տուն Ֆիզիկա Ածխածնի երկօքսիդը 4 վալենտ է: Ածխածին - տարրի բնորոշ և քիմիական հատկություններ

Ածխածնի երկօքսիդը 4 վալենտ է: Ածխածին - տարրի բնորոշ և քիմիական հատկություններ

Ածխածնի երկօքսիդը (IV) (ածխաթթու գազ, ածխաթթու գազ) նորմալ պայմաններում անգույն գազ է, օդից ծանր, ջերմային կայուն, սեղմվելիս և սառչելիս հեշտությամբ վերածվում է հեղուկ և պինդ վիճակի։

Խտությունը - 1,997 գ / լ: Պինդ CO2, որը կոչվում է չոր սառույց, վեհանում է սենյակային ջերմաստիճանում: Այն վատ է լուծվում ջրի մեջ, մասամբ արձագանքում է դրա հետ։ Ցույց է տալիս թթվային հատկությունները: Կրճատվում է ակտիվ մետաղներով, ջրածնով և ածխածնով:

Ածխածնի երկօքսիդի քիմիական բանաձևը 4
Ածխածնի երկօքսիդի (IV) CO2 քիմիական բանաձևը. Այն ցույց է տալիս, որ այս մոլեկուլը պարունակում է մեկ ածխածնի ատոմ (Ar = 12 amu) և երկու թթվածնի ատոմ (Ar = 16 amu): Քիմիական բանաձևը կարող է օգտագործվել ածխածնի երկօքսիդի մոլեկուլային քաշը հաշվարկելու համար (IV).

Mr (CO2) = Ar (C) + 2 × Ar (O);

Mr (CO2) = 12+ 2 × 16 = 12 + 32 = 44:

Խնդիրների լուծման օրինակներ
ՕՐԻՆԱԿ 1
Առաջադրանք Երբ թթվածնի ավելցուկում այրվում է 26,7 գ ամինաթթու (CxHyOzNk), առաջանում է 39,6 գ ածխածնի օքսիդ (IV), 18,9 գ ջուր և 4,2 գ ազոտ։ Որոշեք ամինաթթուների բանաձևը.
Լուծում Կազմենք ամինաթթվի այրման ռեակցիայի դիագրամ՝ համապատասխանաբար նշելով ածխածնի ատոմների, ջրածնի, թթվածնի և ազոտի քանակը «x», «y», «z» և «k».
CxHyOzNk + Oz → CO2 + H2O + N2.

Եկեք որոշենք այս նյութը կազմող տարրերի զանգվածները: Հարաբերական ատոմային զանգվածների արժեքները, որոնք վերցված են D.I.-ի Պարբերական աղյուսակից: Մենդելեև, կլորացրեք մինչև ամբողջ թվերը՝ Ար (C) = 12 ամու, Ար (Հ) = 1 ամու, Ար (Օ) = 16 ամու, Ար (Ն) = 14 ամու

M (C) = n (C) × M (C) = n (CO2) × M (C) = × M (C);

M (H) = n (H) × M (H) = 2 × n (H2O) × M (H) = × M (H);

Հաշվենք ածխաթթու գազի և ջրի մոլային զանգվածները։ Ինչպես գիտեք, մոլեկուլի մոլային զանգվածը հավասար է մոլեկուլը կազմող ատոմների հարաբերական ատոմային զանգվածների գումարին (M = Mr).

M (CO2) = Ar (C) + 2 × Ar (O) = 12+ 2 × 16 = 12 + 32 = 44 գ / մոլ;

M (H2O) = 2 × Ar (H) + Ar (O) = 2 × 1 + 16 = 2 + 16 = 18 գ / մոլ:

M (C) = x 12 = 10,8 գ;

M (H) = 2 × 18,9 / 18 × 1 = 2,1 գ:

M (O) = m (CxHyOzNk) - m (C) - m (H) - m (N) = 26.7 - 10.8 - 2.1 - 4.2 = 9.6 գ:

Եկեք սահմանենք ամինաթթվի քիմիական բանաձևը.

X: y: z: k = m (C) / Ar (C): m (H) / Ar (H): m (O) / Ar (O): m (N) / Ar (N);

X: y: z: k = 10.8 / 12: 2.1 / 1: 9.6 / 16: 4.2 / 14;

X: y: z: k = 0.9: 2.1: 0.41: 0.3 = 3: 7: 1.5: 1 = 6: 14: 3: 2:

Այսպիսով, ամինաթթվի ամենապարզ բանաձևը C6H14O3N2 է:

Պատասխանեք C6H14O3N2
ՕՐԻՆԱԿ 2
Առաջադրանք Կազմե՛ք միացության ամենապարզ բանաձևը, որում տարրերի զանգվածային բաժինները մոտավորապես հավասար են՝ ածխածին – 25,4%, ջրածին – 3,17%, թթվածին – 33,86%, քլոր – 37,57%:
Լուծում X տարրի զանգվածային բաժինը HX բաղադրության մոլեկուլում հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով.
ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Մոլեկուլում ածխածնի ատոմների թիվը նշանակենք «x», ջրածնի ազոտի ատոմների թիվը՝ «y», թթվածնի ատոմների թիվը՝ «z», քլորի ատոմների թիվը՝ «k»-ով։

Եկեք գտնենք ածխածնի, ջրածնի, թթվածնի և քլորի տարրերի համապատասխան հարաբերական ատոմային զանգվածները (D.I.Mendeleev-ի Պարբերական աղյուսակից վերցված հարաբերական ատոմային զանգվածների արժեքները կկլորացվեն ամբողջ թվերի):

Ar (C) = 12; Ar (H) = 14; Ar (O) = 16; Ar (Cl) = 35,5:

Տարրերի տոկոսը բաժանում ենք համապատասխան հարաբերական ատոմային զանգվածների վրա։ Այսպիսով, մենք կգտնենք միացության մոլեկուլում ատոմների թվի հարաբերակցությունը.

X: y: z: k = ω (C) / Ar (C): ω (H) / Ar (H): ω (O) / Ar (O): ω (Cl) / Ar (Cl);

X: y: z: k = 25.4 / 12: 3.17 / 1: 33.86 / 16: 37.57 / 35.5;

X: y: z: k = 2.1: 3.17: 2.1: 1.1 = 2: 3: 2: 1:

Սա նշանակում է, որ ածխածնի, ջրածնի, թթվածնի և քլորի միացության ամենապարզ բանաձևը կլինի C2H3O2Cl:

Նշում - C (ածխածին);
Ժամանակաշրջան - II;
Խումբ - 14 (IVa);
Ատոմային զանգված - 12.011;
Ատոմային համարը - 6;
Ատոմի շառավիղ = 77 pm;
Կովալենտային շառավիղ = 77 pm;
Էլեկտրոնների բաշխում - 1s 2 2s 2 2p 2;
հալման կետ = 3550 ° C;
եռման կետ = 4827 ° C;
Էլեկտրոնեգատիվություն (Պոլինգ / Ալպրեդ և Ռոհով) = 2,55 / 2,50;
Օքսիդացման վիճակը՝ +4, +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3, -4;
Խտությունը (n. At.) = 2,25 գ / սմ 3 (գրաֆիտ);
Մոլային ծավալը = 5,3 սմ 3 / մոլ:

Ածխածնի միացություններ.

Ածխածնի տեսքով ածխածինը մարդուն հայտնի է եղել անհիշելի ժամանակներից, հետևաբար անիմաստ է խոսել դրա հայտնաբերման ամսաթվի մասին։ Իրականում նրա «ածխածին» անվանումը ստացավ 1787 թվականին, երբ հրատարակվեց «Քիմիական անվանացանկի մեթոդ» գիրքը, որում ֆրանսիական «մաքուր ածուխ» (charbone pur) անվան փոխարեն հայտնվեց «ածխածին» (ածխածին) տերմինը։

Ածխածինը ունի անսահմանափակ երկարությամբ պոլիմերային շղթաներ ձևավորելու եզակի հատկություն՝ դրանով իսկ առաջացնելով միացությունների հսկայական դաս, որոնք ուսումնասիրվում են քիմիայի առանձին ճյուղում՝ օրգանական քիմիայում: Ածխածնի օրգանական միացությունները Երկրի վրա կյանքի հիմքն են, հետևաբար, անիմաստ է խոսել ածխածնի՝ որպես քիմիական տարրի կարևորության մասին, դա Երկրի վրա կյանքի հիմքն է:

Այժմ դիտարկենք ածխածինը անօրգանական քիմիայի տեսանկյունից։

Բրինձ. Ածխածնի ատոմի կառուցվածքը.

Ածխածնի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան 1s 2 2s 2 2p 2 է (տես. Ատոմների էլեկտրոնային կառուցվածքը)։ Արտաքին էներգիայի մակարդակում ածխածինը ունի 4 էլեկտրոն՝ 2-ը զուգակցված s-ենթամակարդակում + 2-ը՝ չզույգված p-ուղիղներում: Երբ ածխածնի ատոմն անցնում է գրգռված վիճակի (պահանջում է էներգիայի սպառում), s-ենթամակարդակից մեկ էլեկտրոն «լքում» է իր զույգը և գնում դեպի p ենթամակարդակ, որտեղ կա մեկ ազատ ուղեծիր։ Այսպիսով, գրգռված վիճակում ածխածնի ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան ստանում է հետևյալ ձևը՝ 1s 2 2s 1 2p 3:

Բրինձ. Ածխածնի ատոմի անցումը գրգռված վիճակի.

Այսպիսի «ձուլվածքը» զգալիորեն ընդլայնում է ածխածնի ատոմների վալենտային հնարավորությունները, որոնք կարող են օքսիդացման աստիճանը հասցնել +4-ից (ակտիվ ոչ մետաղներով միացություններում) մինչև -4 (մետաղների միացություններում)։

Չգրգռված վիճակում միացություններում ածխածնի ատոմն ունի 2 վալենտություն, օրինակ՝ CO (II), իսկ գրգռված վիճակում՝ 4՝ CO 2 (IV):

Ածխածնի ատոմի «յուրահատկությունը» կայանում է նրանում, որ նրա արտաքին էներգիայի մակարդակում կա 4 էլեկտրոն, հետևաբար, մակարդակն ավարտելու համար (որին, ըստ էության, ձգտում են ցանկացած քիմիական տարրի ատոմ), այն կարող է. նույն «հաջողությունը», և՛ տալիս, և՛ կցում են էլեկտրոններ կովալենտային կապերի ձևավորմամբ (տես Կովալենտային կապ):

Ածխածինը որպես պարզ նյութ

Որպես պարզ նյութ, ածխածինը կարող է լինել մի քանի ալոտրոպ մոդիֆիկացիաների տեսքով.

Ադամանդ
Գրաֆիտ
Ֆուլերեն
Կարբին

Ադամանդ

Բրինձ. Ադամանդի բյուրեղյա վանդակ:

Ադամանդի հատկությունները:

անգույն բյուրեղային նյութ;
բնության ամենադժվար նյութը;
ունի ուժեղ բեկող ազդեցություն;
վատ է փոխանցում ջերմությունը և էլեկտրականությունը:

Բրինձ. Ադամանդի քառանիստ.

Ադամանդի բացառիկ կարծրությունը բացատրվում է նրա բյուրեղյա ցանցի կառուցվածքով, որն ունի քառանիստի ձև. քառաեդրոնի կենտրոնում կա ածխածնի ատոմ, որը կապված է հավասարապես ամուր կապերով չորս հարևան ատոմների հետ, որոնք կազմում են գագաթները։ քառաեդրոնի (տես վերևի նկարը): Այս «կոնստրուկցիան» իր հերթին կապված է հարեւան տետրաեդրների հետ։

Գրաֆիտ

Բրինձ. Գրաֆիտի բյուրեղյա վանդակ:

Գրաֆիտի հատկությունները.

շերտավոր կառուցվածքի փափուկ բյուրեղային մոխրագույն նյութ;
ունի մետաղական փայլ;
լավ է անցկացնում էլեկտրականությունը.

Գրաֆիտում ածխածնի ատոմները կազմում են մեկ հարթության մեջ ընկած կանոնավոր վեցանկյուններ՝ կազմակերպված անվերջ շերտերով։

Գրաֆիտում, հարակից ածխածնի ատոմների միջև քիմիական կապերը ձևավորվում են յուրաքանչյուր ատոմի երեք վալենտային էլեկտրոններով (ներքևում ներկայացված նկարում կապույտով), մինչդեռ յուրաքանչյուր ածխածնի ատոմի չորրորդ էլեկտրոնը (կարմիրով ցույց է տրված) գտնվում է p-ուղղահայաց պառկած ուղեծրի վրա: գրաֆիտի շերտի հարթությանը.չի մասնակցում շերտի հարթությունում կովալենտային կապերի առաջացմանը։ Նրա «նպատակը» տարբեր է՝ փոխազդելով հարակից շերտում ընկած «եղբոր» հետ, այն կապ է ապահովում գրաֆիտի շերտերի միջև, իսկ p-էլեկտրոնների բարձր շարժունակությունը որոշում է գրաֆիտի լավ էլեկտրական հաղորդունակությունը։

Բրինձ. Ածխածնի ատոմի ուղեծրերի բաշխումը գրաֆիտում.

Ֆուլերեն

Բրինձ. Ֆուլերենի բյուրեղյա վանդակ:

Ֆուլերենի հատկությունները.

Ֆուլերենի մոլեկուլը ածխածնի ատոմների հավաքածու է, որը պարփակված է սնամեջ գնդերի մեջ, ինչպիսին է ֆուտբոլի գնդակը.
դա դեղնանարնջագույն նուրբ բյուրեղային նյութ է;
հալման կետ = 500-600 ° C;
կիսահաղորդիչ;
մտնում է շունգիտի միներալի մեջ։

Կարբին

Կարաբինի հատկությունները.

իներտ սև նյութ;
բաղկացած է պոլիմերային գծային մոլեկուլներից, որոնցում ատոմները կապված են փոփոխական մեկ և եռակի կապերով.
կիսահաղորդիչ.

Ածխածնի քիմիական հատկությունները

Նորմալ պայմաններում ածխածինը իներտ նյութ է, բայց երբ տաքացվում է, այն կարող է արձագանքել տարբեր պարզ և բարդ նյութերի հետ։

Վերևում արդեն ասվեց, որ ածխածնի արտաքին էներգիայի մակարդակում կա 4 էլեկտրոն (ոչ այնտեղ, ոչ այստեղ), հետևաբար ածխածինը կարող է և՛ նվիրաբերել, և՛ ստանալ էլեկտրոններ՝ որոշ միացություններում ցուցադրելով նվազեցնող հատկություններ, իսկ մյուսներում՝ օքսիդանալով:

Ածխածինն է նվազեցնող միջոցթթվածնի և ավելի բարձր էլեկտրաբացասականությամբ այլ տարրերի հետ ռեակցիաներում (տես տարրերի էլեկտրաբացասականության աղյուսակը).

օդում տաքացնելիս այն այրվում է (թթվածնի ավելցուկով՝ ածխածնի երկօքսիդի ձևավորմամբ; դրա պակասով՝ ածխածնի երկօքսիդ (II)).
C + O 2 = CO 2;
2C + O 2 = 2CO:
բարձր ջերմաստիճաններում արձագանքում է ծծմբի գոլորշիներին, հեշտությամբ փոխազդում է քլորի, ֆտորի հետ.
C + 2S = CS 2
C + 2Cl 2 = CCl 4
2F 2 + C = CF 4
երբ տաքացվում է, այն օքսիդներից նվազեցնում է բազմաթիվ մետաղներ և ոչ մետաղներ.
C 0 + Cu +2 O = Cu 0 + C +2 O;
C 0 + C +4 O 2 = 2C +2 O
1000 ° C ջերմաստիճանում այն արձագանքում է ջրի հետ (գազիֆիկացման գործընթաց), ջրային գազի ձևավորմամբ.
C + H 2 O = CO + H 2;

Ածխածինը մետաղների և ջրածնի հետ ռեակցիաներում օքսիդացնող հատկություն է ցուցաբերում.

փոխազդում է մետաղների հետ՝ առաջացնելով կարբիդներ.
Ca + 2C = CaC 2
փոխազդելով ջրածնի հետ՝ ածխածինը ձևավորում է մեթան.
C + 2H 2 = CH 4

Ածխածինը ստացվում է նրա միացությունների ջերմային տարրալուծմամբ կամ մեթանի պիրոլիզի միջոցով (բարձր ջերմաստիճաններում).
CH 4 = C + 2H 2:

Ածխածնի կիրառում

Ածխածնի միացությունները ամենալայն կիրառություն են գտել ազգային տնտեսության մեջ, հնարավոր չէ թվարկել դրանք բոլորը, նշենք միայն մի քանիսը.

գրաֆիտը օգտագործվում է մատիտի կապարների, էլեկտրոդների, հալվող կարասների արտադրության համար, որպես նեյտրոնային մոդերատոր միջուկային ռեակտորներում, որպես քսանյութ.
ադամանդները օգտագործվում են ոսկերչության մեջ, որպես կտրող գործիք, հորատման սարքավորումներում, որպես հղկող նյութ;
որպես վերականգնող նյութ, ածխածինը օգտագործվում է որոշակի մետաղներ և ոչ մետաղներ (երկաթ, սիլիցիում) ստանալու համար.
ածխածինը կազմում է ակտիվացված ածխածնի հիմնական մասը, որը լայն կիրառություն է գտել ինչպես առօրյա կյանքում (օրինակ՝ որպես օդի և լուծույթների մաքրման համար ներծծող), այնպես էլ բժշկության մեջ (ակտիվացված ածխածնի հաբեր) և արդյունաբերության մեջ (որպես կատալիտիկ հավելումների կրող)։ , պոլիմերացման կատալիզատոր և այլն):

(IV) (CO 2, ածխածնի երկօքսիդ, ածխածնի երկօքսիդ)անգույն, անհոտ և անհամ գազ է, որն ավելի ծանր է, քան օդը և լուծելի ջրում։

Սովորական պայմաններում պինդ ածխաթթու գազը ուղղակիորեն անցնում է գազային վիճակի, շրջանցելով հեղուկ վիճակը։

Շատ ածխածնի երկօքսիդի առկայության դեպքում մարդիկ սկսում են շնչահեղձ լինել: 3%-ից ավելի կոնցենտրացիան հանգեցնում է արագ շնչառության, իսկ 10%-ից ավելին՝ գիտակցության կորուստ և մահ:

Ածխածնի երկօքսիդի քիմիական հատկությունները.

Ածխածնի երկօքսիդ - սա ածխածնի անհիդրիդ է H 2 CO 3.

Եթե ածխածնի օքսիդը անցնում է կալցիումի հիդրօքսիդով (կրաքարի ջուր), ապա նկատվում է սպիտակ նստվածք.

Ք.ա(Օհ) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + Հ 2 Օ,

Եթե ածխաթթու գազը ավելցուկ է ընդունվում, ապա նկատվում է բիկարբոնատների առաջացում, որոնք լուծվում են ջրում.

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca (HCO 3) 2,

Որոնք հետո քայքայվում են տաքանալիս.

2KNCO 3 = K 2 CO 3 + H 2 O + CO 2

Ածխածնի երկօքսիդի օգտագործումը.

Նրանք օգտագործում են ածխաթթու գազ տարբեր ոլորտներում: Քիմիական արդյունաբերության մեջ այն օգտագործվում է որպես սառնագենտ։

Սննդի արդյունաբերության մեջ այն օգտագործվում է որպես կոնսերվանտ E290։ Թեեւ այն նշանակվել է «պայմանական անվտանգ», սակայն իրականում այդպես չէ։ Բժիշկներն ապացուցել են, որ E290-ի հաճախակի օգտագործումը հանգեցնում է թունավոր թունավոր միացության կուտակմանը։ Հետեւաբար, դուք պետք է ուշադիր կարդաք ապրանքների պիտակները:

Ածխածնի օքսիդներ (II) և (IV)

Ինտեգրված դաս քիմիայի և կենսաբանության առարկաներից

Առաջադրանքներ.ուսումնասիրել և համակարգել ածխածնի օքսիդների (II) և (IV) մասին գիտելիքները. բացահայտել կենդանի և անշունչ բնության հարաբերությունները. համախմբել գիտելիքները մարդու մարմնի վրա ածխածնի օքսիդների ազդեցության մասին. համախմբել լաբորատոր սարքավորումների հետ աշխատելու կարողության հմտությունները.

Սարքավորումներ: HCl լուծույթ, լակմուս, Ca (OH) 2, CaCO 3, ապակե ձող, տնական սեղաններ, շարժական տախտակ, գնդիկավոր մոդել։

ԴԱՍԵՐԻ ԺԱՄԱՆԱԿ

Կենսաբանության ուսուցիչհաղորդում է դասի թեման և նպատակները.

Քիմիայի ուսուցիչ.Կովալենտային կապերի տեսության հիման վրա գրե՛ք ածխածնի օքսիդների (II) և (IV) էլեկտրոնային և կառուցվածքային բանաձևերը։

Ածխածնի երկօքսիդի (II) քիմիական բանաձևը CO է, ածխածնի ատոմը գտնվում է նորմալ վիճակում։

Չզույգված էլեկտրոնների զուգակցման շնորհիվ առաջանում են երկու կովալենտ բևեռային կապեր, իսկ երրորդ կովալենտային կապը՝ դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմով։ Դոնորը թթվածնի ատոմ է, քանի որ այն ապահովում է անվճար զույգ էլեկտրոններ; ընդունիչը ածխածնի ատոմ է, քանի որ ապահովում է անվճար ուղեծր:

Արդյունաբերության մեջ ածխածնի օքսիդը (II) ստացվում է բարձր ջերմաստիճանում տաք ածխի վրայով CO 2 անցնելով։ Այն ձևավորվում է նաև թթվածնի պակասով ածուխի այրման ժամանակ։ ( Աշակերտը գրատախտակին գրում է ռեակցիայի հավասարումը)

Լաբորատորիայում CO ստացվում է խտացված H 2 SO 4 մրջնաթթվի ազդեցությամբ։ ( Ուսուցիչը գրում է ռեակցիայի հավասարումը.)

Կենսաբանության ուսուցիչ.Այսպիսով, դուք ծանոթացաք ածխածնի օքսիդի (II) արտադրությանը։ Իսկ ի՞նչ ֆիզիկական հատկություններ ունի ածխածնի օքսիդը (II):

Ուսանող.Անգույն գազ է, թունավոր, անհոտ, օդից ավելի թեթև, ջրում վատ լուծվող, եռման ջերմաստիճանը –191,5 °C, պնդանում է –205 °C։

Քիմիայի ուսուցիչ.Մարդկանց կյանքի համար վտանգավոր քանակությամբ ածխածնի օքսիդը պարունակվում է ավտոմեքենաների արտանետվող գազերում։ Հետեւաբար, ավտոտնակները պետք է լավ օդափոխվեն, հատկապես շարժիչը միացնելիս:

Կենսաբանության ուսուցիչ.Ի՞նչ ազդեցություն ունի ածխածնի երկօքսիդը մարդու օրգանիզմի վրա:

Ուսանող.Ածխածնի երկօքսիդը չափազանց թունավոր է մարդկանց համար, դա պայմանավորված է նրանով, որ այն ձևավորում է կարբոքսիհեմոգլոբին: Կարբոքսիհեմոգլոբինը շատ ուժեղ միացություն է։ Դրա առաջացման արդյունքում արյան հեմոգլոբինը չի փոխազդում թթվածնի հետ, իսկ ծանր թունավորման դեպքում մարդը կարող է մահանալ թթվածնային սովից։

Կենսաբանության ուսուցիչ.Ի՞նչ առաջին օգնություն պետք է ցուցաբերել մարդուն շմոլ գազից թունավորվելու դեպքում.

Ուսանողները.Անհրաժեշտ է շտապ օգնություն կանչել, տուժածին փողոց դուրս բերել, արհեստական շնչառություն տալ, սենյակը լավ օդափոխել։

Քիմիայի ուսուցիչ.Գրեք ածխածնի մոնօքսիդի (IV) քիմիական բանաձևը և օգտագործելով գնդիկավոր մոդել, կառուցեք դրա կառուցվածքը:

Ածխածնի ատոմը գրգռված վիճակում է։ Բոլոր չորս կովալենտային բևեռային կապերը ձևավորվում են չզույգված էլեկտրոնների զուգակցմամբ։ Սակայն իր գծային կառուցվածքի պատճառով նրա մոլեկուլը հիմնականում ոչ բևեռ է։
Արդյունաբերության մեջ CO 2 ստացվում է կալցիումի կարբոնատի տարրալուծումից՝ կրաքարի արտադրության ժամանակ։
(Աշակերտը գրում է ռեակցիայի հավասարումը.)

Լաբորատորիայում CO 2 ստացվում է թթուների փոխազդեցությամբ կավիճի կամ մարմարի հետ։
(Աշակերտները կատարում են լաբորատոր փորձ.)

Կենսաբանության ուսուցիչ.Ի՞նչ գործընթացների արդյունքում է օրգանիզմում առաջանում ածխաթթու գազ.

Ուսանող.Ածխածնի երկօքսիդն օրգանիզմում առաջանում է բջիջը կազմող օրգանական նյութերի օքսիդացման ռեակցիաների արդյունքում։

(Աշակերտները կատարում են լաբորատոր փորձ.)

Կրաքարի ցեխը պղտորվեց, քանի որ առաջանում է կալցիումի կարբոնատ։ Բացի շնչառական գործընթացից, CO2-ն արտազատվում է խմորման և քայքայման արդյունքում։

Կենսաբանության ուսուցիչ.Արդյո՞ք ֆիզիկական ակտիվությունը ազդում է շնչառության գործընթացի վրա:

Ուսանող.Չափազանց ֆիզիկական (մկանային) ծանրաբեռնվածության դեպքում մկանները թթվածին են օգտագործում ավելի արագ, քան արյունը կարող է մատակարարել այն, այնուհետև նրանք ֆերմենտացման միջոցով սինթեզում են իրենց աշխատանքի համար անհրաժեշտ ATP-ն: Մկաններում առաջանում է C 3 H 6 O 3 կաթնաթթու, որը մտնում է արյան մեջ։ Մեծ քանակությամբ կաթնաթթվի կուտակումը վնասակար է օրգանիզմի համար։ Ծանր ֆիզիկական ծանրաբեռնվածությունից հետո մենք որոշ ժամանակ ծանր շնչում ենք՝ վճարում ենք «թթվածնի պարտքը»։

Քիմիայի ուսուցիչ.Մեծ քանակությամբ ածխածնի երկօքսիդ (IV) արտանետվում է մթնոլորտ, երբ այրվում են հանածո վառելիքը: Տանը մենք բնական գազն օգտագործում ենք որպես վառելիք, և այն գրեթե 90% մեթան է (CH 4): Ձեզանից մեկին առաջարկում եմ գնալ գրատախտակին, գրել ռեակցիայի հավասարումը և վերլուծել այն օքսիդացում-վերականգնման առումով:

Կենսաբանության ուսուցիչ.Ինչու՞ չի կարելի գազի վառարանները օգտագործել սենյակը տաքացնելու համար:

Ուսանող.Մեթանը բնական գազի անբաժանելի մասն է։ Երբ այն այրվում է, օդում ավելանում է ածխաթթու գազի պարունակությունը, իսկ թթվածինը նվազում է։ ( Աշխատելով «Բովանդակություն CO 2 օդում».)
Երբ օդը պարունակում է 0,3% CO 2, մարդը զգում է արագ շնչառություն; 10%-ի դեպքում՝ գիտակցության կորուստ, 20%-ի դեպքում՝ ակնթարթային կաթված և արագ մահ: Երեխան հատկապես մաքուր օդի կարիք ունի, քանի որ աճող օրգանիզմի հյուսվածքների կողմից թթվածնի սպառումն ավելի մեծ է, քան մեծահասակինը։ Ուստի անհրաժեշտ է պարբերաբար օդափոխել սենյակը։ Եթե արյան մեջ CO 2-ի ավելցուկ կա, շնչառական կենտրոնի գրգռվածությունը մեծանում է, և շնչառությունը դառնում է ավելի հաճախակի և խորը:

Կենսաբանության ուսուցիչ.Դիտարկենք ածխածնի երկօքսիդի (IV) դերը բույսերի կյանքում:

Ուսանող.Բույսերում օրգանական նյութերի առաջացումը տեղի է ունենում CO 2-ից և H 2 O-ից լույսի ներքո, բացի օրգանական նյութերից առաջանում է թթվածին:

Ֆոտոսինթեզը կարգավորում է ածխաթթու գազի պարունակությունը մթնոլորտում, ինչը թույլ չի տալիս մոլորակի ջերմաստիճանի բարձրացումը։ Բույսերը տարեկան մթնոլորտից կլանում են 300 միլիարդ տոննա ածխաթթու գազ։ Ֆոտոսինթեզի գործընթացում տարեկան մթնոլորտ է արտանետվում 200 միլիարդ տոննա թթվածին։ Օզոնը գոյանում է թթվածնից ամպրոպի ժամանակ։

Քիմիայի ուսուցիչ.Դիտարկենք ածխածնի երկօքսիդի քիմիական հատկությունները (IV):

Կենսաբանության ուսուցիչ.Ո՞րն է ածխաթթվի կարևորությունը մարդու օրգանիզմում շնչառության ժամանակ: ( Ֆիլմի ժապավենի հատված.)
Արյան մեջ պարունակվող ֆերմենտները ածխաթթու գազը վերածում են ածխաթթվի, որը տարանջատվում է ջրածնի և բիկարբոնատ իոնների։ Եթե արյունը պարունակում է H + իոնների ավելցուկ, այսինքն. եթե արյան թթվայնությունը մեծանում է, ապա H + իոնների մի մասը միանում է բիկարբոնատ իոնների հետ՝ առաջացնելով ածխաթթու և դրանով արյունը ազատելով ավելորդ H + իոններից։ Եթե արյան մեջ շատ քիչ H + -իոններ կան, ապա կարբոնաթթուն տարանջատվում է, և արյան մեջ H + -իոնների կոնցենտրացիան մեծանում է։ 37 ° C-ում արյան pH-ը 7,36 է:
Օրգանիզմում ածխաթթու գազը արյունով տեղափոխվում է քիմիական միացությունների՝ նատրիումի և կալիումի բիկարբոնատների տեսքով։

Նյութի ապահովում

Փորձարկում

Թոքերում և հյուսվածքներում առաջարկվող գազի փոխանակման գործընթացներից առաջին տարբերակը կատարողները պետք է ընտրեն ճիշտ պատասխանների ծածկագրերը ձախ կողմում, իսկ երկրորդը՝ աջ:

(1) O 2-ի փոխանցումը թոքերից արյուն: (13)
(2) O 2-ի փոխանցում արյունից հյուսվածք: (տասնչորս)
(3) CO 2-ի փոխանցում հյուսվածքներից արյուն: (15)
(4) CO 2-ի փոխանցում արյունից թոքեր: (16)
(5) O 2-ի կլանումը էրիթրոցիտների կողմից: (17)
(6) O 2-ի ազատում էրիթրոցիտներից: (տասնութ)
(7) Զարկերակային արյան փոխակերպումը երակային արյան: (19)
(8) Երակային արյան փոխակերպումը զարկերակային. (քսան)
(9) O 2-ի քիմիական կապի խզում հեմոգլոբինի հետ: (21)
(10) O 2-ի քիմիական կապը հեմոգլոբինին: (22)
(11) Մազանոթները հյուսվածքներում. (23)
(12) Թոքային մազանոթներ. (24)

Առաջին տարբերակի հարցեր

1. Հյուսվածքներում գազի փոխանակման գործընթացները.
2. Ֆիզիկական պրոցեսներ գազափոխանակության ժամանակ.

Երկրորդ տարբերակի հարցեր

1. Թոքերում գազի փոխանակման գործընթացները.
2. Քիմիական գործընթացները գազափոխանակության ժամանակ

Առաջադրանք

Որոշել ածխածնի մոնօքսիդի (IV) ծավալը, որն անջատվում է 50 գ կալցիումի կարբոնատի տարրալուծման ժամանակ։