Проект «роль неметалів у природі та житті людини»



Скачати 165.56 Kb.
Дата конвертації14.07.2018
Розмір165.56 Kb.
ТипУрок









ПРОЕКТ «РОЛЬ НЕМЕТАЛІВ

У ПРИРОДІ ТА ЖИТТІ ЛЮДИНИ»

Девіз:


Сила наша в знаннях.

Починаючи з 8 класу ми вивчаємо хію як окрему науку, що зустрічається не тільки в шкільному житті, на відповідних уроках, але й у повсякденному житті кожного з нас. Ми стикаємося з цією наукою щодня: прокидаючись уранці, займаючись якимись справами вдень, відпочиваючи.

Використовується хімія в усіх науках, в усіх галузях промисловості. Зустрічаємо її в організмі людини, в усіх процесах.

Літочислення науки хімії розпочинається з часу відкриття Менделєєвим періодичного закону. Сьогодні періодичну таблицю, створену на основі цього закону, ми використовуємо на кожному уроці хімії. Сама система складається з хімічних елементів, які поділяються на метали та неметали. Саме неметали ми будемо розглядати.



Місце в періодичній системі

До неметалів належать хімічні елементи, що знаходяться в IV, V, VI,

VII групах. Розташовані вони у II і III періодах. До неметалів належать Карбон і Силіцій (IVгрупа), Нітроген і Фосфор (V група), Оксиген і Суль-фур (VI група), Флуор, Хлор, Іод (VII група). Далі ми детально розглянемо деякі з цих хімічних елемен-тів-неметалів: їх фізичні й хімічні властивості, вплив на життя людини і всієї планети.

Оксиген


І

' Оксиген — елемент VI групи періо-і дичної системи, належить до голов-[ ної підгрупи.

| Електронна будова. Електронна формула Оксигену: І522$24. В атомі Оксигену міститься шість електронів.

За рахунок двох неспарених/ьелек-тронів атом Оксигену, як правило, утворює два ковалентні зв'язки. При цьому він виявляє ступінь окиснен-ня —2, наприклад Н2О"2.

У сполуках з найбільш електронегативним елементом Флуором Оксиген виявляє позитивний ступінь окис-нення, наприклад в оксиген флуо-риді.

Існують сполуки, що містять зв'язок Оксиген — Оксиген (0-0), наприклад гідроген пероксид. Ступінь окис-нення Оксигену в таких сполуках дорівнює, як вважається, — 1.

Оксиген може виявляти ступінь окиснення+4, наприклад в озоні О,

(оо/:

Озон


Хімічні елементи у вільному стані існують у формі простих речо-| вин. Так, елемент Оксиген утворює дві прості речовини — кисень 02 та озон О,.

Якщо на кисень подіяти електричним розрядом, то з'являється харак-

( терний запах свіжості — утворюєтьIся газоподібний озон.

Кисень поглинає енергію і перетворюється на озон, а озон самовільно розкладається, утворюючи кисень.

Обидві прості речовини — кисень 02 І і озон 0-, — утворені одним і тим самим хімічним елементом — Оксиге-ном, а властивості у них різні, як бачимо з таблиці.


Властивості простих речовин

Кисень

Озон

Агрегатний стан за стандартних умов

Газ

Газ

Колір

Безбарвний

Синій

Запах

Без запаху

Різкий, своєрідний

Розчинність (у 100 об'ємах Н2О за 20 °С)

3 об'єми

49 об'ємів

Густина газу за н. у.

1,43 г/л

2,14 г/л

Температура кипіння

-183 °С

-111,9 °С

Фізіологічна дія

Неотруйний

Дуже

отруйний


Хімічні властивості

Окисник

Дуже сильний окисник

Реакційна здатність

Висока

Дуже висока

Підвищена окисна здатність озону (порівняно з киснем) пояснюється низькою енергією відриву атома Оксигену від молекули озону О3, і в реакціях окиснення беруть участь саме ці атоми Оксигену.

Зверніть увагу на фізіологічну дію озону: він отруйний для людини, тварин ірослин. Невеликі концентрації озону в повітрі створюють відчуття свіжості й разом з тим вдихання повітря навіть із зовсім малою концентрацією озону викликає подразнення дихальних шляхів, кашель, блювоту, запаморочення,стомлення.

Проте озон може бути не лише шкідливим, а й корисним.

Застосування озону зумовлене його винятковими окисними властивостями. Озон використовується для озонування питної води, що значно ефективніше, ніж хлорування; для знешкодження промислових стічних вод, вибілювання тканин, мінеральних масел; як дезінфікуючий засіб у медицині; як окисник ракетного палива.

Роль озону в збереженні життя на Землі

Біля поверхні Землі озону мало. З віддаленням від поверхні Землі концентрація озону збільшується і досягає максимуму на висоті 20—25 км. Там утворюється так званий озоновий шар.

Озоновий шар відіграє значну роль у збереженні життя на нашій планеті, він затримує найбільш згубну \ для людини, тварин і рослин части- ( ну ультрафіолетової радіації Сонця, яка спричинює онкологічні (ракові захворювання шкіри). Крім того озоновий шар разом з вуглекислим газом СО2 поглинає інфрачервоне випромінювання Землі й тим самим запобігає її охолодженню. Так озоновий шар забезпечує збереження життя на Землі.

Озон утворюється у верхніх шарах атмосфери внаслідок поглинання киснем ультрафіолетового випромінювання Сонця:

Озон, що утворився, огортає Землю з усіх боків, але молекули озону існують недовго, відбувається зворотна реакція фотохімічного розкладу озону:

Отже, в атмосфері існує цикл озону — його збалансоване утворення і розклад. Результатом існування цього циклу є перетворення ультрафіолетового випромінювання Сонця на теплову енергію.

Але для нас головна «заслуга» озону полягає в тому, що він, жертвуючи собою, поглинає ультрафіолетове випромінювання і тим самим не допускає високоенергетичні фотони сонця до Землі. Під впливом забруднення навколишнього середовища озоновий шар руйнується, внаслідок чого утворюються «озонові діри», які збільшують ультрафіолетове навантаження на все живе на Землі.

і

Над територією України (окрім пів- \ денноїчастини) загальний рівень озо- і ну зменшився на 6 %.

Особливо небезпечна озонова дірка влітку. У цей період дуже потерпають очі, тому треба користуватися сонцезахисними окулярами. Варто утриматись і від засмаги, щоб не зашкодити шкірі.

Сульфур міститься в третьому пе- ( ріоді, у VI групі, головній підгрупі. Це означає, що електрони в атомах |Сульфуру розмішені на трьох енергетичних рівнях, а електрони третього шару можуть розміщуватись на 5-, р-, ^/-орбіталях (якщо атом перебуває у збудженому стані).

Тому атом Сульфуру, в якому є два, чотири або шість неспарених елек-I тронів, може виявляти ступені окис-нення -2, +4, +6.

Сульфур утворює два кислотні оксиди: сульфур(ІУ) оксид 5О2, суль-I фур(УІ) оксид 50,.

[ Кисень та сірка — реакційноздатні | речовини. Кисень реагує з метала-| ми, неметалами і багатьма складни-[ ми речовинами, виявляючи власти-і вості сильного окисника. Хімічна і активність сірки також висока, за на-I грівання вона реагує майже з усіма | елементами (у формі простих речо-| вин) і з багатьма складними речови-| нами, виявляючи при цьому власти-| вості як окисника, так і відновника | (див. додаток).

5 + О2=5О2

Найважливіша галузь застосування | сульфур(ІУ) оксиду — це виробни-\ цтво сульфатної кислоти, сульфітів і: і гідроген сульфітів. Сірчистий газ 5О2 і здатний знищувати мікроорганізми | і шкідників сільськогосподарських ! культур, тому його використовують І для обкурювання овочесховищ і з ме-I тою перевезення ягід і фруктів.

І Сірчистий газ знебарвлює багато при-• родних фарб, тому з його допомогою ! вибілюють солому, шовк, вовну та інші І матеріали. Застосовують його також {для консервування фруктів і ягід та як І дезінфікуючий засіб (для знищення і плісняви в підвалах, льохах, винних бочках, бродильних чанах).

2 токсичний. Невелика концентрація його в повітрі спричиняє подразнення слизових оболонок, дихальних органів і очей. Тривала дія навіть малих концентрацій суль-фур(ІУ) оксиду призводить до виникнення гастриту, бронхіту та інших хвороб, у тому числі й раку легенів. І 2 вважається найнебезпечнішим для здоров'я людини, оскільки спри-| чиняє загальне ослаблення організму ; й у поєднанні з іншими забруднюва-! чами призводить до скорочення середньої тривалості життя. Сульфур діоксид 50, — один з основних забруднювачів повітря, він отруює навколишнє середовище. Основними джерелами сульфур діоксиду є спалювання палива, виплавляння металів (димові гази), робота автомобільного транспорту(вихлопні гази) таокиснення сірководню атмосферним киснем і озоном.

2Н,5 + ЗО2=25О2+2Н2О

Сульфур(ІУ) оксид, потрапляючи в повітря, викликає утворення кислотних дощів, шкідливих для всього живого на планеті.

Селен


Селен — елемент молодості, бореться зі старінням та блокує розвиток раку.

Селен розміщений у IV великому періоді, VI групі, головній підгрупі періодичної системи. Він менш активний за Сульфур і Оксиген, але належить до мікроелементів, які необхідні для життя кожної людини. Селен — елемент, який не дає вам старіти. Уявіть собі дивовижну речовину, яка не дає підступним вірусам, утому числі вірусу СНІДу, вирватися з клітини й почати сіяти смерть і руйнування. Це Селен, могутній антиоксидант і важливий мікроелемент з різними омолоджувальними властивостями. Коли у ваших клітинах зменшується вміст Селену, а так завжди відбувається з віком, ваша імунна система порушується і ви стаєте більш підвладні раку та іншим інфекційним хворобам. З віком рівень Селену в нашому організмі знижується: після 60 років — на 7 %, а після 75 — на 24 %. Зменшення кількості Селену в організмі свідчить про те, що у вашій крові та тканинах діє менше антиоксидантів. Люди з низьким рівнем Селену в організмі часто хворіють на рак і артрит, а також п ід владні серцевим захворю-ванням. У тварин Селен гальмує розвиток майже 100 % різних пухлин. А люди, в яких низький рівень Селену та які харчуються продуктами з низьким умістом цього елемента, більш схильні до раку молочної залози, шкіри, трахеї і легень. Селен є одним із таких антиоксидантних препаратів, які різко знизили смертність від раку, і відіграє велику роль для профілактики раку легень. Селенбореться з онкологічними захворю-ваннями, запобігаючи мутації, віднов-1 люючи завдані клітинам ушкоджен-1 ня й активізуючи імунну систему Він | бореться із захворюваннями серця. \ Як показали дослідження у Фінлян-1 дії, люди з найбільш низьким рівнем Селену в крові втричі більше підвладні смерті від серцевих захворювань, ніж ті, в яких Селену виявилось більше. Чим нижчий рівень Селену в крові, тим вищий ступінь закупорки артерій. Селен сприятливо впливає на серце кількома шляхами: він зберігає артерії, запобігаючи утворенням накопичень бляшок, які викликають інсульти та інфаркти. Селен уповільнює окиснення холестерину, який вважають основним винуватцем закупорки артерій. Уживання Селену може відновити молодість і здоров'я імунної системи людині; Селен може допомогти організму контролювати віруси. Нині вважають, що вірус СНІДу повільно позбавляє організм Селену, а коли запаси елемента виснажуються, вірус виривається з інфікованої клітини в пошуках нових запасів, таким чином поширюючи інфекцію, нападаючи на здорові клітини. Отже, Селен може впливати на лікування всіх типів вірусних захворювань. У людей, які вживають Селен з вітаміном Е, спостерігається значне поліпшення настрою і розумової діяль-1 ності, а також посилений приплив \ крові до мозку. Отже, можпа поповни-1 ти організм Селеном із зерна насін- ' ня соняшника, м'яса, морських продуктів — особливо тунця,риби-меч, устриць. А щоб захиститися від раку, потрібно вживати препарати Селену від 100—200 мкг на день. Але у великих дозах Селен може бути токсичним. Отже, щоб бути завжди здоро- \ вими, потрібно споживати продукти, [ багаті на Селен (див. додаток І).

Нітроген і Фосфор



Історичні відомості

Відкриття азоту N2, молекули якого складаються з елемента Нітрогену 14, приписують шотландському вченому Даніелю Резерфорду, який у 1772 р., досліджуючи частину повітря, що залишилось під дзвоном, де кілька днів жила миша, встановив, що це повітря не підтримує ні дихання, ні горіння. Він вважав, що воно насичене флогістоном, і назвав його «отруйним повітрям».

Майже у цей самий час азот одер-іжали К. Шеєле, Дж. Прістлі. Г. Ка-|вендіш.

і Фосфор було відкрито у І669роціал-ї хіміком X. Брандом.

І Нітроген і Фосфор — типові елементи ! Vгрупи періодичної системи хімічних і елементів, головної підгрупи.

| Електронні формули



і Нітрогену— Іх223, Фосфору —

] І522ь23р\



І Ступінь окиснення Нітрогену в сполуках може бути від —3 до +5.

У природі Нітроген зустрічається як у вільному стані, так і у зв'язаному. У вільному стані Нітроген у вигляді азоту входить до складу повітря 78 %. Оскільки азоту з повітря витрачається мало, його запаси залишаються сталими. У вигляді неорганічних сполук Нітроген міститься в грунті. У вигляді складних органічних сполук, білків він входить до складу всіх живих організмів і бере участь у 'їх життєдіяльності.

На відміну від Нітрогену, Фосфор зу-| стрічається в природі тільки у спо-| луках. Найважливіші мінерали, до \ складу яких входить кальцій фосфат Са3(РО4) , — це фосфорити й апатити. В Україні родовища фосфоритів зустрічаються у Придністров'ї, на Харківщині, у Чернігівській та Запорізькій областях. Елемент Фосфор — важливий складовий елемент людини, тварин і рослин. З рослин найбагатші на Фосфор бобові, соняшник і горіхи. В організмі людини Фосфор виявлений у нервовій і кістковій тканині. Він входить до складу деяких ферментів, міститься в зубах. Фосфор — життєво важливий елемент для всіх організмів. Фосфор необхідний рослинам, внесення фосфатних добрив збільшує врожай, сприяє розвитку міцних, здорових саджанців, сприяє дозріванню плодів, бере участь у диханні рослин, в утворенні білків, жирів, в усіх процесах обміну. Фосфор відіграє роль регулятора, стимулюючи всі явища, пов'язані з формуванням і дозріванням плодів, підвищує стійкість рослин до несприятливих умов. За нестачі Фосфору пригнічується ріст рослин, спостерігається слабкий ріст саджанців, повільне дозрівання плодів.

Фосфор в організмі людини

У тілі людини масою 70 кг міститься близько 780 г Фосфору.

У вигляді кальцій фосфатів Фосфор присутній у кістках людини. Він також міститься в кістках тварин. Входить до складу білків, фосфоліпідів, нуклеїнових кислот. Щоденна потреба людського організму у Фосфорі становить 1,2 г. Основна його кількість споживається з молоком і хлібом. Найбільш багаті на Фосфор риба, квасоля, деякі види сиру. Для правильного харчування необхідно дотримуватись балансу між кількістю споживаного Фосфору і Кальцію. Оптимальне співвідношення складає 1,5: 1. Надлишок багатої на Фосфор їжі призводить до вимивання Кальцію з кісток, а за його надлишку розвивається сечокам'яна хвороба.

Нітроген входить до складу багатьох органічних сполук: білків, нуклеїнових кислот, алкалоїдів, антибіотиків. Без білків немає життя, а без Нітрогену немає білків, тому зрозумілою стає його роль у живій природі. Зв'язаний Нітроген може в незначних кількостях потрапити в грунт завдяки грозовим дощам і бобовим рослинам.

Нітроген — це елемент без якого неможливе існування рослин на Зем- ■ лі, але його кількість має бути в межах тієї норми, яка потрібна рослині. Якщо рослина містить недостатню кількість Нітрогену, то затримується її ріст і розвиток, гальмується ріст і формування листків: вони стають дрібними, мають ясно-зелений колір і передчасно жовтіють унаслідок зменшення вмісту хлорофілу. Крім того, якщо не визначає Нітрогену, стебла стають тонкими і слабко розгалужуються, погіршується ріст і формування репродуктивних органів.

Надлишок Нітрогену призводить до надмірного розвитку вегетативної маси, знижує стійкість рослин до несприятливих умов, грибних і бактеріальних хвороб.

Хімічні елементи, як і вся природа, перебувають у постійному русі. Процеси відбуваються в усіх трьох оболонках Землі — літосфері, гідросфері, атмосфері.

Значну роль у процесах, що відбуваються у природі, відіграє біосфера — зона існування живих організмів. Відомо, що Нітроген входить до складу

білків, а отже, зумовлює існування рослин, тварин узагалі життя на Землі. Рослини засвоюють Нітроген з неорганічних сполук, які є в грунті.

Нітроген входить до складу мінеральних азотних добрив: мінеральні добрива — селітри КІЧО,, №N0,, МН4г4О, Н2О, органічні добрива — гній, компост, послід та зелені добри- | ва (люпин, горох, конюшина).

Нітрати лужних металів, крім того, використовують як компоненти ракетного палива та піротехнічних сумішей, для виробництва вибухових речовин, скла, ліків і для обробки та консервування харчових продуктів. Так, натрій нітрат №N0, застосовують (у чітко визначеній нормі) для виготовлення ковбас, шинки, деяких сортів сиру і риби. Він відновлюється мікроорганізмами до натрій нітриту №ИО2, який перешкоджає окис-ненню м'яса і зберігає рожевий колір м'ясних виробів, поліпшує смак сирів, облагороджує їх запах. У домашніх умовах використання нітратів і нітритів неприпустиме, бо вживання навіть дещо перевищеної норми цих солей може призвести до порушення функції крові я к переносника кисню й створити загрозу для життя. Адже нітрати спричинюють набряк легенів, кашель, блювоту і серцеву недостатність. Нітрити, зокрема №МО2, у шлунково-кишковому тракті утворюють високотоксичні сполуки, що уражають печінку і спричинюють розвиток злоякісних пухлин. Ці високотоксичні сполуки містяться в невеликих кількостях у забрудненому повітрі та сигаретному димі, тому не завадить згадати про нітрити та інші токсичні речовини, перш ніж запалити сигарету. Отже, у сільському господарстві, у харчовій промисловості з нітратами треба поводитись грамотно: неухильно додержуватись норм внесення їх у грунт, запобігаючи надлишку нітратів, щоб вони не накопичувались у овочах, фруктах, адже гранично допустиме споживання їх за добу — 5 мг на кг маси тіла.



Зменшити кількість нітратів можна, якщо всі овочі та фрукти ретель- ) но помити перед уживанням гаря-) чою водою, після чого яблука, огірки | почистити, а з моркви вирізати сер-цевину. Зниженню шкідливого впливу нітратів сприяє вживання вітамінів, особливо А, Е, В9.

Поділіться з Вашими друзьями:


База даних захищена авторським правом ©wishenko.org 2017
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка