗРОЗУМІЄТЕ, ВИКОРИСТАЄТЕ

Як кисень взаємодіє зі складними речовинами?

У процесі горіння або окиснення складних речовин киснем утворюються оксиди елементів, з яких складалася вихідна речовина.

Які сполуки називають оксидами?

Оксиди — це бінарні сполуки (складаються з двох елементів), де одним із них є Оксиген із валентністю ІІ. Загальна формула: $E_mO_n$.

Перетворіть схему реакції на хімічне рівняння ($H_2S + O_2 \rightarrow SO_2 + H_2O$).

Готове хімічне рівняння:
$$2H_2S + 3O_2 = 2SO_2 + 2H_2O$$

ДОСЛІДЖУЄМО ХІМІЧНІ РЕАКЦІЇ

За матеріалами з інтернету з’ясуйте джерела надходження метану в атмосферу.

Метан ($CH_4$) потрапляє в атмосферу через сільське господарство (скотарство, вирощування рису), видобуток і транспортування викопного палива, гниття органіки на сміттєзвалищах та з природних боліт.

За діаграмою (мал. 28) визначте, у скільки разів внесок вуглекислого газу в парниковий ефект більший, ніж метану.

Частка вуглекислого газу ($CO_2$) — 76 %, метану ($CH_4$) — 16 %. Розрахунок: $76 : 16 = 4,75$. Вплив $CO_2$ на парниковий ефект більший у 4,75 раза.

Складіть схему «Основні джерела забруднення повітря техногенними газами».

Джерела забруднення повітря:

• Теплоенергетика: спалювання вугілля, газу та мазуту (викиди $CO_2$, $SO_2$, $NO_x$).
• Транспорт: вихлопні гази двигунів ($CO$, вуглеводні, $NO_x$).
• Промисловість: металургія та хімічні заводи ($SO_2$, $H_2S$, $NO_2$, пил).
• Сільське господарство і відходи: гниття та тваринництво (викиди $CH_4$, $NH_3$).

У якому оксиді (таблиця 1) відношення мас хімічних елементів становить: а) 1 : 1; б) 3 : 4; в) 5 : 2?

Співвідношення мас в оксидах:
а) 1 : 1 — сірчистий газ $SO_2$: $$A_r(S) : (2 \cdot A_r(O)) = 32 : 32 = 1 : 1$$
б) 3 : 4 — чадний газ $CO$: $$A_r(C) : A_r(O) = 12 : 16 = 3 : 4$$
в) 5 : 2 — негашене вапно $CaO$: $$A_r(Ca) : A_r(O) = 40 : 16 = 5 : 2$$

За матеріалами з інтернету з’ясуйте, який оксид найпоширеніший у літосфері. Які формула і назва цієї речовини?

Найпоширеніший у літосфері — силіцій(IV) оксид. Формула: $SiO_2$. Відомий як кремнезем, кварц або річковий пісок.

ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ

Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про реакції кисню зі складними речовинами і про оксиди.

Горіння складних речовин призводить до утворення оксидів елементів, що входять до їхнього складу. Оксиди — це бінарні кисневмісні сполуки. Надмірні викиди оксидів від спалювання палива посилюють парниковий ефект.

Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам / однокласницям. Зіставте свою і їхні відповіді та оцініть їх. Поясніть, чому ваша оцінка саме така.

Запитання: «Чому під час горіння метану $CH_4$ утворюється два різні оксиди ($CO_2$ і $H_2O$), а під час горіння простої речовини сірки ($S$) — лише один ($SO_2$)?»

Відповідь: Метан — складна речовина з Карбону і Гідрогену, кожен із яких утворює свій оксид. Сірка — проста речовина з одного елемента, тому оксид один.

Оцінка: Правильними є відповіді, які пояснюють різницю між простою та складною речовиною.

ПЕРЕВІРМО СЕБЕ

74. Укажіть серед наведених формул ті, що відповідають оксидам: $O_2$, $NaOH$, $H_2O$, $HCl$, $I_2O_5$, $BaO$.

Оксиди з переліку:

• $H_2O$ (вода);
• $I_2O_5$ (йод(V) оксид);
• $BaO$ (барій оксид).

75. Один зі способів зварювання металів ґрунтується на використанні ацетиленового пальника. Складіть рівняння реакції горіння ацетилену $C_2H_2$ в повітрі.

$$2C_2H_2 + 5O_2 = 4CO_2 + 2H_2O$$

ПОМІРКУЙМО

76. Які умови потрібно створити, щоб, спалюючи паливо, запобігти утворенню чадного газу?

Щоб уникнути утворення отруйного чадного газу ($CO$), потрібне повне згоряння палива. Це досягається постійним доступом достатньої кількості кисню та хорошою вентиляцією.

ВИКОНАЙМО ВПРАВУ

77. Допишіть формулу простої речовини в кожній схемі реакції і складіть хімічні рівняння: а) $NO + \dots \rightarrow NO_2$; б) $CS_2 + \dots \rightarrow CO_2 + SO_2$. Порівняйте умови перебігу обох реакцій.

Пропущена речовина — кисень ($O_2$).
а) $2NO + O_2 = 2NO_2$;
б) $CS_2 + 3O_2 \xlongequal{t} CO_2 + 2SO_2$.

Порівняння: Реакція «а» йде за звичайних умов (самоокиснення), а «б» — це горіння, що потребує початкового нагрівання.

78. Перетворіть схеми реакцій на хімічні рівняння: а) $FeO + O_2 \rightarrow Fe_2O_3$; б) $Mn_2O_3 + O_2 \rightarrow MnO_2$; в) $SiH_4 + O_2 \rightarrow SiO_2 + H_2O$; г) $NH_3 + O_2 \rightarrow N_2 + H_2O$.

а) $4FeO + O_2 \xlongequal{t} 2Fe_2O_3$

в) $SiH_4 + 2O_2 = SiO_2 + 2H_2O$ (самозаймання)

б) $2Mn_2O_3 + O_2 \xlongequal{t} 4MnO_2$

г) $4NH_3 + 3O_2 \xlongequal{t} 2N_2 + 6H_2O$ (без каталізатора)

ВИКОНАЙМО ВПРАВУ

79. Складіть рівняння реакцій горіння в повітрі ацетону $(CH_3)_2CO$ й етеру $(C_2H_5)_2O$. Візьміть до уваги, що продуктами кожної реакції є два оксиди.

Ацетон ($C_3H_6O$): $$(CH_3)_2CO + 4O_2 = 3CO_2 + 3H_2O$$

Етер ($C_4H_{10}O$): $$(C_2H_5)_2O + 6O_2 = 4CO_2 + 5H_2O$$

РОЗВ’ЯЗУЙМО ЗАДАЧУ

80. Установіть формули двох оксидів, якщо відносна молекулярна маса кожної речовини становить 30.

1. Нітроген(ІІ) оксид $NO$: $$M_r(NO) = 14 + 16 = 30$$
2. Літій оксид $Li_2O$: $$M_r(Li_2O) = 14 + 16 = 30$$

У КОМАНДІ

81. Використавши матеріал з інтернету, з’ясуйте, що відбувається в процесі компостування рослинних залишків і які переваги цього процесу в екологічному аспекті порівняно зі спалюванням таких залишків.

Компостування — це розкладання органіки мікроорганізмами з утворенням гумусу.

Екологічні переваги над спалюванням:

• Немає токсичного диму ($CO$, канцерогенів).
• Поживні речовини повертаються в ґрунт.
• Зберігається корисна ґрунтова мікрофлора.

СТВОРЮЙМО ПРОЄКТ

82. Скориставшись інтернетом, підготуйте повідомлення про те, які металічні (оксидні) руди є в Україні та в яких регіонах.

Основні оксидні руди України:

• Залізні руди: магнетит, гематит (Криворізький, Кременчуцький басейни, Білозерський район).
• Марганцеві руди: піролюзит (Нікопольський басейн).
• Титанові руди: ільменіт, рутил (Житомирська та Дніпропетровська області).

83. За інформацією з інтернету підготуйте проєкт «Війна і забруднення повітря».

Наслідки військових дій для атмосфери:

• Пожежі: палаючі нафтобази та хімічні підприємства викидають сажу, $CO$, $SO_2$, $NO_x$.
• Вибухи: боєприпаси вивільняють токсичні гази та важкі метали.
• Техніка: викиди вихлопних газів від військових машин без систем фільтрації.

Це спричиняє кислотні дощі та тривале отруєння екосистеми.

ФОРМУЙМО СЛОВНИЧОК

84. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.

• Кисень — Oxygen
• Складна речовина — Complex substance
• Оксид — Oxide
• Реакція горіння — Combustion reaction
• Вуглекислий газ — Carbon dioxide
• Чадний газ — Carbon monoxide
• Сірчистий газ — Sulfur dioxide
• Парниковий ефект — Greenhouse effect
• Металічні руди — Metallic ores
• Хімічне рівняння — Chemical equation

ОЦІНЮЙМО СВОЇ ЗНАННЯ

85. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.