Chemie Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0565 Číslo materiálu VY_32_INOVACE_351_Vodík, kyslík, ozón Název školy Masarykova střední škola zemědělská a Vyšší odborná škola, Opava, příspěvková organizace Autor Mgr. Hana Glatterová Průřezové téma Člověk a životní prostředí, informační a komunikační technologie Tematický celek Chemie Ročník 1. Datum tvorby 27. 11. 2012 Datum a místo ověření 3. 12. 2012 chemie 1. Za Druh učebního materiálu Prezentace Anotace Prezentace podporuje frontální výklad učitele. Materiál svým obsahem a rozsahem odpovídá ŠVP pro učební obory Zahradník (41-52-H/01) a Zemědělec - farmář (41-51-H/01). Závěrečná část se orientuje na problematiku ŽP – žáci mají ze zadaných internetových zdrojů zjistit odpovědi na položené otázky související s ozónovou vrstvou a přízemním ozónem. Klíčová slova Vodík, kyslík, základní charakteristiky z periodické soustavy prvků, schémata atomů, izotopy vodíku a kyslíku, vaznost, schémata molekul H2 a O2, polarita vazby, oxidační čísla, vodík – výskyt, laboratorní příprava, vlastnosti, R/S věty, příklady užití, skladování, kyslík – výskyt, vlastnosti, R/S věty, příklady užití, skladování , ozón, ozónová vrstva, přízemní ozón Metodický pokyn Pátý až jedenáctý snímek (a některé další) připomínají informace poznané již v rámci obecné chemie. Některé snímky obsahují funkční odkazy na webové stránky s doplňujícími a rozšiřujícími informacemi nebo stránku s ukázkou reakce látek (viz např. 19. snímek – laboratorní příprava vodíku nebo 32. snímek „ozón“). Snímky s informacemi určenými k zápisu jsou v pravém horním rohu označeny písmenem „z“; snímky lze dle potřeby žákům poskytnout také ve vytištěné formě. Závěr prezentace obsahuje několik kontrolních otázek k tématu „ozón“. Výsledky vzdělávání: Žák vysvětlí vlastnosti vodíku a kyslíku, tvoří chemické vzorce a názvy vodíku, kyslíku, ozónu a souvisejících základních sloučenin, charakterizuje vybrané prvky a anorganické sloučeniny a zhodnotí jejich využití v odborné praxi a v běžném životě, posoudí je z hlediska vlivu na zdraví a životní prostředí. Časová dotace: 1 vyučovací hodina Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora.

Vodík, kyslík, ozón Obrázek tematický AUTOR NEUVEDEN. office.microsoft.com [online]. [cit. 31.8.2012]. Dostupný na WWW: http://office.microsoft.com/cs-cz/images/results.aspx?qu=chemie&ex=1#pg:5|

Vodík, kyslík, ozón Prvky mající „specifické postavení“ vodík kyslík nejlehčí, nejmenší atomy kyslík podmínka života na Zemi oxidace (dýchání, hoření, koroze, …)

Vodík, kyslík, ozón Prvky mající „specifické postavení“ Ozón ozónová vrstva = ochrana před UVB H, O spolu tvoří sloučeninu vodu H2O podmínka života na Zemi

Vodík a PSP

Atom vodíku 1H - schéma

Izotopy vodíku 1H lehký vodík (tvoří 99,985 % všech atomů H) 2H těžký vodík (deuterium) (0,015%) 3H tritium (připraven jen uměle)

Kyslík a PSP

Atom kyslíku 8O - schéma

Izotopy kyslíku 16O (tvoří 99,76 % všech atomů O) 17O (0,039%) 18O (0,201%)

Připomeňme si! Fyzikální i chemické vlastnosti látek jsou závislé na jejich složení a struktuře. 

Vaznost vodíku a kyslíku H — — O — nebo O= vodík je jednovazný kyslík je dvojvazný Tato vaznost souvisí s počtem valenčních elektronů, oktetovým pravidlem a elektronegativitou prvků.

Jaká je polarita vazeb? H — H, O — O H — O

Polarita chemické vazby H — H, O — O H — O Rozdíl elektronegativit: XO – XH = 3,5 – 2,2 = 1,3 0,4 < 1,3 < 1,7  kovalentní polární Rozdíl elektronegativit je nulový kovalentní nepolární Oxidační čísla ve sloučeninách: HI, v hydridech H-I O-II, v peroxidech O-I

H – H O = O H — O — H Ca2+ (O — H)- H — O — O — H Li +H- Složení, struktura a oxidační čísla H – H O = O H — O — H Ca2+ (O — H)- H — O — O — H Li +H- H0 O0 HI, O-II HI, O-I H-I

Vodík

Vodík – výskyt z Volný je nejrozšířenějším prvkem vesmíru Na Zemi – převážně ve sloučeninách, např.: voda kyseliny hydroxidy ve všech organismech

Vodík – laboratorní příprava Nejčastěji: zředěná kyselina chlorovodíková (např. 20%) nebo sírová + zinek: Zn + 2 HCl → H2 + ZnCl2 Zn + H2SO4 → H2 + ZnSO4

Vodík – laboratorní příprava z Vodík – laboratorní příprava Nejčastěji: zředěná kyselina chlorovodíková (např. 20%) nebo sírová + zinek: Zn + 2 HCl → H2 + ZnCl2 Zn + H2SO4 → H2 + ZnSO4 http://www.youtube.com/watch?v=p-pd2oi7YCU&feature=player_detailpage

Vodík – vlastnosti z nekov, bezbarvý plyn, bez zápachu nepatrně rozpustný ve vodě má hustotu nejmenší ze všech plynů (např. 14,5krát menší než vzduch) velmi obtížně se zkapalňuje (t.v.: -252 °C) a ztužuje (t.t.: -259 °C) Pozor: extrémně hořlavý (F+) se vzduchem výbušnou směs

Vodík – R/S věty R12 (Extrémně hořlavý) S2 (Uchovávejte mimo dosah dětí.) S9 (Uchovávejte obal na dobře větraném místě.) S16 (Uchovávejte obal mimo dosah zdrojů zapálení. – Zákaz kouření.) S33 (Proveďte preventivní opatření proti výbojům statické elektřiny.) http://cs.wikipedia.org/wiki/R-v%C4%9Bty http://cs.wikipedia.org/wiki/S-v%C4%9Bty Více (= co to jsou R/S věty obecně) viz odkazy na dalším snímku.

Vodík – příklady užití z Při sváření a řezání kovů Výroba amoniaku 2 H2 + O2  2 H2O Výroba amoniaku N2 + 3 H2 p, t, kat. 2 NH3 Při ztužování tuků Při výrobě syntetického benzínu aj.

z Vodík – skladování Pro technické účely se plní do ocelových láhví označených červeným pruhem.

Kyslík

Kyslík – výskyt z Vázaný je nejrozšířenějším prvkem zemské kůry (49 %) ve sloučeninách - voda, kyslíkaté kyseliny, oxidy, hydroxidy, minerály, organické látky Volný je součástí atmosféry (21 obj. %) dvouatomové molekuly kyslíku O2

Kyslík – vlastnosti z bezbarvý plyn, bez chuti a zápachu nepatrně rozpustný ve vodě hustota o něco vyšší než hustota vzduchu Pozor: oxidující (O)

Kyslík – R/S věty R8 (Dotek s hořlavým materiálem může způsobit požár) S2 (Uchovávejte mimo dosah dětí.) S17 (Uchovávejte mimo dosah hořlavých materiálů.) Více (= co to jsou R/S věty obecně) viz odkazy na dalším snímku.

Kyslík – vlastnosti z oxidační vlastnosti podporuje hoření např. S + O2 → SO2 http://www.youtube.com/watch?v=Ol1SJiVJ02c např. 2 H2 + O2 → 2 H2O http://www.youtube.com/watch?v=bWdfV9mTfxM způsobuje rezavění železa 4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3 kažení potravin tlení

Kyslík – užití z kyslíkové přístroje - v medicíně, letectví, … při svařování, řezání kovů v hutnictví železa okysličovadlo raketových motorů

z Kyslík – skladování Pro technické účely se plní do ocelových láhví označených modrým pruhem.

Ozón

Ozón tříatomové molekuly kyslíku O3 = ozón Vtip: http://www.komik.cz/obrazky/844-ozonova-dira/ Česká geologická služba (RNDr. Karel Vaníček, CSc.): http://www.geology.cz/mujkousekzeme/veda/dira-do-sveta/ozonova-vrstva Odpovězte na otázky (viz zapůjčený lístek A). Přízemní ozón: http://vitejtenazemi.cenia.cz/archiv/vzduch_cs/ozon.pdf Odpovězte na otázky (viz zapůjčený lístek B). Znečištění ovzduší přízemním ozónem: http://vitejtenazemi.cenia.cz/video/znecisteni_ozon.html DÚ: Odpovězte na otázky (viz zapůjčený lístek C).

Lístek A Kde v atmosféře se ozón vyskytuje? Který z výskytů ozónu je pro život na Zemi příznivý a před čím nás chrání? Co je to ozónová díra a které látky především ji způsobují?

Lístek B Kde se vyskytuje organismům škodlivý ozón a působením kterých látek vzniká? Co člověk začne pociťovat při delším pobytu ve zvýšené koncentraci ozónu? Jaký je – udávaná organizací WHO - průměrná hodinová koncentrace ozónu, při níž se u člověka objevují první příznaky potíží?

Lístek C Zapište dvěma jednoduchými rovnicemi nejčastější vznik přízemního ozónu. Co je největším zdrojem látek způsobujících vznik tzv. fotochemického smogu letního typu?

Citace Obrázek tematický AUTOR NEUVEDEN. office.microsoft.com [online]. [cit. 31.8.2012]. Dostupný na WWW: http://office.microsoft.com/cs-cz/images/results.aspx?qu=chemie&ex=1#pg:5| Obrázek rezavějícího železného předmětu MCLASSUS, Roger. Wikipedia.cz [online]. [cit. 27.11.2012]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Rust_and_dirt.jpg Obrázek piktogramu hořlaviny PIXELTOO. Wikipedia.cz [online]. [cit. 31.8.2012]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:F_inflammable.png Obrázek piktogramu oxidující AUTOR NEUVEDEN. Wikipedia.cz [online]. [cit. 31.8.2012]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Hazard_O.svg