Какой газ содержится в одинаковом количестве во вдыхаемом

Задача 1. «Чистые вещества и смеси»

1. Закончите фразы:
   • (а) Состав индивидуального вещества в отличие от состава смеси __________ и  может  быть  выражен  химическ__ __________;
   • (б) __________ в отличие от __________ кипит при постоянной __________.
2. Какая из  двух  жидкостей –  ацетон  и  молоко –  представляет  собой индивидуальное вещество, а какая – смесь?
3. Вам надо  доказать,  что  выбранное  Вами  вещество (одно  из  двух  в  п. 2) – смесь. Кратко опишите Ваши действия.

Решение

• (а) Состав индивидуального вещества в отличие от состава смеси постоянен и может быть выражен химической формулой; (б) индивидуальное вещество в отличие от смеси веществ кипит при постоянной температуре.
• Ацетон – индивидуальное вещество, молоко – смесь.
• Поместим капли  обеих жидкостей  в микроскоп. Молоко  под микроскопом будет неоднородно. Это – смесь. Ацетон под микроскопом будет однородным.

Другое  возможное  решение:  ацетон  кипит  при  постоянной  температуре.  Из молока  при  кипячении  испаряется  вода,  на  поверхности  молока  образуется плёнка – пенка. Принимаются также другие разумные доказательства.

Система оценивания:

Задача 2. «Распространённое вещество»

«Это  сложное  вещество  широко  распространено  в  природе.  Встречается  по  всему  земному шару. Не  имеет  запаха. При  атмосферном  давлении  вещество  может находиться только в газообразном и твёрдом состояниях. Многие учёные  считают,  что  это  вещество  оказывает  влияние  на  повышение  температуры  нашей  планеты.  Применяется  в  различных  производствах,  в  том  числе  и  пищевой  промышленности.  Используется  при  тушении  пожаров.  Однако  в химической  лаборатории  им  нельзя  тушить  горящие  металлы,  например  магний.  Напитки,  приготовленные  с  этим  веществом,  очень  любят  дети.  Но постоянное  потребление  таких  напитков  может  вызвать  раздражение  стенок  желудка».

1. Определите вещество на основе его описания.
2. Какие названия этого вещества Вам известны?
3. Приведите известные Вам  примеры  применения  и  назовите  источники  образования этого вещества.

Решение и критерии оценивания

1. Названо вещество –  углекислый  газ (оксид  углерода (IV)) (4  балла). Возможный ответ – вода – считать неправильным. Вода не раздражает желудок.
2. Сухой лёд, углекислота, угольный ангидрид (по 1 баллу за каждый ответ).
3. Углекислый газ  применяется  в  производстве  газированных  напитков,  сахарном производстве, при тушении пожаров как хладагент и пр. Образуется  при дыхании животных организмов, брожении, гниении органических остатков,  в  производстве  негашёной  извести,  сжигании  органических  веществ (торфа,  древесины,  природного  газа,  керосина,  бензина  и  т. д.) (По  одному  баллу  за  пример, но не более 3-х баллов). Всего – 10 баллов.

Задача 3. «Атомные доли»

Состав  химических  соединений  часто  характеризуют  с  помощью  атомных долей. Так, молекула углекислого  газа CO2  состоит из одного  атома C и двух атомов O, всего в молекуле три атома. Тогда атомная доля C равна 1/3, атомная доля O – 2/3.

Приведите  по  одному  примеру  веществ,  в  которых  атомные  доли составляющих их элементов равны:

1. 1/2 и 1/2;
2. 2/5 и 3/5;
3. 1/3, 1/3 и 1/3;
4. 1/6, 1/6 и 2/3;
5. 1.

 Решение

1. Два элемента,  число  атомов  в  молекуле (формульной  единице)  одинаково: HCl, HgO, CO.
2. Два элемента, атомов одного из них в молекуле (формульной единице) – 2, другого – 3: Al2O3, Fe2O3.
3. Три элемента, всех атомов поровну: KOH, NaOH.
4. Три элемента: атомов двух из них в молекуле (формульной единице) поровну, а третьего элемента в 4 раза больше: KMnO4, CuSO4.
5. Любое простое вещество.

По 2 балла за каждый пункт.

Всего – 10 баллов.

Задача 4. «Вдох-выдох»

В процессе дыхания человек потребляет кислород и выдыхает углекислый газ. Содержание  этих  газов  во  вдыхаемом  и  выдыхаемом  воздухе  приведено в таблице.

Объём вдоха-выдоха – 0,5 л, частота нормального дыхания – 15 вдохов в мин.

1. Сколько литров  кислорода  потребляет  человек  за  час  и  сколько  выделяет углекислого газа?
2. В классе объёмом 100 м3 находятся 20 человек. Окна и двери закрыты. Каким будет объёмное  содержание CO2  в  воздухе  после  урока  длительностью 45 минут? (Совершенно безопасное содержание – до 0,1 %).

Решение и критерии оценивания

Это  содержание  превышает  безопасный  порог,  поэтому  класс  необходимо проветривать.

Примечание.  Расчёт  во  втором  вопросе  использует  ответ  на  первый  вопрос. Если  в  первом  вопросе  получено  неправильное  число,  но  потом  с  ним выполнены  верные  действия  во  втором  пункте,  за  этот  пункт  ставится максимальный балл, несмотря на неверный ответ.

Всего – 10 баллов.

Задача 5. «Соединения урана»

Где больше урана – в 1,2 г хлорида урана(IV) или 1,0 г оксида урана(VI)?

1. Запишите формулы этих соединений.
2. Ответ обоснуйте и подтвердите расчётом.
3. Запишите уравнения реакций получения этих веществ из урана.

Решение

1. UCl4, UO3.
2. UCl4  ω(U) = 62,6 %, значит в 1,2 г этого вещества содержится 0,75 г урана  UO3    ω(U) = 83,2 %, значит в 1,0 г этого вещества содержится 0,83 г урана. Больше урана содержится в 1,0 г оксида урана(VI).
3. U+ 2Cl2 = UCl4; 2U + 3O2 = 2UO3

 Система оценивания:

Всего – 10 баллов.

Задача 6. «Пять порошков»

В пяти пронумерованных стаканах выданы порошки следующих веществ: медь, оксид  меди(II),  древесный  уголь,  красный  фосфор  и  сера.  Цвет  веществ, находящихся в стаканах, указан на рисунке 6.1.

Ученики  исследовали  свойства  выданных  порошкообразных  веществ,  результаты своих наблюдений представили в таблице.

1. Определите, в  каком  стакане  находится  каждое  из  веществ,  выданных  для исследования. Ответ обоснуйте.
2. Напишите уравнения  реакций,  которые  протекают  с  участием  выданных веществ при их нагревании на воздухе.
3. Известно, что  плотность  веществ,  находящихся  в  стаканах  № 1  и  № 3, больше  плотности  воды,  т. е.  эти  вещества  должны  тонуть  в  воде.  Однако порошки  этих веществ плавают на поверхности воды. Предложите возможное объяснение этому факту.

 Решение и критерии оценивания

1) В стакане

№ 1 находится порошок угля. Чёрный цвет, тлеет на воздухе при нагревании.

№ 2 – оксид меди (II); имеет чёрный цвет, при нагревании не изменяется.

№ 3 – сера; жёлтый цвет, характерное горение с образованием сернистого газа.

№ 4 –  красный  фосфор;  тёмно-красный  цвет,  характерное  горение  с  образованием оксида фосфора(V).

№ 5 – медь; красный цвет; появление чёрной окраски при нагревании  за  счёт образования оксида меди(II).

По 0,5 балла за каждое верное определение и ещё по 0,5 балла за разумное обоснование. Всего — 5 баллов

2) Уравнения  реакций,  которые  протекают  с  участием  выданных веществ при их нагревании на воздухе:

• C + O2 = CO2
• S + O2 = SO2
• 4P + 5O2 = 2P2O5
• 2Cu + O2 = 2CuO

По 1 баллу за каждое уравнение. Всего – 4 балла

3) В стаканах № 1 и № 3 находятся соответственно порошки древесного угля и серы.  Частички  древесного  угля  пронизаны  капиллярами,  заполненными воздухом,  таким  образом,  их  средняя  плотность  оказывается  меньше 1  г/мл.

К тому же поверхность угля, как и поверхность серы, не смачивается водой, т. е. является  гидрофобной.  Мелкие  частички  этих  веществ  удерживаются  на поверхности воды силой поверхностного натяжения.

1 балл Всего – 10 баллов

В итоговую оценку из 6-и задач засчитываются 5 решений, за которые участник
набрал наибольшие баллы, то есть одна из задач с наименьшим баллом не
учитывается.

1. Газообмен в легких и тканях

Значение дыхания

Дыхание – жизненно необходимый процесс постоянного обмена газами между организмом и окружающей его внешней средой. В процессе дыхания человек поглощает из окружающей среды кислород и выделяет углекислый газ.

Почти все сложные реакции превращения веществ в организме идут с обязательным участием кислорода. Без кислорода невозможен обмен веществ, и для сохранения жизни необходимо постоянное поступление кислорода. В клетках и тканях в результате обмена веществ образуется углекислый газ, который должен быть удален из организма. Накопление значительного количества углекислого газа внутри организма опасно. Углекислый газ выносится кровью к органам дыхания и выдыхается. Кислород, поступающий в органы дыхания при вдохе, диффундирует в кровь и кровью доставляется к органам и тканям.

В организме человека и животных нет запасов кислорода, и поэтому непрерывное поступление его в организм является жизненной необходимостью. Если человек в необходимых случаях может прожить без пищи более месяца, без воды до 10 дней, то при отсутствии кислорода необратимые изменения наступают уже через 5-7 мин.

Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха

Производя попеременно вдох и выдох, человек вентилирует легкие, поддерживая в легочных пузырьках (альвеолах) относительно постоянный газовый состав. Человек дышит атмосферным воздухом с большим содержанием кислорода (20,9%) и низким содержанием углекислого газа (0,03%), а выдыхает воздух, в котором кислорода 16,3%, углекислого газа 4% (табл. 8).

Состав альвеолярного воздуха значительно отличается от состава атмосферного, вдыхаемого воздуха. В нем меньше кислорода (14,2%) и большое количество углекислого газа (5,2%).

Азот и инертные газы, входящие в состав воздуха, в дыхании участия не принимают, и их содержание во вдыхаемом, выдыхаемом и альвеолярном воздухе практически одинаково.

Почему в выдыхаемом воздухе кислорода содержится больше, чем в альвеолярном? Объясняется это тем, что при выдохе к альвеолярному воздуху примешивается воздух, который находится в органах дыхания, в воздухоносных путях.

Парциальное давление и напряжение газов

В легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови поступает в легкие. Переход газов из воздуха в жидкость и из жидкости в воздух происходит за счет разницы парциального давления этих газов в воздухе и жидкости. Парциальным давлением называют часть общего давления, которая приходится на долю данного газа в газовой смеси. Чем выше процентное содержание газа в смеси, тем соответственно выше его парциальное давление. Атмосферный воздух, как известно, является смесью газов. Давление атмосферного воздуха 760 мм рт. ст. Парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе составляет 20,94% от 760 мм, т. е. 159 мм; азота – 79,03% от 760 мм, т. е. около 600 мм; углекислого газа в атмосферном воздухе мало – 0,03%, поэтому и парциальное давление его составляет 0,03% от 760 мм – 0,2 мм рт. ст.

Для газов, растворенных в жидкости, употребляют термин “напряжение”, соответствующий термину “парциальное давление”, применяемому для свободных газов. Напряжение газов выражается в тех же единицах, что и давление (в мм рт. ст.). Если парциальное давление газа в окружающей среде выше, чем напряжение этого газа в жидкости, то газ растворяется в жидкости.

Парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе 100-105 мм рт. ст., а в притекающей к легким крови напряжение кислорода в среднем 60 мм рт. ст., поэтому в легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь.

Движение газов происходит по законам диффузии, согласно которым газ распространяется из среды с высоким парциальным давлением в среду с меньшим давлением.

Газообмен в легких

Переход в легких кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и поступление углекислого газа из крови в легкие подчиняются описанным выше закономерностям.

Благодаря работам великого русского физиолога Ивана Михайловича Сеченова стало возможно изучение газового состава крови и условий газообмена в легких и тканях.

Газообмен в легких совершается между альвеолярным воздухом и кровью путем диффузии. Альвеолы легких оплетены густой сетью капилляров. Стенки альвеол и капилляров очень тонкие, что способствует проникновению газов из легких в кровь и наоборот. Газообмен зависит от величины поверхности, через которую осуществляется диффузия газов, и разности парциального давления (напряжения) диффундирующих газов. При глубоком вдохе альвеолы растягиваются, и их поверхность достигает 100-105 м2. Так же велика и поверхность капилляров в легких. Есть, и достаточная, разница между парциальным давлением газов в альвеолярном воздухе и напряжением этих газов в венозной крови (табл. 9).

Из таблицы 9 следует, что разность между напряжением газов в венозной крови и их парциальным давлением в альвеолярном воздухе составляет для кислорода 110 – 40 = 70 мм рт. ст., а для углекислого газа 47 – 40 = 7 мм рт. ст.

Опытным путем удалось установить, что при разнице напряжения кислорода в 1 мм рт. ст. у взрослого человека, находящегося в покое, в кровь может поступить 25-60 мл кислорода в 1 мин. Человеку в покое нужно примерно 25-30 мл кислорода в 1 мин. Следовательно, разность давлений кислорода в 70 мм рт. ст, достаточна для обеспечения организма кислородом при разных условиях его деятельности: при физической работе, спортивных упражнениях и др.

Скорость диффузии углекислого газа из крови в 25 раз больше, чем кислорода, поэтому при разности давлений в 7 мм рт. ст., углекислый газ успевает выделиться из крови.

Перенос газов кровью

Кровь переносит кислород и углекислый газ. В крови, как и во всякой жидкости, газы могут находиться в двух состояниях: в физически растворенном и химически связанном. И кислород и углекислый газ в очень небольшом количестве растворяются в плазме крови. Большая часть кислорода и углекислого газа переносится в химически связанном виде.

Основной переносчик кислорода – гемоглобин крови. 1 г гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода. Гемоглобин обладает способностью вступать в соединение с кислородом, образуя оксигемоглобин. Чем выше парциальное давление кислорода, тем больше образуется оксигемоглобина. В альвеолярном воздухе парциальное давление кислорода 100-110 мм рт. ст. При таких условиях 97% гемоглобина крови связывается с кислородом. Кровь приносит к тканям кислород в виде оксигемоглобина. Здесь парциальное давление кислорода низкое, и оксигемоглобин – соединение непрочное – высвобождает кислород, который используется тканями. На связывание кислорода гемоглобином оказывает влияние и напряжение углекислого газа. Углекислый газ уменьшает способность гемоглобина связывать кислород и способствует диссоциации оксигемоглобина. Повышение температуры также уменьшает возможности связывания гемоглобином кислорода. Известно, что температура в тканях выше, чем в легких. Все эти условия помогают диссоциации оксигемоглобина, в результате чего кровь отдает высвободившийся из химического соединения кислород в тканевую жидкость.

Свойство гемоглобина связывать кислород имеет жизненно важное значение для организма. Иногда люди гибнут от недостатка кислорода в организме, окруженные самым чистым воздухом. Это может случиться с человеком, оказавшимся в условиях пониженного давления (на больших высотах), где в разреженной атмосфере очень низкое парциальное давление кислорода. 15 апреля 1875 г. воздушный шар “Зенит”, на борту которого находились три воздухоплавателя, достиг высоты 8000 м. Когда шар приземлился, то в живых остался только один человек. Причиной гибели людей было резкое снижение парциального давления кислорода на большой высоте. На больших высотах (7-8 км) артериальная кровь по своему газовому составу приближается к венозной; все ткани тела начинают испытывать острый недостаток в кислороде, что и приводит к тяжелым последствиям. Подъем на высоту более 5000 м обычно требует пользования особыми кислородными приборами.

При специальной тренировке организм может приспосабливаться к пониженному содержанию кислорода в атмосферном воздухе. У тренированного человека углубляется дыхание, увеличивается количество эритроцитов в крови за счет усиленного образования их в кроветворных органах и поступления из депо крови. Кроме того, усиливаются сердечные сокращения, что приводит к увеличению минутного объема крови.

Для тренировки широко применяют барокамеры.

Углекислый газ переносится кровью в виде химических соединений – бикарбонатов натрия и калия. Связывание углекислого газа и отдача его кровью зависят от его напряжения в тканях и крови.

Кроме того, в переносе углекислого газа участвует гемоглобин крови. В капиллярах тканей гемоглобин вступает в химическое соединение с углекислым газом. В легких это соединение распадается с освобождением углекислого газа. Около 25-30% выделяемого в легких углекислого газа переносит гемоглобин.

Когда делала прическу мне советовали в салоне купить Ринфолтил, нашла у этих ребят. витамины.com.ua.

кардинг форум