Выявление оптимального способа получения кислорода в условиях школьной лаборатории

Научно-практическая конференция «Шаг в науку- 2016»

Выявить оптимальный способ получения кислорода в условиях школьной лаборатории

Российская Федерация, Забайкальский край

Агинский Бурятский округ

поселок Могойтуй

Автор:Шойенова Арюна

МОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №3

8класс

Руководитель: Мутуева Цыбегмит Цырен-Намдаковна

учитель химии

МОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №3»

Оптимальный способ получения кислорода в условиях школьной лаборатории
Российская Федерация
Забайкальский край
п. Могойтуй
Шойенова Арюна
МОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №3»
8 класс

«Краткая аннотация»

В работе рассмотеры несколько способов получения кислорода и выбран способ наиболее оптимальный в условиях школьной лаборатории.

Задачей настоящего исследования является поиск оптимального способа получения кислорода в связи с высокой себестоимостью реактивов.

На основе анализа литературы и экспериментов предложена информационная карта по критериям для оценки сырья и технологического приема получения кислорода. Результаты работы оформлены в программе Free Mjnd. При исследовании работы мы не только овладели техникой выполнения химических опытов, но и предлагаем, оптимальный способ получения кислорода.

Оптимальный способ получения кислорода в условиях школьной лаборатории
Российская Федерация
Забайкальский край
п. Могойтуй
Шойенова Арюна
МОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №3»
8 класс
«Аннотация»

Цель работы: выявить оптимальный способ синтеза кислорода в условиях школьной лаборатории.

Для достижения заданной цели были поставлены следующие задачи:

1. Используя современную справочную информацию сделать анализ способов (средств) получения кислорода.

2. Дать оценку видам сырья и технологическим процессам для получения кислорода на основе разработанных критерий и составить информационную карту.

.3. Сравнить способы получения и экспериментально получить кислород оптимальным способом синтеза.

Новизна работы состоит в следущем:

.Произведена оценка способов (средств) и технологических приемов получения кислорода оптимальным способом в;

Методы приема: Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования: информационно-аналитический (изучение современного способа получения и использования кислорода), сравнительный и экспериментальный, экономический анализ, обработка полученных информаций проводилась с помощью современного программного обеспечения и вычислительной техники

По результатам нами сделаны следующие выводы:

1. На основании анализа дополнительной литературы и Интернет сведений выявили современное состояние проблемы и способы получения кислорода.

2. Кислород в школьных лабораторных условиях можно получить различными способами. Выделены следующие категории сырья для получения кислорода:

• доступное сырье, рекомендовано к использованию;

• допустимо к использованию, но это повлечет ряд трудностей;

• не рекомендовано к использованию, использование сырья ставит неразрешимые проблемы.

1. Дана оценка технологическим процессам и выделены следующие категории;

• реализация технологического процесса возможна, но привлечет ряд трудностей;

• технологический процесс доступен для осуществления в школе;

• данный технологический процесс не может быть реализован в условиях школы.

1. На основании построенной информационной карты–схемы «Анализа эффективности способов получения кислорода» выявили оптимальный способ кислорода № , который имеет более экономически выгодный показатель.

Оптимальный способ получения кислорода в условиях школьной лаборатории

Российская Федерация
Забайкальский край
п. Могойтуй
Шойенова Арюна
МОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №3»
8класс

«Научная статья»

1. Современное состояние проблемы получения кислорода.

Тот факт, что кислород является одним из самых распространённых химических элементов, составляющий около 6/7 массы водной оболочки Земли - гидросферы (85,82% по массе), почти половину литосферы (47% по массе), а также в атмосфере, где данный химический элемент, находясь в свободном состоянии, занимает второе место (23,15% по массе) после азота определяет его особое место в жизни человека. Чистым кислородом и смесью его с двуокисью углерода пользуются при ослаблении дыхания в послеоперационном периоде, при отравлениях, интоксикациях и т. п.(Богданов, 1975).

Если люди когда-нибудь построят космическую станцию на Луне, одной из самых серьезных проблем станет обеспечение ее жителей кислородом для дыхания. На Луне нет плотной атмосферы, пригодной для дыхания, а доставлять кислород с Земли слишком сложно и требует больших затрат.

Химики-материаловеды из университета Кембриджа предложили получать кислород электрохимическим разложением горных пород Луны, которые состоят из оксидов – соединений металлов с кислородом, сообщает PhysOrg.com.

В предложенной электрохимической ячейке роль катода играет фрагмент породы, а анод сделан из инертной смеси титаната и рутената кальция (CaTiO3 и CaRuO3). Электроды погружены в расплав хлорида кальция. При пропускании электрического тока кислород из материала катода высвобождается в среду расплава. После этого анионы кислорода переходят к аноду, на котором выделяется молекулярный кислород.(газета. RU, №5, 2014)

Эксперименты, проводившиеся на искусственно полученной по материалам NASA лунной породе, показали, что три реактора высотой в один метр могли бы производить на Луне из трех тонн местных пород одну тонну кислорода в год. Для обеспечения работы этих реакторов понадобится около 4 кВт мощности, которую могут обеспечить либо солнечные батареи, либо небольшой ядерный реактор [4].

1.2 Общая характеристика способов получения кислорода

Промышленное получения кислорода заключается в сжижении воздуха при низких температурах и дальнейшей фракционной перегонке. Вначале из жидкого воздуха отгоняется газообразный азот (так как его температура кипения ниже, чем у кислорода), а в жидком состоянии остается почти чистый кислород [1].

Самый современный способ ферментативно-каталитическое получение кислорода в устройствах автономного жизнеобеспечения, применяется в медицине. Сущность изобретения: осуществляют взаимодействие грибной каталазы штамма гриба Penicillium vitale 1312/140 в растворимой или иммобилизованной форме с активностью 4000 Е/мг или 6000 Е/мг с перекисьсодержащим соединением - 10 - 30%-ной перекисью водорода при массовом соотношении перекиси и каталазы (500 - 150) : 1 или водным раствором перекисно-емкой соли pH 4,5 - 8,5 при соотношении соли катализы (2000 - 1250) : 1. 2 табл., способ самый экологичный, но является недостаточно производительным.(Гудкова, 1996)

Лабораторные способы получения кислорода.

Лабораторные методы получения кислорода О₂ достаточно многообразны. Наиболее часто используемые;

Разложение бертолетовой соли (хлората калия) при нагревании в присутствии оксида марганца (IV) в качестве катализатора:

Термическое разложение перманганата калия КMnO₄

Каталитическое разложение пероксида водорода:

Взаимодействие пероксидов щелочных металлов с углекислым газом:

Электролиз водных растворов щелочей или солей кислородсодержащих кислот. Вся реакция проходит под действие электрического тока и приводит к разложению воды:

Уравнение реакции электролиза раствора NaOH.

NaOH →Na⁺ +OH^-

катод (-): анод(+):

_ O + 2ē = _↑ + 2OH_ 4OH_ - 4ē = _↑ + 2_O

Сумарное уравнение: _O + 4OH_ =2_↑ + _↑ + 4OH_ + 2_O

2_O = 2_↑ + _↑

Результаты работы оформлены в виде кластера в программе Free Mind

(Приложение 1)

1. Виды сырья

Чтобы получить чистый кислород, нужны исходные вещества, богатые этим элементом. К ним относятся нитраты и хлораты, то есть соли азотной и хлорноватой кислоты, а также пероксиды. В технике, где счет идет на тысячи тонн, используются широко распространенные сырьевые источники - воздух и вода. Необходимая для этого аппаратура очень сложна и дорога. 
В лабораториях, напротив, другие условия, так как в наших опытах часто имеем дело с объемами газов меньше миллилитра. 
Поэтому аппаратура в лаборатории должна быть дешевой и простои в обращении.

Дана оценка видам сырья, необходимым для реализации выбранного способа получения кислорода:

Таблица 1

Проанализировав сведения таблицы 1, выделили следующие категории сырья:

1. Допустимо к использованию, но его использование повлечет ряд трудностей-

2. Доступное сырье, рекомендовано к использованию-

3. Не рекомендовано к использованию, использования сырья ставит неразрешимые проблемы-

2.2

Оптимальный способ получения кислорода в условиях школьной лаборатории

Российская Федерация
Забайкальский край
п. Могойтуй
Шойенова Арюна
МОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №3»
8 класс
План исследования

А.С. Егоров, , К.П. Шацкая/Репетитор по химии.-Ростов н/Д, «Феникс»

Контун М.М./Мир химии. – Москва, «Детская литература», 1988 г.

Константиновский М.А./Почему вода мокрая. – Москва, «Малыш», 1987 г.

Сергеев Б.Ф./Я познаю мир. Химия. – Москва, «Астрель», 2005 г.

Предмет исследования - существующие системы получения, хранения и доставки медицинского кислорода в лечебные учреждения Вооруженных Си РФ.

Объектом исследования Объектами настоящего исследования явились военно-медицинские учреждения центрального подчинения, а также части Московского военного округа..

В процессе исследования использовался системный подход исторический, экспертный методы, а также методы математической статистики и технико-экономического анализа. Обработка полученных полученной информации проводилась с помощью современного программного обеспечения и средств вычислительной техни Богданов Г.А. Каталитическое разложение перкиси водорода в растворе и промежуточные перекисные соединения. В кн. "Неорганические перекисные соединения", М., 1975, стр. 17-27.

9. Браун М., Доллимор Д., Галвей А. Реакция твердых тел. М., 1983, 360с.

10. Браунауэр С. Адсорбция газов и паров т. 1, М., 1948, 741 с.

11. Брек Д. Цеолитовые молекулярные сита. М., 1976, 781 с.

12. Н.Брюсов П.Г. Значение опыта медицинского обеспечения в Афганистане для развития военно-полевой хирургии. Воен.- мед.-журн., 1992, № 4-5, с. 18-22.

13. Брюсов П.Г. Перспективы развития военно-полевой хирургии с учетом требований современной военной доктрины. Воен.-мед. журн., 1995, №2, с. 13-18.

14. Брюсов П.Г. Хирургическая доктрина медицины катастроф , Медицинская помощь при экстремальных ситуациях. Мат. науч. конф. Хабаровск, 1991, с. 124-127.

15. Булгаков В.А., Сергеев В.П. Особенности организации обеспечения медицинскими газами// Фарминдекс — 2004.- № 173. С. 58-59.

16. Бунатян А.А. и др. Анестезиология и реаниматология. М., 1984, 254с.

17. Быховская, Гинзбург C.JT. Методы определения вредных веществ в воздухе. М., Медицина, 1966 г.

18. Вагнер Е.А. и др. Инфузионно-трансфузионная терапия острой кровопотери, Москва, Медицина, 1986, с. 50.

19. Величко М.А. Недостатки в оказании медицинской помощи раненым в догоспитальном периоде. 8-я конф. мед.службы ВМФ, Куйбышев, 1974, с. 48-52.

20. Виноградов В.Н., Бабчинский Ф.В. Электронномикроскопические и

ки.

2