Номер 3, страница 83 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис

Глава 2. Кислород. Горение. Параграф 24. Применение кислорода. Круговорот кислорода в природе. Подумай, ответь, выполни... - номер 3, страница 83.

Условие.

3. Поясните на примерах, как происходит круговорот кислорода в природе.

Решение.

Решение 2.

Круговорот кислорода — это биогеохимический цикл, который описывает движение атомов кислорода между его основными резервуарами: атмосферой (воздух), биосферой (живые организмы) и литосферой (земная кора). Этот процесс поддерживает концентрацию кислорода в атмосфере, необходимого для дыхания большинства живых существ. Рассмотрим основные этапы этого цикла на примерах.

Производство кислорода.

Основным источником свободного молекулярного кислорода ($O_2$) на Земле является процесс фотосинтеза. Растения, водоросли и цианобактерии (фотосинтезирующие организмы) используют энергию солнечного света для преобразования углекислого газа и воды в органические вещества (глюкозу) и кислород.

Пример 1: Зеленые растения, такие как деревья в лесу, поглощают углекислый газ ($CO_2$) из воздуха и воду ($H_2O$) из почвы. В их листьях под действием солнечного света происходит фотосинтез, в результате которого образуется глюкоза ($C_6H_{12}O_6$), идущая на рост и развитие растения, и выделяется кислород ($O_2$) в атмосферу. Суммарное уравнение фотосинтеза выглядит так: $6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{\text{свет}} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$.

Пример 2: Фитопланктон в океанах и морях является еще одним крупнейшим производителем кислорода. Эти микроскопические водоросли производят, по разным оценкам, от 50% до 85% всего кислорода в атмосфере Земли.

Потребление кислорода.

Кислород, произведенный в ходе фотосинтеза, используется в нескольких ключевых процессах, возвращаясь в связанное состояние (например, в составе $CO_2$ или $H_2O$).

Пример 1 (Дыхание): Большинство живых организмов, включая животных, растения, грибы и бактерии, используют кислород для клеточного дыхания. В этом процессе органические вещества окисляются для получения энергии. Например, животные и люди вдыхают кислород, который используется в клетках для расщепления питательных веществ. В результате выделяется энергия, а в качестве побочных продуктов образуются углекислый газ ($CO_2$), который мы выдыхаем, и вода. Уравнение дыхания: $C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + \text{энергия}$.

Пример 2 (Горение): Процессы горения, как природные, так и антропогенные, активно потребляют кислород. Лесной пожар поглощает огромное количество кислорода для сжигания древесины. Точно так же сжигание ископаемого топлива (угля, нефти, газа) в двигателях автомобилей и на электростанциях требует кислорода.

Пример 3 (Гниение): После гибели организмов их останки разлагаются микроорганизмами (бактериями и грибами). Этот аэробный процесс требует кислорода. Например, упавшее на землю дерево или листва в лесу постепенно перегнивают, при этом редуценты потребляют кислород и выделяют $CO_2$.

Пример 4 (Окисление): Кислород вступает в химические реакции с элементами в земной коре. Классический пример — ржавление железа, то есть его окисление кислородом воздуха в присутствии воды с образованием оксидов железа: $4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3$.

Другие процессы.

В верхних слоях атмосферы (стратосфере) под действием ультрафиолетового излучения Солнца часть молекул кислорода ($O_2$) превращается в озон ($O_3$), который формирует озоновый слой, защищающий жизнь на Земле. Этот процесс также является частью глобального круговорота кислорода.

Таким образом, круговорот кислорода представляет собой сбалансированную систему, где производство кислорода в ходе фотосинтеза компенсируется его потреблением в процессах дыхания, горения и гниения. Это обеспечивает относительное постоянство состава атмосферы.

Ответ: Круговорот кислорода в природе — это циклический процесс, включающий его производство и потребление. Основным источником кислорода является фотосинтез, осуществляемый растениями и фитопланктоном (например, дерево в лесу поглощает $CO_2$ и выделяет $O_2$). Основными процессами потребления кислорода являются: 1) дыхание живых организмов (например, человек вдыхает $O_2$ и выдыхает $CO_2$); 2) горение (например, лесной пожар или сжигание топлива); 3) гниение мертвой органики при участии микроорганизмов (например, разложение опавших листьев); 4) окисление неорганических веществ (например, ржавление железа). Баланс между этими процессами поддерживает стабильную концентрацию кислорода в атмосфере.