Ուղղորդող հարցադրումներ.
- Թթվածնի ենթախմբի ընդհանուր բնութագիրը, թթվածնի դիրքը պարբերական համակարգում(ո՞ր պարբերության, ո՞ր խմբի տարր է), թթվածնի իզոտոպների բաղադրությունը(պրոտոնների, նեյտրոնների, էլեկտրոնների քանակը իզոտոպներում)
Թթվածինը (O) գտնվում է տարրերի պարբերական աղյուսակի երկրորդ պարբերությունում և վեցերորդ խմբում:Թթվածինն ունի երեք հիմնական իզոտոպ՝ թթվածին-16 (16O), թթվածին-17 (17O) և թթվածին-18 (18O):
Թթվածին-16 (16O) բաղկացած է.
8 պրոտոն ատոմային միջուկում,
8 նեյտրոն ատոմային միջուկում,
8 էլեկտրոն ատոմի թաղանթներում:
Թթվածին-17 (17O) բաղկացած է.
8 պրոտոն ատոմային միջուկում,
9 նեյտրոն ատոմային միջուկում,
8 էլեկտրոն ատոմի թաղանթներում:
Թթվածին-18 (18O) բաղկացած է.
8 պրոտոն ատոմային միջուկում,
10 նեյտրոն ատոմային միջուկում,
8 էլեկտրոն ատոմի թաղանթներում:
- Թթվածնի տարածվածությունը Երկրագնդի վրա
Մթնոլորտ
Օդը, որը մենք շնչում ենք, հիմնականում բաղկացած է ազոտից (~78%) և թթվածնից (~21%): Մթնոլորտի թթվածինը հիմնական դեր է խաղում Երկրի վրա կյանքի պահպանման գործում, քանի որ այն անհրաժեշտ է կենդանի օրգանիզմների շնչառության և տարբեր նյութերի օքսիդացման համար:
Օվկիանոսներ
Թթվածինը նույնպես լուծվում է ջրում՝ ապահովելով ծովերում և օվկիանոսներում կյանքի համար անհրաժեշտ պայմանները: Ջրում լուծված թթվածինը կարևոր է ջրային օրգանիզմների շնչառության համար, ինչպիսիք են ձկները և ծովային անողնաշարավորները:
Լիտոսֆերա
Թթվածինը առկա է հանքանյութերում և ապարներում: Այն կարևոր դեր է խաղում քիմիական գործընթացներում, ինչպիսիք են մետաղների օքսիդացումը հանքաքարերի ձևավորման ժամանակ:
Կենսոլորտ
Ֆոտոսինթեզի միջոցով բույսերի կողմից թողարկված թթվածինը մթնոլորտում թթվածնի հիմնական աղբյուրն է: Ֆոտոսինթեզի գործընթացի միջոցով կանաչ բույսերը օգտագործում են ածխաթթու գազ և արևային էներգիա՝ օրգանական նյութեր և թթվածին արտադրելու համար:
- Թթվածնի վալենտականությունը և օքսիդացման աստիճանը միացություններում, գրեք օրինակներ
Թթվածինը սովորաբար ունի -2 վալենտություն, ինչը նշանակում է, որ այն սովորաբար կրկնակի կապեր է ձևավորում այլ տարրերի հետ՝ արտաքին թաղանթում էլեկտրոնների օկտետ ստանալու համար: Սա հանգեցնում է թթվածնի միացություններին, որոնք ունեն բացասական օքսիդացման վիճակ:
Օրինակ:
Ջուր (H2O): Այս միացության մեջ թթվածինն ունի -2 օքսիդացման աստիճան: Ջրածնի յուրաքանչյուր ատոմ ունի +1 օքսիդացման աստիճան:
Ածխածնի երկօքսիդ (CO2): Այս միացության մեջ թթվածինը նույնպես ունի -2 օքսիդացման աստիճան, իսկ ածխածինը +4։
Ալյումինի օքսիդ (Al2O3): Այստեղ թթվածինը նույնպես ունի -2 օքսիդացման աստիճան, ալյումինը +3։
Կալցիումի կարբոնատ (CaCO3): Այս միացության մեջ թթվածինն ունի -2 օքսիդացման աստիճան, կալցիումը +2 և ածխածինը +4։
- Թթվածնի ֆիզիկական, քիմիական, ֆիզիոլոգիական հատկությունները
Ֆիզիկական հատկություններ:
Թթվածինը նորմալ պայմաններում անգույն, առանց հոտի գազ է։
Այն ավելի թեթև է, քան օդը և հեշտությամբ տարածվում է մթնոլորտում։
Կրիոգեն տեխնոլոգիաները կարող են ցածր ջերմաստիճաններում թթվածինը վերածել հեղուկի կամ նույնիսկ պինդ վիճակի:
Թթվածինը անհրաժեշտ է այրման համար, ուստի այն օգտագործվում է վառելիքի այրման գործընթացներում:
Քիմիական հատկություններ.
Թթվածինը շատ ռեակտիվ տարր է և ունակ է միացություններ ստեղծել այլ տարրերի մեծ մասի հետ:
Այն ուժեղ օքսիդիչ է և կարող է աջակցել այրմանը:
Թթվածինը փոխազդում է բազմաթիվ մետաղների հետ՝ առաջացնելով օքսիդներ։
Ֆիզիոլոգիական հատկություններ.
Թթվածինը կենսական նշանակություն ունի կենդանի օրգանիզմների համար, քանի որ այն անհրաժեշտ է շնչառության և օրգանական նյութերի օքսիդացման համար, որն ապահովում է էներգիայի արտադրությունը:
Մարդկանց համար թթվածինը անհրաժեշտ է բջիջների և օրգանների կյանքը և բնականոն գործունեությունը պահպանելու համար:
Բժշկական թթվածինը օգտագործվում է տարբեր պայմանների բուժման համար, ինչպիսիք են մոտալուտ հիպոքսիան կամ շնչառական անբավարարությունը:
- Ինչպիսի՞ ռեակցիաների օգնությամբ են ստանում թթվածինը լաբորատորիայում և արդյունաբերության մեջ
Ջրածնի պերօքսիդի քայքայումը (H2O2):
Այս մեթոդով ջրածնի պերօքսիդը (H2O2) քայքայվում է ջրի (H2O) և թթվածնի (O2)՝ օգտագործելով կատալիզատոր, սովորաբար մանգանի երկօքսիդ (MnO2):
2H2O2→2H2O+O2
Ջրի էլեկտրոլիզ.
Այս գործընթացում ջուրը (H2O) էլեկտրոլիզվում է ուղղակի էլեկտրական հոսանքի միջոցով: Թթվածինը (O2) ձևավորվում է անոդում, իսկ ջրածինը (H2) կաթոդում.
2H2O→2H2+O2
Կրիոգենիկ մեթոդներ.
Արդյունաբերության մեջ թթվածին կարող է արտադրվել նաև հեղուկացնելով, այնուհետև սառեցնելով օդը մինչև շատ ցածր ջերմաստիճան, ինչը թթվածինը բաժանում է մթնոլորտի այլ բաղադրիչներից, ինչպիսիք են ազոտը:
Ջրի ֆոտոլիզ.
Բնության մեջ թթվածինը կարող է սինթեզվել ֆոտոսինթեզի ընթացքում ջրի ֆոտոլիզի արդյունքում, որը տեղի է ունենում բույսերի, ջրիմուռների և որոշ միկրոօրգանիզմների մեջ։
6. Լաբորատոր փորձեր՝ այրման ռեակցիաներ, օդի բաղադրության որոշումը:
7. Ինչպիսի՞ թունավոր նյութեր կարող են պարունակվել օդում(պինդ, հեղուկ,գազային)
Պինդ նյութեր:
Փոշին և մասնիկներ. օդի մանր մասնիկները կարող են պարունակել թունավոր մետաղներ կամ օրգանական միացություններ, որոնք կարող են ներշնչվել:
Ասբեստ. Հանքանյութ, որը նախկինում լայնորեն օգտագործվում էր շինարարության և այլ ոլորտներում, սակայն այժմ խուսափում են իր քաղցկեղածին հատկությունների պատճառով:
Հեղուկ նյութեր.
Տարբեր քիմիական նյութեր, ինչպիսիք են լուծիչները կամ ծանր մետաղները, կարող են գոլորշիանալ և թունավոր գոլորշիներ ստեղծել օդում:
Նավթամթերք. նավթավերամշակման գործարաններից կամ տրանսպորտային պատահարներից արտանետումները կարող են թունավոր հեղուկներ արտանետել օդ:
Գազային նյութեր.
Ազոտի երկօքսիդ (NO2). Ավտոմեքենաներից և արդյունաբերական ձեռնարկություններից արտանետումները կարող են հանգեցնել օդում NO2-ի բարձր մակարդակի, ինչը կարող է առաջացնել շնչառական խնդիրներ և լորձաթաղանթի գրգռում:
Ծծմբի երկօքսիդ (SO2). Արտանետումները էլեկտրակայաններից և այլ աղբյուրներից, ինչպիսիք են որոշ արդյունաբերություններ, կարող են պարունակել SO2, որը կարող է նաև առաջացնել շնչառական խնդիրներ և առողջական այլ խնդիրներ:
Ածխածնի երկօքսիդ (CO). Թերի այրման արտադրանք, որը թունավոր է բարձր կոնցենտրացիաներում և կարող է թունավորում առաջացնել:
8. Օզոն, օզոնային շերտի վերացմամբ ի՞նչ վտանգ է սպառնում կենդանական աշխարհին, օզոնային ճեղքերի առաջացման պատճառները որո՞նք են
Օզոնային շերտի քայքայումը կարող է լուրջ հետևանքներ ունենալ վայրի բնության համար: Օզոնային շերտը կարևոր դեր է խաղում Երկրի վրա կյանքը արևի վնասակար ուլտրամանուշակագույն (ուլտրամանուշակագույն) ճառագայթումից պաշտպանելու գործում: Առանց այս պաշտպանիչ շերտի, կենդանիները կարող են հանդիպել մի շարք խնդիրների.
Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման մակարդակի բարձրացում. Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը, կարող է ներթափանցել մթնոլորտ առանց օզոնային շերտի: Սա կարող է հանգեցնել մաշկի և աչքի քաղցկեղի առաջացման ռիսկի, իմունիտետի նվազմանը, ԴՆԹ-ի վնասմանը և կենդանիների վատ առողջությանը:
Ազդեցությունը էկոհամակարգերի վրա. Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ավելացումը կարող է ազդել ծովային և ցամաքային էկոհամակարգերի վրա: Ֆիտոպլանկտոնի որոշ տեսակներ, որոնք գտնվում են ծովային սննդի շղթաների հիմքում, կարող են հատկապես խոցելի լինել ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման նկատմամբ, ինչը կարող է հանգեցնել սննդի շղթայի խաթարման և էկոհամակարգի անհավասարակշռության:
Սպառնալիք տեսակների համար. Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման բարձր մակարդակը կարող է բացասաբար ազդել կենդանիների մի շարք տեսակների վրա, հատկապես նրանց, որոնց մաշկը կամ մորթին ավելի քիչ պաշտպանված են վնասակար ազդեցություններից: Սա կարող է հանգեցնել պոպուլյացիայի նվազման և նույնիսկ որոշ տեսակների անհետացման:
Օզոնի ճաքերի պատճառները ներառում են.
Քլորոֆտորածխածնային միացությունների օգտագործումը. դրանք նախկինում լայնորեն օգտագործվում էին արդյունաբերության, աերոզոլների և սառեցման կիրառություններում, բայց նրանք կարող են ոչնչացնել օզոնի մոլեկուլները, երբ ազատվում են ստրատոսֆերա:
Տեխնածին այլ նյութեր. Բացի այդ, տեխնածին այլ նյութեր, ինչպիսիք են հալոգենացված ածխաջրածինները, նույնպես կարող են նպաստել օզոնային շերտի քայքայմանը:
Բնական գործընթացներ. Որոշ բնական պրոցեսներ, ինչպիսիք են հրաբխային ակտիվությունը և կենսաքիմիական ռեակցիաները, նույնպես կարող են նպաստել օզոնի ճաքերի ձևավորմանը, թեև դրանց ներդրումը սովորաբար շատ ավելի փոքր է, քան մարդկային գործունեությանը:
9. Ո՞ր ռեակցիաներն են կոչվում այրման ռեակցիաներ, սահմանեք և գրեք այրման ռեակցիաների օրինակներ
Ածխածնի (ածխաջրածինների) այրում.
Ռեակցիա՝ C+O2→CO2
Օրինակ՝ ածուխ, փայտ կամ այլ օրգանական նյութեր այրելը:
Ջրածնի այրումը.
Ռեակցիա՝ 2H2+O2→2H2O
Օրինակ. Ջրածնի պայթյուն, որն օգտագործվում է հրթիռների կամ ջրածնային ջահերի մեջ:
Մեթանի այրում.
Ռեակցիա՝ CH4+2O2→CO2+2H2O
Օրինակ՝ բնական գազի այրումը վառարանում կամ կաթսայում:
Ալկոհոլի այրումը.
Ռեակցիա՝ C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O
Օրինակ՝ Էթիլային սպիրտ (ալկոհոլ) այրել կերոսինի վառարանում կամ կրակի վրա։
Մետաղների այրում (օրինակ՝ մագնեզիում կամ ալյումին).
Ռեակցիա՝ Mg+O2→2MgO
Օրինակ՝ մագնեզիումի այրումը ջահի մեջ:
10. Որտե՞ղ է կիրառվում թթվածնը:
Բժշկություն. Թթվածինը օգտագործվում է բժշկական նպատակներով՝ հիվանդանոցներում հիվանդների շնչառությունը պահպանելու, հիպոքսիայի (հյուսվածքներում թթվածնի պակաս) բուժման համար, անզգայացման և ինտենսիվ թերապիայի ժամանակ:
Արդյունաբերություն. Արդյունաբերության մեջ թթվածինը օգտագործվում է օքսիդացման գործընթացներում՝ աջակցելու այրմանը և այրմանը, ինչպիսիք են եռակցումը, մետաղի կտրումը, պողպատի, ապակու և ցեմենտի արտադրությունը:
Ավիացիա և տիեզերք. Ավիացիայում թթվածինը օգտագործվում է ինքնաթիռներում և տիեզերանավերում՝ անձնակազմի և ուղևորների համար շնչառություն ապահովելու համար բարձր բարձրություններում, որտեղ թթվածնի մակարդակը ցածր է:
Ակվարիումային գիտություն. Ձկների և այլ ջրային օրգանիզմների կյանքը ապահովելու համար ակվարիումներն օգտագործում են թթվածնային համակարգ՝ ջրի մեջ թթվածնով հագեցվածությունը պահպանելու համար:
Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն. Էլեկտրաէներգիայի արտադրության որոշ գործընթացներ օգտագործում են թթվածին գազային տուրբիններին և կաթսաներին վառելիքի այրման համար օդ մատակարարելու համար:
Գյուղատնտեսություն. թթվածինը կարող է օգտագործվել գյուղատնտեսության մեջ՝ ջերմոցային տնտեսության մեջ բույսերի արտադրողականությունը բարձրացնելու կամ հողի որակը բարելավելու համար:
Կենցաղային նպատակներ. թթվածնի բալոնները կարող են օգտագործվել տանը, երբ շնչառությունը անհրաժեշտ է լուրջ բժշկական պայմանների դեպքում: