Как человек использует кислород своей хозяйственной деятельности

Кислород (O, Oxygenium)

История кислорода

Открытие кислорода произошло дважды, во второй половине XVIII столетия с разницей в несколько лет. В 1771 году кислород получил швед Карл Шееле, нагревая селитру и серную кислоту. Полученный газ был назван «огненным воздухом». В 1774 английский химик Джозеф Пристли проводил процесс разложения оксида ртути в полностью закрытом сосуде и открыл кислород, но принял его за ингредиент воздуха. Только после того, как Пристли поделился своей находкой с французом Антуаном Лавуазье, стало понятно, что открыт новый элемент (calorizator). Пальма первенства данного открытия принадлежит Пристли потому, что Шееле опубликовал свой научный труд с описанием открытия лишь в 1777 году.

Общая характеристика кислорода

Кислород является элементом XVI группы II периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 8 и атомную массу 15,9994. Принято обозначать кислород символом О (от латинского Oxygenium – порождающий кислоту). В русском языке название кислород стало производным от кислоты, термина, который был введён М.В. Ломоносовым.

Нахождение в природе

Кислород является самым распространённым элементом по нахождению в земной коре и Мировом океане. Соединения кислорода (в основном – силикаты) составляют не менее 47% массы земной коры, кислород вырабатывается в процессе фотосинтеза лесами и всеми зелёными растениями, большая часть приходится на фитопланктон морских и пресных вод. Кислород – обязательная составная часть любых живых клеток, также находится в большинстве веществ органического происхождения.

Физические и химические свойства

Кислород – лёгкий неметалл, состоит в группе халькогенов, имеет высокую химическую активность. Кислород, как простое вещество, представляет собой газ без цвета, запаха и вкуса, имеет жидкое состояние – светло-голубая прозрачная жидкость и твёрдое – светло-синие кристаллы. Состоит из двух атомов кислорода (обозначается формулой О₂).

Полезные свойства кислорода и его влияние на организм

Кислород участвует в окислительно-восстановительных реакциях. Живые существа дышат кислородом воздуха. Широко используется кислород в медицине. При сердечнососудистых заболеваниях, для улучшения обменных процессов, в желудок вводят кислородную пену («кислородный коктейль»). Подкожное введение кислорода используют при трофических язвах, слоновости, гангрене. Для обеззараживания и дезодорации воздуха и очистки питьевой воды применяют искусственное обогащение озоном.

Биологическая роль кислорода

Кислород – основа основ жизнедеятельности всех живых организмов на Земле, является основным биогенным элементом. Находится в составе молекул всех важнейших веществ, которые отвечают за структуру и функции клеток (липиды, белки, углеводы, нуклеиновые кислоты). Каждый живой организм содержит гораздо больше кислорода, чем какого-либо элемента (до 70%). Для примера, организм взрослого среднестатического человека массой 70 кг содержит 43 кг кислорода.

Кислород поступает в живые организмы (растения, животные и человек) благодаря органам дыхания и поступлению воды. Помня о том, что в организме человека самый главный орган дыхания – это кожа, становится понятно, сколько кислорода может получать человек, особенно летом на берегу водоёма. Определить потребность человека в кислороде достаточно сложно, ведь она зависит от многих факторов – возраст, пол, масса и поверхность тела, система питания, внешняя среда и т.д.

Применение кислорода в жизни

Кислород применяется практически повсеместно – от металлургии до производства ракетного топлива и взрывчатых веществ, применяемых для дорожных работах в горах; от медицины до пищевой промышленности.

В пищевой промышленности кислород зарегистрирован в качестве пищевой добавки E941, как пропеллент и упаковочный газ.

Источник

Как человек использует знания о дыхании растений в своей деятельности

Ответ или решение 3

Человек применяет знания о дыхании растений для того, чтобы в квартире было гораздо больше кислорода. Ведь всем известно то, что растения имеют особенность поглощения углекислого газа, вырабатывая кислород, который необходим для жизнедеятельности человеку. Стоит отметить тот факт, что нежелательно перебарщивать с количеством растительности. Также, некоторые виды растений поглощают радиацию, что тоже очень полезно для человеческого организма. Примером такого растения может служить, например, кактус.

В растениях постоянно происходят сложные процессы, за счет которых обеспечивается их жизнедеятельность. Главными, являются фотосинтез и дыхание.

Что такое дыхание растений

Если фотосинтез представляет собой рост растения в зависимости от солнечного света, то дыхание, это другой процесс. Дыхание растений означает поглощение ими кислорода, который содержится в окружающем воздухе. В результате дыхания, любое растение выделяет три продукта распада:

• Вода. Выработка влаги позволяет выживать в засушливых условиях. Ведь растение способно само обеспечивать себя хотя бы минимальным объемом влаги;
• Углекислый газ. Его объемы ничтожны и не наносят вреда окружающей среде;
• Происходит еще и выделение незначительной тепловой энергии.

Благодаря потреблению кислорода, растения получают возможность развиваться и расти, происходит деление клеток. При этом высокогорные виды дышат менее интенсивно, поскольку ощущают недостаток кислорода в окружающем воздухе.

Еще одной особенностью, является ночное дыхание. При отсутствии света, растения дышат более активно. А днем эти процессы замедляются.

Таким образом, залогом выживания растения является не только солнечный свет, но и наличие кислорода в воздухе.

Как человек использует знания о дыхании растений в своей деятельности

Указанные познания применяются в быту и сельском хозяйстве. Поскольку растения дышат, то будучи оторванными от корневой системы, они быстрее погибают.

Поэтому, человек научился использовать эту способность в целях хранении фруктов, закладке силоса, сена. Для сохранности следует повысить содержание в воздухе углекислоты. Тогда дыхание станет менее активным.

Соответственно, помещения, предназначенные для хранения, насыщают углекислотой, повышая ее содержание в воздухе. Благодаря этому, удается хранить фрукты, силос или сено гораздо дольше, чем в обычных условиях.

Данные знания играют важную роль при выращивании растений. понимая потребность к кислороде, человек рыхлит грунт, обеспечивая доступ воздуха к корневой системе каждого растения.

Источник

Значение кислорода и углекислого газа в природе и жизни человека

Из всех газов, входящих в состав атмосферного воздуха, большее значение в природе и жизни человека имеют кислород и углекислый газ.

Кислород необходим организмам для дыхания. При его участии в их теле происходит превращение сложных органических веществ в менее сложные органические вещества, воду и углекислый газ. При этом освобождается энергия, которая необходима организмам для жизнедеятельности, а углекислый газ и другие ненужные вещества они удаляют в окружающую среду.

Кислород в природе образуют зеленые растения при создании ими органических веществ на свету из углекислого газа и воды.

Недостаток кислорода в воздухе отражается на жизнедеятельности живых организмов. Если в воздухе количество кислорода уменьшается до 1/3 его части, то у человека теряется сознание, а при уменьшении до 1/4 части — прекращается дыхание и наступает смерть.

Человек широко применяет кислород в своей жизни. Баллоны, наполненные этим газом, берут с собой альпинисты, поднимающиеся высоко в горы. В медицине кислород дают для дыхания людям при некоторых тяжелых заболеваниях, а также во время операций.

Кислород используют на заводах. Его вдувают в доменные печи для ускорения выплавки металлов. Много кислорода расходуют в газовых горелках, пламенем которых разрезают и сваривают рельсы, металлические трубы и др.

Кислород для промышленного использования получают в основном из воздуха, а для проведения лабораторных опытов — при нагревании некоторых минеральных веществ, например марганцовокислого калия.
Получение кислорода
При очень низкой температуре (–183°С) кислород становится жидким. Его применяют в двигателях ракет, им пропитывают уголь, древесные опилки, сухой мох. Такие смеси легко взрываются, и их используют при прокладке дорог, когда нужно делать тоннель в горе, при добыче железной руды, когда ее нужно раздробить на куски.

Углекислый газ образуется при горении (дров, торфа, каменного угля, нефти). Много его выделяют в воздух при дыхании организмы, в том числе и человек. Будучи тяжелее воздуха, углекислый газ в большем количестве находится в нижних слоях атмосферы, скапливается в понижениях Земли (пещерах, шахтах, ущельях).

Углекислый газ в природе — главный источник углерода для образования растениями органических веществ.

Человек широко использует углекислый газ для газирования фруктовой и минеральной воды при разливе ее в бутылки. Вода с растворенным в ней углекислым газом хорошо утоляет жажду.

Углекислый газ, как и кислород, при сильном сжатии и низкой температуре из газообразного состояния переходит в жидкое и твердое состояния. Углекислый газ в твердом состоянии называют сухим льдом. Его применяют в холодильных камерах при сохранении мороженого, мяса и других продуктов. В отличие от настоящего льда он при обычной температуре переходит сразу в газообразное состояние.

Углекислый газ не поддерживает горение, тяжелее воздуха, и поэтому его используют при тушении пожаров. Когда струя из огнетушителей попадает на огонь, то углекислый газ, опускаясь вниз, перекрывает доступ кислорода и тушит пламя.

В больших количествах углекислый газ получают обжигом известняка, а в лабораторных условиях — действием на известняк (мел или мрамор) соляной кислотой.
Получение углекислого газа

Источник

Воздействие хозяйственной деятельности человека на природу

По мере ускорения темпов технического прогресса воздействие хозяйственной деятельности человека на природу становится все более разрушительным. В настоящее время оно уже соизмеримо с действием природных факторов, что приводит к качественному изменению соотношения сил между обществом и природой. Человечество поставлено перед фактом возникновения в природе необратимых процессов, новых путей перемещения и превращения энергии и вещества. В природу попадает все больше и больше чуждых ей веществ, порой сильно токсичных для живых организмов. Часть из них не включается в естественный круговорот и накапливается в биосфере, вызывая опасность для всего живого, населяющего планету Земля.

Таким образом, нарушая законы природы, человек ухудшает обеспечение своей жизнедеятельности, несмотря ни на какие общественные и технические усовершенствования. Он стал задумываться о путях и возможностях сохранения качества среды обитания на уровне, необходимом для сохранения его здоровья и устойчивого существования и развития популяций животных, насекомых, микроорганизмов, растений. Постепенно развилось научное направление, регулирующее общественные экологические отношения в сфере взаимодействия общества и природы в интересах сохранения жизни в настоящем и будущем.

Одними из наиболее важных объектов загрязнения являются водоемы, реки, озера, Мировой океан. В Мировой океан ежегодно сливаются миллиарды тонн жидких и твердых отходов. Среди них первенствует нефть, которая попадает в океан с судов, в результате добычи нефти в морской среде, а также вследствие многочисленных аварий танкеров и разрывов нефтепроводов и резервуаров. Разлив нефти ведет к образованию на поверхности открытых водоемов тонкой пленки, препятствующей естественному газообмену между водами Мирового океана и атмосферой. Это ведет к гибели живых ресурсов моря, в том числе водорослей, планктона, вырабатывающих кислород.

Кислород в атмосфере пополняется за счет двух источников — растительности (40%) и Мирового океана (60%). По мнению известного исследователя Мирового океана Жaкa Ива Кусто, именно моря и океаны являются основными легкими планеты Земля.

В результате нефтяного и другого загрязнения Мирового океана наблюдаются и такие негативные явления, как размножение одноклеточной золотистой водоросли, которая в процессе развития поглощает кислород и выделяет углекислый газ. Она очень плодовита и развивается молниеносными темпами. Обычно ее пояс достигает ширины в 10 км: и толщины в 35 м; скорость движения такого пояса 25 км в день. В процессе движения эта масса водорослей уничтожает все живое в океане. Такие явления наблюдаются в Северном море и на юге Скандинавии.

Загрязнение Мирового океана ведет не только к сокращению продовольственных запасов и продуктов моря, но и заражению их вредными для человека веществами. Обнаружено, что балтийская треска имеет на 1 кг массы до 800 мг ртути, т. е. больше, чем в медицинском термометре.

Массовым источником загрязнения окружающей среды стали химикаты, применяемые в сельском хозяйстве, строительстве и в быту: минеральные удобрения, ядохимикаты, растворители, аэрозоли, лаки и краски. На планете выпускается или используется 5 млн различного рода химических вeщecтв и соединений. Токсичность действия изучена только у 40 тыс. веществ.

Эти и другие последствия загрязнения Окружающей природной среды отрицательно сказываются на физическом здоровье человека, его нервном, психическом состоянии, на здоровье будущих поколений. Некоторые данные: 20% населения постоянно болеет аллергией, а 35% населения промышленных городов — болезнями в результате вредного воздействия загрязненной окружающей среды; каждый день на планете умирает 25 тыс. человек из-за некачественной воды (содержащей высокую концентрацию вредных веществ).

Это подтверждается и данными о нервных заболеваниях, возрастании процента рождаемости дефективных детей (с 4 до 11 %).

Одна из острых современных проблем — нехватка чистой пресной воды. В развивающихся странах от загрязнений воды ежегодно умирает до 9 млн человек. По подсчетам ученых, уже в 2000 г. более 1 млрд человек испытывали недостаток в питьевой воде. Вообще воды на Земле много. Гидросфера содержит примерно 1,6 млрд кмЗ свободной воды; 1,37 млрд кмЗ ее приходится на Мировой океан.

На континентах — 90 млн км 3 , из них 60 млн км 3 воды находится под землей — почти вся эта вода соленая, 27 млн км 3 воды запасено в ледниках Антарктиды, Арктики, высокогорья.

Полезный запас доступных пресных вод, сосредоточенных в реках, озерах и под землей до глубины 1 км, исчисляется 3 млн км 3 . Вся пресная вода при современных темпах использования ее в промышленности и сельском хозяйстве давно была бы истрачена, если бы не существовалее круговорот в природе. Благодаря энергии Солнца вода с поверхности океана испаряется и в виде осадков разносится по всей планете. Насыщая почву влагой и питая все живое на Земле, вода снова стекает в океан. И циклы повторяются бесконечно, связывая воедино все водные ресурсы планеты.

Имеющейся пресной воды вполне хватило бы человечеству и сейчас, и в будущем. В среднем в мире для бытового водоснабжения в год расходуется 30 м 3 воды на человека, из которых около 1 м 3 предназначено для питья. Несмотря на громадное потребление воды для нужд промышленности и сельского хозяйства, мировых запасов чистой воды хватило бы для 20-25 млрд людей. Однако в ближайшем будущем нам угрожает водный кризис. И не потому, что воды не хватает, а потому, что человек загрязняет ее, делает непригодной не только для питья, но и вообще для жизни всех обитателей водоемов и рек Сберечь и оградить воду от вредных воздействий — значит сохранить жизнь на Земле.

Истощение и загрязнение природной среды ведут к разрушению экологических связей, образованию районов и регионов с полностью или частично деградированной природной средой, не способной осуществлять обмен веществ и энергии. Ярким примером такой деградации является Арал, который медленно умирает из-за отсутствия необходимого стока вод.

Источник