Окислительно - восстановительные реакции в природе, производственных процессах и жизнедеятельности организмов

1.

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ
РЕАКЦИИ В ПРИРОДЕ,
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССАХ И
ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНИЗМОВ
Учитель химии
Завитковская Алёна Романовна

2.

Окислительно-восстановительные реакции
сопровождают многие процессы, осуществляемые в
промышленности и в различных сферах быта:
горение газа в газовой плите, приготовление пищи,
стирка, чистка предметов домашнего обихода,
изготовление обуви, парфюмерных, текстильных
изделий…
Окружающий нас мир – это гигантская
химическая лаборатория, в которой ежесекундно
протекают тысячи реакций, и пока они существуют,
пока есть условия для их протекания, возможно и
все окружающее нас великолепие, возможна сама
жизнь.

3.

ФОТОСИНТЕЗ
Фотосинтез – единственный процесс в биосфере,
ведущий к увеличению ее свободной энергии за счет
внешнего источника. Запасенная в продуктах
фотосинтеза энергия – основной источник энергии для
человечества.
Ежегодно в результате фотосинтеза на Земле
образуется 150 млрд. тонн органического вещества и
выделяется около 200 млн. тонн свободного кислорода.
Круговорот кислорода, углерода и других элементов,
вовлекаемых в фотосинтез, поддерживает современный
состав атмосферы, необходимый для жизни на Земле.
Фотосинтез препятствует увеличению
концентрации СО 2, предотвращая перегрев Земли
вследствие так называемого «парникового эффекта» .
Поскольку зеленые растения представляют собой
непосредственную или опосредованную базу питания
всех других гетеротрофных организмов, фотосинтез
удовлетворяет потребность в пище всего живого на
нашей планете. Он – важнейшая основа сельского и
лесного хозяйства

4.

Квадратный метр поверхности листьев в
течение одного часа продуцирует около одного
грамма сахара; это значит, что все растения, по
приблизительной оценке, изымают из атмосферы от
100 до 200 млрд. тонн С в год. Зеленое растение
способно не только использовать углекислый газ и
создавать сахар, но и превращать азотные
соединения, и соединения серы в вещества,
слагающие его тело.
Через корневую систему растение получает
растворенные в почвенной воде ионы нитратов и
перерабатывает их в своих клетках в аминокислоты
– основные компоненты всех белковых соединений.
Компоненты жиров также возникают из соединений,
образующихся в процессах обмена веществ и
энергии. Из жирных кислот и глицерина возникают
жиры и масла, которые служат для растения,
главным образом, запасными веществами.
Получение семян, жиров и масел играет
важную роль в сельскохозяйственной и пищевой
промышленности.

5.

6.

ГОРЕНИЕ
Реакция горения это тоже окислительно –
восстановительная реакция.
С + О2 = СО2
А знаете, что можно согреться и без огня, с помощью
химических грелок.
Например такой: совершенно сухую смесь железной
(Fe) или алюминиевой (Al) стружки с солями меди
(например, CuCl2) можно хранить довольно долго, а
при добавлении воды температура сразу же
повышается почти до 100о. С за счет реакции:
Fe + CuCl 2 = FeCl 2 + Cu
При этом грелка, в которой хлорид меди CuCl 2
превращается в хлорид железа FeCl 2,
сохраняет тепло около десяти часов.

7.

8.

ДЫХАНИЕ
Дыхание характерно для большинства живых организм
ов, оно просто неотделимо от жизни. Дыхание — это сложный н
епрерывный процесс поддержания на оптимальном уровне оки
слительно-восстановительных процессов в организме человека.
В процессе дыхания принято различать три звена: лего
чное дыхание, транспорт газов кровью, тканевое дыхание. При
атмосферном давлении, равном 760 мм рт. ст. процесс дыхания
протекает нормально. При понижении атмосферного давления,
то есть при подъеме на высокие горы, во время полета в самоле
те происходит уменьшение содержания кислорода в составе воз
духа.
В результате недостатка в организме кислорода (гипокс
ии), у человека появляются признаки горной болезни: дыхание
и пульс учащаются, появляются головная боль, мерцание в гла
зах, тошнота. Если при этом человек не получит кислород в нео
бходимом количестве, он может потерять сознание. Поэтому во
время полета в самолете в воздух дополнительно подается кисл
ород.

9.

Жители горных местностей приспособлены к жизни
в таких условиях. Содержание эритроцитов в их крови
увеличивается, что способствует усвоению кислорода
воздуха в большом количестве.
Лица, живущие в условиях нормального
атмосферного давления, при необходимости подняться в
высокие горы должны совершать подъем на высоту не
сразу, а постепенно, давая возможность организму
приспосабливаться.
Легочное дыхание — это газообмен между
организмом и окружающим его атмосферным воздухом.
Оно делится на два этапа: газообмен между атмосферным и
альвеолярным воздухом, газообмен между альвеолярным
воздухом и кровью. Тканевое дыхание тоже разделено на
два этапа. Первый этап — это обмен газов между кровью и
тканями, второй связан с потреблением кислорода
клетками и выделением ими углекислого газа.
Дыхательный цикл состоит из вдоха, выдоха и
дыхательной паузы. Обычно вдох короче выдоха.
Оптимальное соотношение вдох/выдох = 1/2. Суммарно
процесс дыхания можно выразить следующим уравнением:
С 6 Н 12 О 6 + О 2=СО 2 + Н 2 О + Q

10.

ГНИЕНИЕ
Благодаря процессам гниения осуществляется
круговороты веществ в природе. Гнилостные бактерии,
переводя органическое вещество в неорганическое, как
бы начинают круговорот жизни. Но в то же время
гниение – это процесс разрушения органических
азотсодержащих соединений, главным образом белковых
веществ, под действием микробных ферментов;
составляет один из важных этапов в круговороте веществ
в природе. В результате гниения из сложных
органических соединений образуются простейшие
вещества — аммиак, углекислота, вода, сероводород,
фосфорная, азотистая и серная кислоты, которые в живой
природе служат исходными веществами для нового
синтеза (неогенеза) сложных органических соединений.
При гниении мяса и рыбы образуются птомаины
(кадаверин, нейрин, холин и др. ), обладающие
токсическими свойствами.

11.

В организме человека процесс гниения происходит в
основном в толстой кишке, где существуют
оптимальные условия для жизнедеятельности
гнилостных бактерий. Токсические соединения,
образовавшиеся при гнилостном распаде белка в
кишечнике, с кровью попадают в печень, где
происходит их обезвреживание. Интенсивность
процессов гниения в кишечнике человека невелика,
однако при ряде патологических состояний,
сопровождающихся выделением в просвет
кишечника крови, различных экссудатов или при
кишечной непроходимости она возрастает, что
может привести к эндогенной интоксикации. Опасно
развитие гнилостной инфекции в ранах.

12.

13.

МЕДИЦИНА
Окислительно-восстановительные реакции активно происходят
как на стадиях разложения организмов, так и на стадии
заживления ран, излечивания от болезней. Одну из простейших
окислительно-восстановительных реакций вы могли не только
наблюдать, но и хотя бы раз в жизни провести!
Н 2 О 2=Н 2 О + О 2
Перекисью водорода называется хорошо известное в народе
вещество, которое широко используют как в медицине, так и для
бытовых целей. В частности, перекись водорода рекомендуют как
дезинфицирующее средство. Действие перекиси связано с тем, что
при контакте с живой тканью она начинает быстро разлагаться.
При этом выделяется молекулярный кислород, который
способствует окислению органических компонентов разных клеток.
При разложении перекиси кислород выделяется настолько
энергично, что раствор вспенивается. Получившаяся при контакте
с тканью пена помогает в механическом очищении повреждений и
ран. Вместе с пеной из ран удаляется мусор, микроорганизмы,
омертвевшие частицы тканей, гнойные выделения и так далее.
Раствор перекиси водорода способен за счет пенообразования
способствовать тромбообразованию и оказывать
кровоостанавливающее действие при небольшом кровотечении.

14.

15.

Для целей отбеливания и дезинфекции
пользуются окислительными свойствами таких
наиболее известных средств, как пероксид водорода,
хлор и хлорная, или белильная, известь. Если
требуется окислить с поверхности изделия какое-либо
легко разрушающееся вещество, применяют пероксид
водорода. Он служит для отбеливания шелка, перьев,
меха. С его помощью также реставрируют старинные
картины.
Ввиду безвредности для организма пероксид
водорода применяют в пищевой отрасли
промышленности для отбеливания шоколада, рубцов
и оболочек в производстве сосисок. Хлор как сильный
окислитель используют для стерилизации чистой
воды и обеззараживания сточных вод. Хлор разрушает
многие краски, на чем основано его применение при
белении бумаги и тканей. Хлорная, или белильная,
известь – это один из самых распространенных
окислителей как в быту, так и в производственных
масштабах.

16.

17.

КОРРОЗИЯ
Коррозия металлов – физико-химическое или химическое
взаимодействие между металлом (сплавом) и средой, приводящее
к ухудшению функциональных свойств металла (сплава), среды
или включающей их технической системы. Коррозия вызывается
химической реакцией металла с веществами окружающей среды,
протекающей на границе металла и среды. Чаще всего это
окисление металла, например, кислородом воздуха или
кислотами, содержащимися в растворах, с которыми контактирует
металл. Особенно подвержены этому металлы, расположенные в
ряду напряжений (ряду активности) левее водорода, в том числе
железо. Многие металлы, в том числе и довольно активные
(например, алюминий) при коррозии покрываются плотной,
хорошо скрепленной с металлами оксидной пленкой, которая не
позволяет окислителям проникнуть в более глубокие слои и
потому предохраняет металл от коррозии. При удалении этой
пленки металл начинает взаимодействовать с влагой и
кислородом воздуха. Алюминий в обычных условиях устойчив к
воздействию воздуха и воды, даже кипящей, однако если на
поверхность алюминия нанести ртуть, то образующаяся
амальгама разрушает оксидную пленку:
Al + H 2 O + O 2 = Al(OH)3

18.

19.

ЭЛЕКТРОЛИЗ (НЕКОТОРЫЕ ПРИМЕРЫ)
Золочение предметов известно с давних
пор, так как позолоченные изделия очень
красивы. Прежде, когда электролиз и
гальванотехника не были изобретены, изделия
из металлов золотили так: на них наносили
тестообразную амальгаму золота (сплав его с
ртутью); затем накаливали докрасна; при этом
ртуть испарялась, а золото оставалось.
Но пары ртути очень ядовиты, так,
например, при золочении куполов
Исаакиевского собора в Петербурге от
отравления ртутью погибло 60 рабочих.

20.

21.

ПИРОТЕХНИКА
Окислительно-восстановительные реакции
находят применение и в военных целях. Их
применяются для изготовления оружия,
снарядов, сигнальных ракет и зажигательных
смесей, изготовление огнеупорных материалов,
техники и т. д.
Но окислительно-восстановительные реакции с
точки зрения пиротехники выполняют не только
разрушающую миссию, но и несут светлое и
красивое в нашу жизнь. В данном случае
имеются в виду фейерверки.
(NH 4)2 Cr 2 O 7=Сr 2 O 3 + N 2 + H 2 O

22.

23.

ПРИМЕРЫ ЗАПИСИ ОВР

24.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
Пар. 14
Стр. 79 №5 (а)