Zrak je zmes plinov

Ikona poučevalne enote Kaj se boste naučili v tej enoti?
V tej enoti boste spoznali značilnosti zraka in kako je zrak na Zemlji nastal.

 

Spoznali boste, kako dobimo iz zraka posamezne pline.


Predznanje
Katere ugotovitve so pravilne za čiste snovi?
Spojine niso čiste snovi.
Čiste snovi imajo značilne lastnosti, na osnovi katerih jih lahko ločimo iz zmesi.
Čiste snovi so zrak, morska voda, kri in mleko.
V naravi so čiste snovi redke.
Zmesi so sladkor, kisik in dušik.



Ikona poučevalne enote Zrak je zmes plinov
Zrak je zmes plinov, ki sestavlja ozračje Zemlje. Zrak dihamo, prav tako pa ga diha tudi veliko vrst živali. Za nekatere organizme so plini v zraku strupeni. Ti organizmi živijo v okolju brez ali z malo kisika. Pravimo jim anaerobni organizmi. Drugi organizmi brez kisika ne morejo preživeti. Pravimo jim aerobni organizmi. Nekateri organizmi lahko pline iz zraka vežejo, drugi pa so odvisni od organizmov, ki vežejo pline iz zraka. Primer so bakterije, ki vežejo dušik iz zraka. Običajno živijo v simbiozi z rastlinami.

Sestava zraka na prostem na isti nadmorski višini se veliko ne spreminja.

 



Zrak, ki ga vdihavamo vsebuje približno 78% dušika, več kot 20% kisika, nekaj manj kot 1% žlahtnih plinov (od teh največ argona, sledijo pa neon, helij in kripton), malo ogljikovega dioksida ter vodne pare.


Animacija: Zrak je zmes plinov.

Ikona poučevalne enote Preverjanje razumevanja
Dopolnite manjkajoče besede.
V zraku je (cela števila):

več kot % dušika
več kot % kisika
manj kot ostalih plinov.

  

Ikona poučevalne enote Dokazovanje kisika
Naredimo poskus dokazovanja kisika v zraku. Če se bo kisik iz zraka vezal na baker, lahko pričakujemo, da bo prostornina plinov po poskusu za približno petino manjša glede na prostornino zraka pred poskusom. Bodite pozorni na količino zraka v brizgi na levi strani pred reakcijo in v brizgi na desni strani po reakciji.


Sklep: Če kisik iz zraka vežemo v neko spojino, lahko določimo delež kisika v zraku.

Ikona poučevalne enote Preverjanje znanja
Vpišite manjkajoče besede.
Brizgo napolnjeno z stisnemo v cevko, v kateri je baker. Cevko z gorilnikom. Kisik iz reagira z . Ker se pri reakciji porabi, v drugi brizgi poleg večjega delaža ostanejo tudi drugi plini iz zraka.
  

Ikona poučevalne enote Dokazovanje ogljikovega dioksida

Slika: Apnica pomotni.

Ogljikov dioksid dokazujemo z apnico, ki je vodna raztopina kalcijevega hidroksida. Ogljikov dioksid v izdihanem zraku reagira z apnico. Nastane v vodi netopen kalcijev karbonat, zato apnica pomotni.


Ikona poučevalne enote Preverjanje razumevanja
Dopolnite manjkajoče besede.
Plin iz zraka reagira z vodno raztopino in nastane netopni .
  

Ikona poučevalne enote Pridobivanje plinov iz zraka.
Če zrak močno ohladimo in stisnemo, se utekočini. Z destilacijo utekočinjenega zraka lahko dobimo kisik, dušik in argon, ker imajo različna vrelišča. Dušik, kisik in argon preidejo iz tekočega v plinasto stanje pri različnih temperaturah. V spodnji tabeli so podane temperature vrelišč posameznih plinov v zraku. Pri temperaturah vrelišča moramo biti vedno pozorni na predznak.

plin simbol T (K) T (°C)
dušik N2 77 -195
kisik O2 90 -182
argon Ar 87 -185
neon Ne 27 -246
helij He 4 -268
kripton Kr 119 -153
ksenon Xe 165 -108

Animacija: Destilacija utekočinjenega zraka.


Ikona poučevalne enote Preverjanje
Dopolnite manjkajoče besede.
Pri destilaciji utekočinjenega zraka zmes ohladimo na °C. Iz tabele lahko vidimo, da se pri tej nizki temperaturi ne utekočinita plina. To sta in neon. Oba ostaneta v agregatnem stanju. Od plinov, ki se pri tej temperaturi utekočinijo pa ima najnižje vrelišče, najvišje pa .
  

Ikona poučevalne enote Sestava zraka nekoč

Slike: Površina Marsa, zelene alge, vulkanski izbruh in drevesne krošnje.

Preden so se razvili prvi enostavni rastlinski enoceličarji, zrak ni imel enake sestave, kot jo ima danes. Zaradi vulkanskega delovanja je bilo v ozračju veliko ogljikovega dioksida, amonijaka in vodne pare in nič kisika. Enostavni rastlinski enoceličarji so velike količine ogljikovega dioksida pretvarjali v kisik in ga kot stranski produkt izpuščali v ozračje. To se ni zgodilo čez noč. V več kot 2,5 milijardah let so enoceličarji (modro-zelene alge) skupaj z drugimi razvitimi rastlinami, ki so bile sposobne proizvajati kisik, spreminjale sestavo ozračja.

Ogljikov dioksid se je nalagal v rastlinah in živalih, ki so se počasi razkrojevala v fosilna goriva, trdi deli organizmov, kot so lupine in kosti, pa so se nalagali v obliki sedimentnih kamnin kot je to apnenec. Ogljikov dioksid se je tako izločal iz zraka. Večja količina kisika pa je reagirala z amonijakom, nastajal je dušik, ki so ga izločale tudi nekatere vrste bakterij.

Slika: Delež kisika v sestavi zraka skozi zgodovino Zemlje.

Z naraščanjem števila rastlinskih vrst tudi na kopnem, se je močno povečala tudi proizvodnja kisika. Ker je kisik strupen za nekatere organizme, je to pomenilo, da so vrste, ki jim kisik škoduje izumrle ali pa so se ohranile na redkih krajih brez kisika, kot je globoko na dnu morja. Z nastankom ozona v višjih plasteh atmosfere, ki je organizme zaščitil pred sevanjem iz Vesolja, pa se je tudi na kopem lahko razvilo življenje, ki potrebuje kisik za preživetje.

Prosti kisik v zraku se je kemijsko vezal z drugimi elementi, del pa so ga porabili organizmi za dihanje. Rastline pa so s fotosintezo kisik vračale v ozračje.


Vprašanja z več izbirami
Kateri plin se utekočini pri najvišji temperaturi?
Dušik.
Kisik.
Argon.
Vodna para.



Katerega plina je največ v ozračju Zemlje?
Dušika.
Kisika.
Žvepla.
Ogljikovega dioksida.



Izberite pravilne trditve o zraku.
Sestava zraka se ne spreminja.
Količina ogljikovega dioksida v zraku se zaradi gorenja veča.
V zraku je kisika več kot dušika.
V zraku so trdni delci.



Ikona poučevalne enote Dopolnjevanje
Vpišite manjkajoče besede.
Zrak sestavlja več kot 78% , več kot 20% , žlahtni plini, kot so helij, neon, argon, kripton in ksenon in drugi plini, ki skupaj sestavljajo približno odstotek. Sestava zraka se z višino.

Pline v zraku pridobivamo s pomočjoposebne , kjer se zrak najprej na temperaturo -200 °C, pri tem pa se nekateri plini .

Pri destilaciji izkoriščamo lastnost posameznih , da imajo različna .