В уроке
рассматривается развитие научных представлений о составе воздуха. Вы узнаете,
как ученым удалось изучить состав воздуха и определить его компоненты. Урок
поможет ответить на вопрос: «Какие вещества входят в состав воздуха?».
1.
Кислородная теория горения
Воздух –
смесь газов. Одним из компонентов воздуха является кислород.
То, что
кислород является составной частью воздуха, стало известно ученым только в
XVIII веке. Причем первооткрывали кислорода – Шееле и Пристли - об этом даже не
догадывались. Такое открытие сделал французский ученый Антуан Лоран Лавуазье.
В результате
изучения реакций горения веществ, Лавуазье заметил, что на горение вещества
расходуется не весь воздух, а только его часть – кислород. Значит, горение –
это химическая реакция, в которую вступает кислород. Таким образом, Лавуазье
является основоположником кислородной теории горения:
Горение - это взаимодействие веществ с кислородом,
сопровождающееся выделением тепла и света.
Чтобы
установить, какую часть воздуха занимает кислород, можно провести простой опыт.
Если сжигать
фосфор под колоколом, опущенным в воду, то после окончание реакции горения
(реакция прекратится, т.к. израсходуется весь кислород, поддерживающий горение)
вода в колоколе поднимется на 1/5 часть его объема (Рис. 1). Следовательно,
содержание кислорода в воздухе около 20 % об.
Рис. 1.
Результат опыта по сжиганию фосфора под колоколом
2. Открытие
Резерфорда, Пристли и Кавендиша
Что же
представляет собой оставшийся газ?
Это
газообразное вещество было открыто сразу несколькими учеными (независимо друг
от друга): Резерфордом, Пристли и Кавендишем. Ученые выяснили, что в воздухе
всегда содержится небольшая доля углекислого газа. В результате процессов
дыхания и горения его доля в воздухе увеличивается. После удаления углекислого
газа и кислорода из сосуда, в нем остается газообразное вещество, которое не
поддерживает дыхания и горения. Лавуазье чуть позже назвал этот газ «азотом» (от
греч. «безжизненный»). Именно Лавуазье показал, что это простое вещество, и
сделал вывод, что в состав воздуха входят кислород, азот и углекислый газ.
Рис. 2.
Первооткрыватели углекислого газа
3. Инертные
газы
В конце
XVIII века Кавендиш заметил, что в состав воздуха также входит менее 1%
газообразного вещества, которое ни с чем не взаимодействует. Только через 100
лет ученые выяснили, что это смесь инертных газов. Инертными их назвали потому,
что они практически не с чем не вступают в химические реакции.
4. Состав
воздуха
Итак, помимо
постоянных компонентов (азота, кислорода и инертных газов), в воздухе есть
переменные компоненты, содержание которых зависит от места взятия пробы
(углекислый газ и пары воды), и случайные компоненты – загрязнители воздуха
(например, оксиды серы и азота, сероводород).
Рис. 3.
Состав воздуха
5.
Парниковый эффект
Углекислого
газа в воздухе, как правило, 0,03 – 0,04 %. Но его объемная доля может
повышаться в промышленных районах, вблизи дорог, в непроветриваемых помещениях.
Вы знаете, что углекислый газ образуется в результате процессов горения и
дыхания. Ученые прогнозируют повышение содержания углекислого газа в атмосфере
из-за развития промышленности и автомобильного транспорта. Это грозит
глобальным потеплением климата. Углекислый газ поглощает тепловые инфракрасные
лучи, излучаемые Землей, и пропускает световые лучи от Солнца. В результате
температура атмосферы повышается (возникает «парниковый эффект»). А это чревато
таянием льда и уменьшением площади суши на Земле.
Комментариев нет:
Отправить комментарий