Решебник по химии 8 класс. Рудзитис ФГОС | Страница 91

Подумай, ответь, выполни

1. Какое значение имеет озон для жизни на Земле? Используя дополнительное источники информации, узнайте, под каким участками Земли озоновый слой наиболее тонкий.

Озон играет крайне важную роль для жизни на Земле. Он служит защитой от ультрафиолетового излучения Солнца, которое может быть опасным для живых организмов. Озоновый слой поглощает большую часть этого вредного излучения, позволяя поддерживать оптимальные условия для жизни на планете. Без озона большая часть ультрафиолетового излучения достигала бы поверхности Земли, что могло бы вызвать многочисленные проблемы, такие как рак кожи у людей, ухудшение состояния растений и другие экологические катастрофы.

Озоновый слой наиболее тонкий над полярными регионами Земли, особенно над Антарктидой, где происходит разрушение озона, известное как «озоновая дыра». Это явление связано с химическими процессами, происходящими из-за антропогенных воздействий, таких как выбросы хлорфторуглеродов (ХФУ).

2. Сравните свойства кислорода и озона. На основе этих примеров поясните сущность аллотропии.

3. Расскажите своей группе кратко об озоне по следующему плану:

1) нахождение в природе;

2) получение;

3) свойства;

4) применение.

Нахождение в природе

Озон в природе встречается как в атмосфере, так и в некоторых природных источниках. Он образуется в верхних слоях атмосферы на высоте 20–25 км в результате взаимодействия ультрафиолетового излучения Солнца с молекулами кислорода. Этот процесс приводит к образованию молекул озона (O₃). Озон также образуется во время грозы, когда молнии разряжают кислород, создавая озон. На Земле озон присутствует в воздухе в небольших количествах, но его уровень в атмосфере регулируется природными процессами.

Получение

Озон можно получать как в лабораторных, так и в промышленных условиях. В лаборатории озон получают с помощью электролиза кислорода в озонаторе — специальном приборе, в котором кислород подвергается электрическому разряду. В промышленности озон получают с помощью электрического разряда или через катализаторы в специальных установках. Его также можно получить в результате воздействия высоковольтных разрядов в атмосфере. Озон можно получить и с помощью ультрафиолетовых ламп, которые способствуют его образованию.

Свойства

Озон — это газ с резким запахом, который сильно окисляет вещества и обладает высокой химической активностью. Он имеет голубой цвет и может быть как газообразным, так и жидким в зависимости от температуры. Озон устойчив к разложению под воздействием ультрафиолетового излучения, но при обычных условиях легко распадается на молекулы кислорода. Вода с растворённым озоном не имеет неприятного запаха и полезна для здоровья. Озон является более активной формой кислорода, что делает его мощным окислителем.

Применение

Озон широко используется в медицине для стерилизации и дезинфекции воздуха и воды. В промышленных установках его применяют для очистки сточных вод и воздуха от вредных химических загрязнителей. Озон также используется в качестве мощного окислителя в различных химических процессах. В быту его применяют для обеззараживания воды, а также для устранения неприятных запахов. В последние годы озон активно используется в системах очистки воздуха в крупных городах и промышленных зонах.

Стр. 91

Тестовые задания

1. Аллотропными модификациями являются:

a) кислород и водород

b) кислород и озон

c) натрий и калий

d) алюминий и медь

Ответ: 2) кислород и озон

Объяснение: Аллотропия — это явление, когда один и тот же химический элемент образует несколько простых веществ. К таким элементам относится кислород, который существует в виде двух аллотропных форм: молекулярного кислорода (O₂) и озона (O₃). Озон — это форма кислорода с отличными физическими и химическими свойствами.

2. Озон получают:

a) в аппарате Киппа

b) в озонаторе

c) в кристаллизаторе

d) в газометре

Ответ: 2) в озонаторе

Объяснение: Озон получают в специальном устройстве, называемом озонатором. В озонаторе молекулы кислорода (O₂) подвергаются воздействию электрического разряда, при котором они распадаются на атомы кислорода, которые затем соединяются с молекулами кислорода, образуя озон (O₃).

3. Определите вещество по описанию: газ с характерным запахом свежести, голубого цвета, в 1,5 раза тяжелее кислорода.

a) озон

b) углекислый газ

c) аммиак

d) сероводород

Ответ: 1) озон

Объяснение: Озон (O₃) — это газ с характерным запахом свежести и голубым цветом, который действительно в 1,5 раза тяжелее кислорода (O₂). Озон обладает высокой химической активностью и используется, например, в очистке воды и воздуха.

Стр. 91

С помощью Интернета

Прочитайте в Интернете об озоновых дырах.

Озоновые дыры: причины и последствия

Озоновые дыры — это участки атмосферы, в которых концентрация озона (O₃) значительно снижается, что приводит к уменьшению его защитной функции для Земли. Озон играет ключевую роль в защите живых организмов от вредного воздействия ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца. Эти дыры стали одной из самых обсуждаемых экологических проблем в последние десятилетия, так как их существование угрожает не только экосистемам Земли, но и здоровью человека.

Что такое озоновый слой?

Озоновый слой находится в стратосфере, на высоте от 15 до 35 км от поверхности Земли, и представляет собой область, в которой содержится наибольшее количество озона. Озон в атмосфере поглощает около 90% ультрафиолетового (УФ) излучения, которое исходит от Солнца. Это излучение способно вызывать серьезные повреждения клеток живых существ, в том числе рак кожи у людей, ухудшение зрения и разрушение экосистем.

Причины разрушения озонового слоя

Основными виновниками разрушения озона являются химические вещества, которые содержат хлор и бром. Эти вещества, такие как хлорфторуглероды (CFC), галогенированные углеводороды и гидрофторуглероды, попадают в стратосферу и разрушают молекулы озона. Одной молекулы CFC достаточно, чтобы разрушить до 100 000 молекул озона.

Хлорфторуглероды (CFC) использовались в качестве хладагентов, аэрозольных пропеллентов и растворителей, а их массовое производство началось в середине 20-го века. Эти химикаты имеют долгий срок существования в атмосфере — до 100 лет, и в процессе своего подъема в стратосферу они расщепляются под воздействием ультрафиолетового излучения, высвобождая атомы хлора. Эти атомы хлора и начинают разрушать молекулы озона, что ведет к образованию озоновых дыр.

Другие химические вещества, такие как бромсодержащие соединения, оказывают даже более разрушительное воздействие, чем хлор. Их молекулы могут разрушить несколько тысяч молекул озона.

Озоновые дыры на Антарктиде

Озоновая дыра, образующаяся над Антарктидой, является наиболее известной и изученной. Каждый год весной (сентябрь-октябрь) над этим регионом происходит резкое сокращение озонового слоя, в результате чего размер дыры достигает величины, сопоставимой с размерами континентов. Это явление наблюдается с конца 1970-х годов, и в последние десятилетия оно не уменьшилось, а наоборот, наблюдаются новые скачки в его развитии. Проблема усугубляется тем, что в Антарктиде нет источников загрязняющих веществ, и проблема связана исключительно с транспортом хлора и брома в стратосферу из-за человеческой деятельности.

Последствия для экосистем и здоровья человека

Озоновые дыры имеют несколько серьезных последствий для природы и здоровья человека. В первую очередь, повышенная концентрация ультрафиолетового излучения, которое достигает поверхности Земли, наносит вред живым организмам. У человека это может проявляться в виде увеличения случаев рака кожи, катаракты и других заболеваний. Особенно подвержены риску дети, чья кожа более чувствительна к ультрафиолетовому излучению.

Кроме того, избыточное УФ-излучение может вызвать изменения в экосистемах. Например, оно приводит к сокращению численности планктона в океанах, который является основным звеном в пищевой цепи морских экосистем. Это может повлиять на всю морскую фауну, включая рыбы, а также на продовольственные запасы человечества. Растения также страдают от повышенного уровня ультрафиолетового излучения, что может привести к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

Для животных, особенно для некоторых видов амфибий, избыточное ультрафиолетовое излучение также становится опасным, нарушая их развитие и приводя к увеличению смертности.

Противодействие разрушению озонового слоя

Международное сообщество активно работает над решением проблемы разрушения озонового слоя. В 1985 году был принят Монреальский протокол, который направлен на постепенное сокращение и ликвидацию производства и потребления веществ, разрушающих озоновый слой. Протокол оказал значительное влияние, и с тех пор в мире наблюдается уменьшение производства хлорфторуглеродов и других опасных химикатов.

Протокол подписали более 190 стран, и его успех стал одним из ярких примеров международного сотрудничества в сфере охраны окружающей среды. Одним из главных достижений Монреальского протокола является то, что он привел к сокращению использования CFC и других веществ, разрушительных для озонового слоя. В результате этих усилий в последние десятилетия было зафиксировано некоторое восстановление озонового слоя, хотя полное его восстановление ожидается только к середине 21 века.

Заключение

Озоновая проблема является одной из важнейших экологических проблем нашего времени. Она затрагивает не только здоровье человека, но и состояние экосистем всей планеты. Однако, благодаря международным усилиям, можно ожидать восстановления озонового слоя в будущем. Важно продолжать работу по предотвращению использования опасных химических веществ и поддерживать природные механизмы восстановления озона.