Номер 4, страница 118 - гдз по химии 7 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. Объясните появление кислорода в воздухе.

4. Решение: Появление кислорода в атмосфере Земли — это результат длительных биологических и химических процессов, которые кардинально изменили облик нашей планеты.

Первичная атмосфера Земли, сформировавшаяся около 4 миллиардов лет назад, была практически лишена свободного кислорода ($O_2$). Она состояла в основном из газов, выделявшихся при вулканической активности: водяного пара ($H_2O$), углекислого газа ($CO_2$), азота ($N_2$), а также метана ($CH_4$) и аммиака ($NH_3$). Первые формы жизни, появившиеся в этой среде, были анаэробными, то есть им не требовался кислород для жизнедеятельности.

Ключевым моментом стало появление примерно 2,7–3,5 миллиарда лет назад цианобактерий (сине-зелёных водорослей). Эти микроорганизмы первыми на Земле развили способность к оксигенному фотосинтезу. В ходе этого процесса они использовали энергию солнечного света для преобразования углекислого газа и воды в органические вещества (глюкозу) для своего питания, выделяя при этом кислород как побочный продукт. Упрощенное уравнение фотосинтеза выглядит так:

$6CO_2 \text{ (углекислый газ)} + 6H_2o \text{ (вода)} \xrightarrow{\text{свет}} C_6H_{12}O_6 \text{ (глюкоза)} + 6O_2 \text{ (кислород)}$

В течение многих миллионов лет производимый кислород не накапливался в атмосфере. Он немедленно вступал в реакцию с растворенными в океанской воде металлами, в первую очередь с железом, образуя нерастворимые оксиды. Эти оксиды оседали на дно, формируя знаменитые полосчатые железистые кварциты. Лишь после того, как все доступные в океане окисляемые вещества были исчерпаны, кислород начал накапливаться в атмосфере. Этот период, начавшийся около 2,4 миллиарда лет назад, известен как Великое кислородное событие (или Кислородная катастрофа). Для большинства анаэробных организмов того времени кислород был токсичен, что привело к их массовому вымиранию.

Накопление кислорода открыло путь для эволюции аэробных организмов, которые научились использовать кислород для дыхания, что является гораздо более эффективным способом получения энергии. Кроме того, в верхних слоях атмосферы под действием ультрафиолетового излучения Солнца из молекулярного кислорода ($O_2$) начал формироваться озоновый слой ($O_3$). Озоновый слой стал защитным экраном, поглощающим большую часть вредного ультрафиолета, что позволило жизни в конечном итоге выйти на сушу.

Таким образом, основной причиной появления кислорода в воздухе является жизнедеятельность фотосинтезирующих организмов, которые на протяжении миллиардов лет насыщали им атмосферу.

Ответ: Кислород в воздухе появился главным образом благодаря процессу фотосинтеза, который осуществляют живые организмы (изначально цианобактерии, а затем водоросли и растения). В ходе фотосинтеза они поглощают углекислый газ и воду, а под воздействием солнечного света вырабатывают органические соединения для питания и выделяют кислород как побочный продукт. Этот процесс, начавшийся миллиарды лет назад, привел к накоплению кислорода в атмосфере и созданию условий для развития сложных форм жизни.