Индивидуальный проект 7 класс

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа» п.Арчаглы-Аят

Тип проекта: информационно-познавательный

Направление функциональной грамотности: естественно-научная

Тема:

«Углекислый газ: от газировки к «газированному океану».

Выполнил: Горбачевский Максим,

7 класс

Наставник: Маркина Татьяна Владимировна, учитель географии

п. Арчаглы-Аят

2022

Оглавление

Приложения

Введение

Недавно я озадачился вопросом происхождения нашего дома – Земли. По информации из литературных источников Земля сформировалась около 4,5 миллиардов лет назад, температура в период зарождения Земли была столь высока, что поверхность планеты была схожа с расплавленным океаном. Затем в процессе охлаждения Земли, ее поверхность выделяла огромное количество углекислого газа, что обусловило выделение водяного пара. Ряд исследователей полагает, что именно вследствие остывания Земли и выделения углекислого газа на Земле появилась вода. Вода полностью изменила облик планеты. Испаряясь над поверхностью Земли, водяной пар соединялся с углекислым газом, вследствие чего над планетой возник плотный облачный покров.

Это период первичной атмосферы Земли. Первичная атмосфера состояла из следующих химических соединений: водяного пара, аммиака, метана, водорода, диоксида углерода (углекислого газа), сероводорода, оксида углерода. Кислорода в первичной атмосфере не было.

Из прочитанного мной я сделал вывод, что есть такой очень важный газ -углекислый, который поспособствовал появлению такого важного компонента для жизни как вода, а также поспособствовал возникновению самой жизни. До этого я привык слышать, что самый важный на земле газ — это кислород. И вот я и решил выяснить что же это за такой газ не менее важный чем кислород. А так же исследовать его пользу в океане.

Итак, целью моей работы является изучение углекислого газа и выяснить какую роль он играет. По мнению ученых, большое содержание углекислого газа в океане сильно вредит морским организмам. Из средств массовой информации идет постоянное оповещение населения земли о том, что на земле происходит увеличение содержания углекислого газа в воде.

Мною были поставлены следующие задачи:

1) Сформировать представление о углекислом газе.

2) Изучить его свойства в газированных напитках.

3) Изучить его воздействие на морские организмы.

Объект исследования - углекислый газ.

Методы:

Ø Описательный

Ø Сравнительный

Глава 1 Углекислый газ в газированных напитках

Природная минеральных вода с «волшебными пузырьками» с древнейших времен использовалась в лечебных целях (еще Гиппократ в своих трудах подробно описывал ее целебные свойства и рекомендовал больным не только пить природную «газировку», но и принимать ванны с ней). А вот газированная вода, созданная человеком, появилась только в 1767 году.

Изобретатель газировки - известный британский химик Джозеф Пристли, серьезно занимавшийся изучением газов. Именно ему принадлежит честь открытия как кислорода, так и углекислого газа – «главного героя» газированной воды. Первая в истории «шипучая вода» была получена Пристли после того, как он проводил серию экспериментов с газами, выделяющимся при брожении пива.

Спустя три года, в 1770-м, швед Тоберн Бергман изобрел аппарат, названный им сатуратором (от латинского saturo – насыщать). Сатуратор позволял при помощи насоса, под давлением насыщать воду пузырьками углекислого газа.

Массовое производство газированных напитков началось с 1783 года, когда Якоб Швепп создал на основе сатуратора промышленную установку, позволяющую изготавливать газировку в больших объемах. В начале XIX века он же внес очередное усовершенствование в технологию: стал применять для газирования обыкновенную пищевую соду (как известно, в результате реагирования соды с любой кислотой выделяется тот самый углекислый газ). Новинка получила название «содовая» и начала победное шествие по Англии и английским колониям. Коммерческий успех содовой воды позволил Швеппу основать компанию J.Schweppe&Co - именно от нее пошла известнейшая торговая марка Schweppes.

В США газировка продавалась в основном в бутылках, а в большинстве других стран еще несколько десятилетий назад использовались в основном перезаправляемые сифоны: маленькие – для дома, большие – для заведений общественного питания; позже появились также уличные автоматы. Бутылочная газировка (в дореволюционной России ее называли «сельтерской» или «зельтерской») считалась предметом роскоши.

Углекислый газ в газировке.

Углекислый газ вступает в химическое взаимодействие с водой и достаточно хорошо растворяется в ней.

Углекислый газ используется в качестве консерванта. На упаковке продукта он обозначается под кодом Е290. Существует мнение, что именно за счет пузырьков газировка хорошо утоляет жажду. Другие наоборот считают, что механическое воздействие пузырьков вызывает неприятные ощущения во рту.

Сам по себе углекислый газ не вреден, но он вызывает отрыжку, вздутие живота и газы.

Глава 2. CO2 и закисление океана

2.1 Что такое закисление океана?

Когда углекислый газ попадает в океан, он растворяется в солёной воде. Во-первых, он образует угольную кислоту. Затем эта угольная кислота распадается — «диссоциирует» — с образованием ионов бикарбоната и водорода. Закисление океана происходит в результате увеличения концентрации ионов водорода и уменьшения содержания карбонат-ионов из-за поглощения повышенного количества углекислого газа. Моллюски, мидии, крабы, кораллы и другие морские обитатели зависят от карбонат-ионов, которые нужны им, чтобы вырастить свои раковины и развиваться.

Кислотность — это мера (в единицах pH) концентрации ионов водорода в растворе, в данном случае в океанской воде.

В течение миллионов лет обмен CO2 между поверхностью океана и атмосферой оставался постоянным. За последние 150 лет люди значительно увеличили количество углекислого газа в атмосфере за счёт сжигания ископаемого топлива и изменения практики землепользования. В результате океан поглотил около 29 процентов этого дополнительного углерода.

Этот дополнительный CO2 оказал значительное влияние на океан. Поверхностные воды сейчас на 30 процентов кислее, чем в начале индустриальной эры. Подкисление океана сейчас происходит быстрее, чем когда-либо за последние 66 миллионов лет и, возможно, за последние 300 миллионов лет. Прогнозы показывают, что к концу этого столетия поверхностные воды океана могут быть более чем в два раза кислее, чем они были в конце прошлого столетия, если мы не сократим выбросы углерода.

Концентрация CO2 приводит к повышению температуры и закислению.

Повышение концентрации углекислого газа в атмосфере приводит к повышению температуры поверхности океана и вызывает его закисление. Хотя потепление и закисление — разные явления, они вместе вредят морским экосистемам. Эти изменения в океане не везде происходят с одинаковой скоростью: есть существенные различия в градиентах температуры, широты и глубины.

Скорость, с которой вода поглощает CO2, уменьшается с повышением температуры воды. Это означает, что полярные регионы, такие как Камчатка, где вода в океане относительно холодная, могут поглощать больше CO2, чем более тёплые тропики. В результате полярные поверхностные воды, как правило, окисляются быстрее, чем в других широтах, и в среднем более тёплые районы океана выделяют CO2 в атмосферу, а не поглощают его.

Региональные различия в закислении океана также можно частично объяснить влиянием моделей циркуляции океана. Из-за преобладающих ветров и других природных явлений океан поднимает вверх богатые питательными веществами и более кислые или агрессивные глубинные воды. В естественных условиях проникновение богатых питательными веществами, прохладных и агрессивных глубинных вод в верхние слои полезно для прибрежных экосистем. Но в регионах с закислёнными водами приток более прохладных глубинных вод (которые также имеют тенденцию быть кислее) усиливает эффекты существующего закисления.

В других регионах, обычно в тропиках, повышение температуры в поверхностных водах замедляет обмен углерода между глубокими водами и поверхностными водами. Здесь ветер играет ключевую роль: он смешивает верхние и более глубокие воды и переносит насыщенные углекислым газом воды в более глубокие районы океана. С повышением температуры поверхности ветрам всё труднее смешивать эти слои, которые становятся всё более расслоёнными, означая, что они располагаются друг над другом. Следовательно, в местах с более тёплой водой верхние слои становятся более насыщенными CO2 и не могут поглощать больше, а нижние слои содержат меньше кислорода (это называется деоксигенацией).

2.2 Закисление океана влияет на морскую жизнь

Прибрежные и морские экосистемы подвергаются огромному стрессу из-за изменения климата. Закисление океана в сочетании с другими климатическими воздействиями, такими как потепление воды, деоксигенация, таяние льдов и прибрежная эрозия, создают реальную угрозу для выживания многих морских видов.

Закисление океана особенно пагубно для видов, которые наращивают свои скелеты и раковины из карбоната кальция (например, моллюски, мидии, крабы, фитопланктон и кораллы), и которые составляют нижнюю часть пищевой цепи. Закисление снижает доступность карбонат-ионов в водах океана, которые являются строительными блоками, необходимыми этим организмам для создания своих раковин и скелетов, что значительно снижает шансы их потомства на выживание.

В присутствии других факторов климатического стресса закисление океана затрудняет восстановление жизнедеятельности видов. Возьмём, к примеру, проблему обесцвечивания кораллов. Кораллы поддерживают мутуалистические отношения с фотосинтезирующими водорослями, живущими в их тканях: кораллы служат убежищем для водорослей, и каждый обеспечивает друг друга питательными веществами, необходимыми для их выживания. Но когда температура воды становится слишком высокой, кораллы вытесняют эти водоросли, делая их более уязвимыми для болезней и менее способными поддерживать и строить свою структуру.

Закисление океана препятствует способности кораллов восстанавливаться после обесцвечивания, поскольку оно снижает количество доступного карбоната кальция, необходимого кораллам для восстановления здоровья. В докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) указывается, что 99 процентов теплопроводных коралловых рифов в мире могут исчезнуть, если средние глобальные температуры поднимутся на 2°C или более по сравнению с доиндустриальными уровнями.

Заключение

Занимаясь данной работой, я выполнил все поставленные передо мной задачи.

Действительно углекислый газ очень важен для жизни людей и нашей планеты. СО2 обладает большим количеством качеств, которые не могут не использоваться в химической промышленности и быту. Жизнь без углекислого газа невозможна, хотя его количество должно быть под контролем, чтобы не было закисления океана и что бы не страдали морские организмы .А его становится все тяжелее держать человечеству под контролем. На просторах интернета и страницах научных журналов все больше появляется статей о рекордности содержания углекислого газа в гидросфере. Несмотря на то, что количество выбросов из-за деятельности человека становится меньше, уровень углекислого газа не уменьшается. Но наука не стоит на месте и уже есть разработки ученых по переработке углекислого газа из атмосферы, а в последствии из гидросферы. Я предлагаю самый простой способ это увеличить количество зеленых растений.

Список литературы

1. Википедия. Углекислый газ

2. http://89.rospotrebnadzor.ru/press/public/73358/

3. https://school-science.ru/3/19/32849

4. Учебник по химии 9-8 класс

Приложение

Опыт № 1. Погаснет ли спичка под действием углекислого газа.

Наша задача - провести химическую реакцию с выделением углекислого газа и понаблюдать за его физическими свойствами на практике.

Материалы:

• стакан;

• сода;

• уксус;

• спички.

Ход работы:

Получим углекислый газ путем соединения уксуса и соды. В стакан насыпаем 2 столовые ложки соды, наливаем около 100 г уксуса, можно немного перемешать вещества. В реакцию вступает уксусная кислота и бикарбонат натрия кислота отбирает у соды атом натрия, после чего свободный бикарбонат распадается на воду и углекислый газ. Последний выходит в верхний слой белой пеной, но он тяжелее воздуха, поэтому остается в стакане.

Итак, плотность углекислого газа в полтора раза больше, чем у воздуха. Примерно через 30 секунд CO₂ заполнит стакан.

Углекислый газ погасит огонь, потому что не горит (важное физическое свойство).