Номер 3, страница 87 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

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

Круговорот кислорода — это биогеохимический цикл, который описывает движение кислорода между его основными резервуарами: атмосферой (воздухом), литосферой (земной корой) и биосферой (живыми организмами). Кислород является одним из самых распространенных элементов на Земле и ключевым компонентом для жизни. Этот цикл состоит из нескольких взаимосвязанных процессов.

Производство кислорода (Фотосинтез)

Основным источником свободного молекулярного кислорода ($O_2$) в атмосфере является фотосинтез. Этот процесс осуществляют зеленые растения, водоросли и цианобактерии. Они используют энергию солнечного света для превращения углекислого газа ($CO_2$) и воды ($H_2O$) в органические вещества (глюкозу) и кислород.
Пример: Тропические леса, такие как леса Амазонии, производят значительную часть кислорода на суше. Однако основной вклад вносят микроскопические водоросли (фитопланктон) в океанах, которые, по оценкам, производят от 50% до 85% всего атмосферного кислорода.
Суммарное уравнение фотосинтеза:
$6CO_2 + 6H_2O + \text{световая энергия} \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2$

Потребление кислорода

Кислород из атмосферы расходуется в нескольких ключевых процессах, возвращаясь в состав других соединений:

а) Дыхание (Клеточное дыхание): Все аэробные организмы, включая животных, растения и большинство микроорганизмов, используют кислород для получения энергии из органических веществ.
Пример: Человек и животные вдыхают кислород, который используется в клетках для окисления пищи. В результате выделяется энергия, необходимая для жизни, а выдыхается углекислый газ. Растения также дышат, поглощая кислород, особенно в темноте, когда фотосинтез не идет.
Уравнение клеточного дыхания:
$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + \text{энергия (АТФ)}$

б) Гниение и разложение: Когда живые организмы умирают, их останки разлагаются бактериями и грибами. Этот процесс требует кислорода для окисления органического вещества.
Пример: Опавшие листья и мертвые деревья в лесу постепенно перегнивают под действием почвенных микроорганизмов. В ходе этого процесса потребляется кислород, а в атмосферу выделяется углекислый газ.

в) Горение: Процессы горения представляют собой быстрое окисление, которое потребляет большое количество кислорода.
Пример: Лесные пожары, сжигание дров в печи, работа двигателей внутреннего сгорания на ископаемом топливе (бензин, дизель) — все это реакции горения, связывающие атмосферный кислород и выделяющие $CO_2$.

г) Окисление в литосфере: Кислород активно участвует в химических реакциях с минералами земной коры.
Пример: Ржавление железа. Когда железные предметы подвергаются воздействию воздуха и влаги, кислород окисляет железо, образуя оксиды железа (ржавчину). Упрощенная реакция: $4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3$.

Формирование озонового слоя

Еще одним важным звеном в круговороте кислорода является образование озона ($O_3$) в стратосфере. Под действием жесткого ультрафиолетового излучения Солнца молекулы кислорода ($O_2$) распадаются на атомы, которые затем соединяются с другими молекулами $O_2$, образуя озон. Этот процесс защищает поверхность Земли от вредного УФ-излучения.
$O_2 + \text{УФ-излучение} \rightarrow O + O$
$O + O_2 \rightarrow O_3$

Ответ: Круговорот кислорода в природе — это сложный биогеохимический процесс, основанный на балансе между его производством и потреблением. Примеры производства: растения и фитопланктон в процессе фотосинтеза выделяют кислород, используя углекислый газ, воду и солнечный свет. Примеры потребления: животные и растения потребляют кислород для дыхания; микроорганизмы используют его для разложения мертвой органики (гниения); кислород расходуется при горении (лесные пожары, сжигание топлива) и в ходе химических реакций в земной коре (например, ржавление металлов). Таким образом, кислород постоянно циркулирует между живыми организмами, атмосферой и земной корой.