Озон.Оттектің аллотропиялық түр өзгерісі. Озонның табиғатта таралуы. Қасиеттері

240

 

Сабақтың тақырыбы: Озон.Оттектің аллотропиялық түр өзгерісі. Озонның  табиғатта таралуы. Қасиеттері

Сабақтың мақсаты:

Білімділік:

  • оқушыларға жай зат озонның қасиеттерін оқыту арқылы бұрыннан білетін білімдерін толықтыру;
  • аллотропия туралы түсінік бере отырып, озонның физикалық және химиялық қасиеттері жөнінде мағлұмат беру;

Дамытушылық:

-оқушылардың таным қызығушылығы мен интеллектуальдық

қабілеттерін ескере отырып, өз бетімен білім алуына дағдыландыру;

Тәрбиелік:

  • озон қабатының ластануының негізгі көздеріне, бүлінуден қорғау жолдарына көңіл бөле отырып, экологиялық сауаттылыққа тәрбиелеу;

Сабақтың түрі: Проблемалық сабақ

Сабақтың әдісі: Көрнекі көрсетулер арқылы түсіндіру, сұрақ-жауап, жағдаяттарды шешу.

 

Сабақтың барысы: І. Жаңа ұғымды қалыптастыру.

1.Проблемалық жағдай

І. Ұйымдастыру бөлімі:

Сәлеметсіздер ме, құрметті оқушылар! Бүгінгі сабақта мен сіздермен кездескеніме қуаныштымын. Бәріңізге жақсы көңіл күй, сәттілік, үлкен табыс және бүгінгі сабағымыз есте қаларлықтай болсын деймін.

Бүгін біз сіздермен «Озон.Оттектің аллотропиялық түр өзгерісі. Озонның табиғатта таралуы және қасиеттері» тақырыбында сабақ өтеміз. Бұл сабақта озонның табиғатта кездесуі, физикалық, химиялық қасиеттері, аллотропия, озон қабаты туралы білетін боламыз.

ІІ.Үй тапсырмасын тексеру және жаңа сабақты меңгертуге әзірлеу:

І. Сергіту сұрақтары

  1. Жай заттар дегеніміз не ?
  2. Күрделі заттар дегеніміз не ?

3.Жану реакциясы дегеніміз не ?

  1. Тотығу деген не ?
  2. Оксидтер деген не ?
  3. Өршіткі дегеніміз не ?

 

 ІІ. Тест сұрақтары

  1. Оттек неше валентті ?

А). І,  Б) ІІ,  В) ІІІ

  1. Оттекті ашқан ғалым:

А).Ж.Пруст,  Б) Дж. Пристли мен К.Шееле, В)В.М.Ломоносов

  1. Оттектің химиялық таңбасы

А) O2 , Б) О, В) O3

  1. Оттектің атомдық массасы нешеге тең ?

А) 32,  Б) 16,  В) 8

  1.     Оттектің агрегаттық күйі

А) қатты, Б) газ, В) сұйық

  1. «Оттек» латын тілінен аударғанда қандай мағына білдіреді ?

А) Оксид тудырушы, Б) Оксигениум қышқыл тудырушы, В) Тотығу

  1. Біздің планетамызда көлемі бойынша оттек қанша пайыз ?

А) 49,13 %, Б) 21%   В) 78 %

  1. Өнеркәсіпте оттекті неден алады ?

А) Судан, Б) Ауадан, В) Химиялық қосылыстардан

  1. Оттекке оксигениум деген ат берген ғалым

А) В.М.Ломоносов,  Б) Лавуазье,  В) Дж. Пристли мен К.Шееле,

  1. Лабораторияда оттекті қандай заттардан алады ?

А) Ауадан, Б) Химиялық қосылыстардан, В) Судан.

ІІІ. Кім шапшаң ?

Теңдеуді аяқтап, оны теңестіріңіздер.

P + O2 =

(Жауабы: коэффиценттер қосындысы 9-ға тең болады.)

ІІІ. Жаңа тақырыпты меңгерту.

Тақырыбы: Озон.Оттектің аллотропиялық түр өзгерісі. Озонның табиғатта таралуы. Қасиеттері

1 кезең. Проблеманы қабылдауға дайындық

 

Мұғалім: Озон туралы не білесіңдер? Озон қабаты дегеніміз не?

Құрамы           Құрылысы         Табиғатта кездесуі

 

 

Озон

 

 

Алынуы            Қасиеттері          Қолданылуы

 

 

Құрамы: Оттек элементінің молекуласы екі атомнан тұратын O2-ден басқа, кәдімгі жағдайда үш атомнан құралған газ тектес болып келетін тағы бір түрі-О3, яғни озон деп аталатын молекуласы бар.

1785 ж голланд оқымыстылары жаңа газды анықтап, оның атын озон деп атаған. Оның оттек атомынан тұратын жай зат екені анықталған. Оның формуласы О3 молекуласы үш атомнан тұратын оттектің түрөзгерісі екені мәлім болды.

Ол көкшілдеу түсті, өзіне тән иісі бар (грекше «озо»-иісті) газ. Суда аз ериді, қайнау-112С, балқу температурасы-193С. Оттек газынан 1,5 есе ауыр. Күшті тотықтырғыш, бояғыш заттарды түссіздендіретін қасиеті бар..

Атмосфераның көгілдір түске боялуы озонға байланысты. Озон стратосфера қабатында жер бетінен 15-тен 50 шақырым аралығында биіктікте. Озон қабатының қалыңдығы бар болғаны бес шақырым (20-25 шақырым), оны озондық қабат деп атаймыз. Ол қабатта озон концентрациясы орасан зор емес, көлемі 3 млрд. тоннадан астам.

Алынуы. Зертханада озонды озонатор дейтін құралдың көмегімен  алуға болады. Озонатор сыртынан металл сыммен оралған шыны түтіктен тұрады. Түтіктің ортасынан екінші сым өтеді. Жоғары кернеулі ток алу үшін түтік арқылы аздап оттек газын жіберіп, сымдардың ұшын индукциялық катушкалардың полюстеріне жалғайды. Түтік ішінде газ арқылы электр зарядтары өткенде, оттек газы озонға айналады.

Реакция теңдеуі:

2 у.к.с, эл.зар.→      2О3

Озон оңай ыдырайтын тұрақсыз қосылыс:

О3 .→ О2 + О

Жеке оттек атомдары өзара қосылып, оттек молекуласына айналады:

О +О = О2

Бір химиялық элементтің бірнеше жай зат түрінде болуы аллотропия деп ат алады. Жай заттар сол элементтің аллотропиялық түр өзгерістеріне жатады.

Химиялық қасиеттері.Оттекке қарағанда озонның ерекше химиялық белсенділігі байқалады, сондықтан озоны көп ауамен тыныс алуға болмайды.

Қыздырмай-ақ көптеген жай және күрделі заттармен озон реакцияға түседі. Мысалы, ауадағы отттек газы калий йодиді ертіндісіне әсер етпейді. Егер калий йодиді ерітіндісіне озоны бар ауа жіберсе, йод бос күйінде бөлініп шығады:

O3 + 2KI + H2O = O2 ↑ + I2 ↓ +2KOH

Озон тым белсенді болғандықтан каучукты бүлдіреді, органикалық бояуларды түссіздендіреді. Спиртке озон жанасқанда бірден тұтанып, жана бастайды. Озон күміс, алтын және платина тәрізді металдарды да тотықсыдандырады. Ол күміспен оңай әрекеттесіп, оксид түзеді:

6Ag + O3  = 3Ag2O

ІІ кезең.  Проблемалық жағдаят құру

Мұғалім: Балалар, жазды күні жаңбырдан кейін табиғат аясында қыдырғанды ұнатасыңдар ма? Сіздерге не себепті ұнайды ?

Табиғатта кездесуі.

Озон электр зарядтарының әсерінен табиғатта найзағай ойнағанда және ормандарда қылқанды ағаштардың шайыры тотыққан кезде пайда болады.  Сонымен бірге, электр машиналары және кварц лампалары жұмыс істеп тұрғанда, суды электр тогымен айырғанда озонға тән «электр иісі» сезіледі.

Қолданылуы.Озонның түрлі заттармен қуатты әрекеттесуін пайдаланып, сасық иісті қалдықтарды зарарсыздандырып, сыртқы ортаны ластамайтын заттарға айналдырады.

Оны қолдану арқылы ауыз суы мен ағын судағы, бөлме ауасындағы бактерияларды жояды

Жаңбырдан соң ауада озон мөлшері 0,00001 пайыз болғанның өзінде ауаны тазартып, таза оттекпен демалуға мүмкіндік туады. Ал ауадағы озон мөлшері аз 10-7 пайыз шамасында болса, ол зиянды. Ол кезде адамның басы ауырады, тез шаршайды, лоқси бастайды, бірақ озонның тұрақсыз болуы оған жеткізбейді.

Озон шамамен 25 км биіктікте  жер бетіндегі ауа атмосферасын түгелдей қоршаған 2-3 мм қабатша түрінде болады.

Атмосферадағы озон қабатының қызметі ерекше, ол күннен келетін ультракүлгін сәулені жұтып, оның күйдіргіш әсерін азайтады. Соның арқасында озон қабаты Жердегі тіршілікті сақтайды.

 

 

Озон қабаты -қорғанышымыз

Озон күн көзінен тарайтын ультракүлгін сәулелерінің бір бөлігін бойына сіңіреді: О3 = O2 +O0

Озон жердің тіршілігін сақтайды.

ІІІ кезең. Проблеманы тұжырымдау.

(Бейнефильм көрсетіледі.)

Озон тесігі (жыртығы) туралы.

1980 жылғы бақылау көрсеткіші Антарктида аймағында баяу, тұрақты түрде стратосфералық озон концентрациясы төмендеуін байқаған. Бұл құбылысты «озон тесігі» деп атаған (шын мәнінде ондай тесік жоқ), оған мән беріп, зерттей бастайды.

Кейінірек 1990 жылдары осындай төмендеу Арктика төңірегінде басталады.

Сұрақ:

  1. Жер бетіндегі тіршіліктің сақталуына озон қабатының ролі қандай ?

2.Озон қабаты қалай пайда болады ?

  1. Неге озон жоғалады ?
  2. Озон қалпына келе ме, оның қандай жолдары бар ?

ІҮ кезең. Проблеманы шешу

Озон концентрациясының азаюынан болатын жағдайлар

Стратосферадағы озон концентрациясының бар болғаны 1 пайызға  төмендеуінен ауыр жағдайға соқтырады.

  • Адамдар мен жануарлар арасында терінің онкологиялық ауруларының саны артады.
  • Иммундық жүйе қысымының арту саны көбейеді
  • Жер бетіндегі өсімдіктердің өсу қарқыны бәсеңдейді.
  • Өсімдік тағамдарының санының кемуінен, мұхит су асты жануарларының өлімі басталады.

Күн сәулесінің жұтылуынан ең бастысы біздің ғаламшарда жылудың тепе-теңдігі сақталады (қамтамасыз етіледі). Озонның ыдырауы кезінде жылу бөлінеді, ол стратосферадағы температураны көтеріп, жер бетінің көрпесі ретінде қызмет атқарады.

 

Озон қабаты қалай пайда болды?

Кәдімгі екі атомды оттектен озон пайда болуы үшін үлкен энергия қажет-

150 кДж жуық.

Бастапқы реакция кәдімгі екі атомды оттек атомдық оттекпен әрекеттеседі.

O2 + O0 = O3

Өте қуатты күн көзінен тарайтын ультракүлгін сәулелерінің әсерінен оттек молекуласының атомдары  О00 ыдырайды. Осы үздіксіз өнімнің әсерінен тұрақты озон қабаты пайда болады.

Неге озон жоғалды ?

Шын озонның шығыны ультракүлгін сәулелерді жұту кезінде, сол сияқты кейбір реакцияның өтілу кезеңінде байқалады, мысалы:

О3 + O0 =2O2

O3 +NO = NO2 +O0

Бұл жағдайда ХХ ғасырдың екінші жартысында басқа да жағдайлар қосыла бастады. Әуелі атомдық жарылыс, ракетаның және биікке ұшатын ұшақтардың әсерінен озон концентрациясы төмендеді десек, оған қоса химия зауыты өндірісінің басты кінәсі де бар. Олар озонмен реакцияға түседі. Сонымен бірге кәдімгі өндіріспен шығатын-фреон (хлорланған, фторланған көміртек). Ол нағыз бүлдіргіш (1985 жылы стратосферадағы озон концентрациясы 1 пайызға төмендеген).

Хлорфторокөміртек казірі тұрмыстық және өндірістік тоңазытқыштарда, аэрозольдік баллондарда, химиялық тазартқыш орындарында, кейбір өндірісте транспорттар өртенгенде сөндіру үшін қолданылады. Хлорфторокөміртек озон қабатында кәдімгі «тәртіп бұзушы» қызметін атқарады. Хлор озонмен атомдық оттекті жеп қояды, тез жүретін еркін ағымдағы мына реакциялардың есебінен:

O3 +Cl0 = O2 +ClO0

ClO0 +O0 =Cl0 +O2 соңғы реакцияларда хлор белсенді күйге енеді.. Бұл жағдайда хлор жоғалып кетпей, озон қабатын бүлдіре береді. Ең бастысы хлор мен фтордың бұзу әрекетінен 1990 жылдың аяғында стротосферадағы озонның концентрациясы 10 пайызға төмендеген.

Веналық конвенция

Осының бәрін білгеннен кейін әлемнің әртүрлі елдерінің өкілдері жиналып, Венада 1985 ж озон қабатын қорғау жөніндегі Веналық конвенцияға қол қойды.

Монералдық пртокол 1987 жылы қабылданды, онда қауіпті көміртек, хлор, фтордың қатары анықталды және оларды өндіретін өлкелерде олардың шығарылуын азайту міндеттелді. Лондонда 1990 жылдың маусымында монералдық хаттама нақтыланды: «1995 жылы фреон өндіру екі есе төмендетілсін, ал 2000 жылы оны өндіру мүлдем тоқтатылсын» делінді.

Қазір тіпті экологиялық қауіпсіз фреондар және оларды ауыстыратын өнімдер ойлап табылып шығарылуда, сонда да озон қабатына жетуі  толық тоқтатылған соң ғана он жылдан кейін ол өзінің қалпына келеді.

Мәселені шешудегі жаңа жол

Озон қабатын қалпына келтіру үшін оны қоректендіріп отыру керек. Жер шарын «емдеудегі» бірінші жоба-озон фабрикасын ашып, оны ұшақ арқылы жеткізу болды, ол өзін ақтамайтын болып табылды.

Осы жолда Ресей консорциумы «Интер Озонды» ұсынды, атмосферада озонды үздіксіз өндіру. Жақын арада немістің  «Даза» фирмасымен бірігіп, инфрақызыл лазерлі аэростатты   15 шақырым биіктікке көтеріп, соның көмегімен екі атомды оттектен озон алу жоспарлануда.

Егер бұл зерттеу сәтті болса, болашақта Ресейлік «Мир» орбиталь бекетінде пайдалануға және 400 шақырым биіктікке лазер және энергия көзі болатын бірнеше ғарыштық платформа жасау ұсынылады. Орталық озон қабаты бөлігіне лазер сәулесі бағытталады   және оны тұрақты қоректендіріп отырады.

Күн батареялары энергия көзі болып табылады. Ұшақтар бұл платформаларды тұрақты тексеруден өткізіп жөндеу керек екендігін қорытындылайды.

Бұдан өзге тағы бір жоба –қуатты лазер көзін «жұлдыз соғысына» қолдану жоспары жасалған. Әлемдегі дабыл қағарлық жоба орындала ма, оны уақыт көрсетеді. («Химия мектепте»№ 5. 2010 жыл)

ІІІ. Жаңа білімді бекіту.

Блиц-сұрақтар

  1. Озон қашан ашылды ?
  2. Озонды кім ашты ?
  3. Озон молекуласында қанша оттек атомы бар ?
  4. Аллотропия дегеніміз не?
  5. Озонның түсі қандай ?
  6. Озонның массасы нешеге тең?
  7. Зертханада озон алатын құрал қалай аталады?
  8. Озон қабаты дегеніміз не ? Ол Жерді неден қорғайды ?
  9. Озонды қайда қолдануға болады ?
  10. Озон қабатына әсер ететін заттар ?

 

Дидактикалық тапсырма

1 тапсырма:

О2→О3→О2 айналымды жүзеге асыр

 

2 тапсырма: Реакция теңдеуін теңестіру

Ca + O3 = CaO

S + O3 = SO2

NO2 +  O3  =  N2O5

 

3 тапсырма

  1. 96г озонның зат мөлшерін есептеңдер.

4 тапсырма. Венн диаграмасын құру. (Оттек пен озонды салыстыру)

 

  1. Рефлекция

 Озонды оқу біз үшін маңызды ма ?

 

ІҮ. Қорытынды.

Қорыта айтқанда, Жер бетіндегі тіршіліктің сақталуына оттек элементінің екі түрлі әсері бар.

  1. Оттек-О2 газы тыныс алуға, организмнің тіршілік етуіне жағдай жасайды.

Озон-О3  газы өсімдіктерді, тірі организмді ультракүлгін сәуленің күйдіруінен сақтайды.

 

Ү.Бағалау. (Бағалау парағы бойынша)

ҮІ.Үйге тапсырма

 

  • 25. 5-7 жаттығу.

 

ІІІ. Кім шапшаң ?

Теңдеуді аяқтап, оны теңестіріңіздер.

P + O2 =

 

 

2 у.к.с, эл.зар.→      2О3

О3 .→ О2 + О

О +О = О2

 

 

Бір химиялық элементтің бірнеше жай зат түрінде болуы аллотропия деп ат алады.

 

O3 + 2KI + H2O = O2 ↑ + I2 ↓ +2KOH

6Ag + O3  = 3Ag2O

Қолданылуы

сасық иісті қалдықтарды зарарсыздандырып, сыртқы ортаны ластамайтын заттарға айналдырады.

арқылы ауыз суы мен ағын судағы, бөлме ауасындағы бактерияларды жояды

ол күннен келетін ультракүлгін сәулені жұтып, оның күйдіргіш әсерін азайтады. Жердегі тіршілікті сақтайды.

Балалар жазды күні жаңбырдан кейін табиғат аясында қыдырғанды ұнатасыңдар ма? Сіздерге не себепті ұнайды ?

 

Бейнефильм. «Озон тесігі»

 

Сұрақ:

  1. Жер бетіндегі тіршіліктің сақталуына озон қабатының ролі қандай ?

2.Озон қабаты қалай пайда боады ?

  1. Неге озон жоғалады ?
  2. Озон қалпына келе ме, оның қандай жолдары бар ?

 

Озон концентрациясының азаюынан болатын жағдайлар

 

  • Адамдар мен жануарлар арасында терінің онкологиялық ауруларының саны артады.
  • Иммундық жүйе қысымының арту саны көбейеді
  • Жер бетіндегі өсімдіктердің өсу қарқыны бәсеңдейді.
  • Өсімдік тағамдарының санының кемуінен, мұхит су асты жануарларының өлімі басталады.

 

Озон қабатының пайда болуы.

O2 + O0 = O3

 

Озонның жоғалуы.

О3 + O0 =2O2

O3 +NO = NO2 +O0

O3 +Cl0 = O2 +ClO0

ClO0 +O0 =Cl0 +O

 

 

 

Веналық конвенция

 

 

Мәселені шешудегі жаңы жол

 

бірінші жоба-озон фабрикасын ашып, оны ұшақ арқылы жеткізу болды

 

«Интер Озонды» -атмосфера озонды үздіксіз өндіру.

 

қуатты лазер көзін «жұлдыз соғысына» қолдану жоспары жасалған.

 

 

Блиц-сұрақ.

  1. Озон қашан ашылды ?
  2. Озонды кім ашты ?
  3. Озон молекуласында қанша оттек атомы бар ?
  4. Аллотропия дегеніміз ?
  5. Озонның түсі қандай ?
  6. Озонның массасы нешеге тең?
  7. Лабораторияда озон алатын құрал қалай аталады?
  8. Озон қабаты дегеніміз не ? Ол Жерді неден қорғайды ?
  9. Озондыды қайда қолдануға болады ?
  10. Озон қабатына әсер ететін заттар ?

 

Дидактикалық тапсырма

1 тапсырма:

О2→О3→О2 айналымды жүзеге асыр

 

2 тапсырма: Реакция теңдеуін теңестіру

Ca + O3 = CaO

S + O3 = SO2

NO2 +  O3  =  N2O5

 

3 тапсырма

  1. 96г озонның зат мөлшерін есептеңдер.

4 тапсырма. Венн диаграмасын құру.

 

  1. Рефлекция

 Озонды оқу біз үшін маңызды ма ?

 

Қорытынды.

  1. Оттек-О2 газы тыныс алуға, организмнің тіршілік етуіне жағдай жасайды.
  2. Озон-О3 газы өсімдіктерді, тірі организмді ультракүлгін сәуленің күйдіруінен сақтайды.