Лабораторная работа №11. Исследование процесса дыхания
Химия, 7 класс. Учебник: Оспанова М.К. и др. (Мектеп, 2025). Глава 8: Химические элементы и соединения в организме человека. Страницы 120–122.
Чему научишься
- Доказывать опытом, что в выдыхаемом воздухе есть углекислый газ и водяной пар.
- Объяснять помутнение известковой воды реакцией углекислого газа с Ca(OH)₂.
- Сравнивать горение и дыхание: что у них общего и чем они различаются.
- Безопасно работать с известковой водой: в очках и только в кабинете химии.
Разминка
- Что ты вдыхаешь и что выдыхаешь? Вдыхаем воздух, в котором нужный нам кислород. Выдыхаем воздух, где кислорода меньше, зато больше углекислого газа и пара.
- Почему зимой на улице видно пар изо рта? В выдыхаемом воздухе много водяного пара. На морозе он охлаждается и превращается в мелкие капельки.
- Зачем организму кислород? Он «сжигает» питательные вещества в клетках, и так тело получает энергию.
💡 Горение свечи и дыхание человека устроены похоже: кислород уходит, углекислый газ появляется. Сегодня ты проверишь это руками, точнее, лёгкими.
Разбираемся
Цель работы
Узнать, что именно уходит из тела при выдохе, и показать это двумя опытами: с известковой водой и с зеркалом.
Реактивы и оборудование
| Что нужно | Для чего |
|---|---|
| Известковая вода (раствор Ca(OH)₂) | Узнать углекислый газ: с ним она мутнеет |
| Пробирка | Сосуд для известковой воды |
| Стеклянная трубка | Чтобы продувать воздух в раствор |
| Зеркало | Увидеть водяной пар из дыхания |
| Защитные очки | Защита глаз от щелочного раствора |
⚠️ Техника безопасности. Известковая вода — щёлочная жидкость, она раздражает глаза и кожу. Работай только в защитных очках, в кабинете химии и под присмотром учителя. Дуй в трубку, а не втягивай воздух через неё: нельзя набирать раствор в рот. Если капли попали на кожу или в глаза, сразу промой их большим количеством воды и скажи учителю. Дома этот опыт повторять нельзя.
Ход работы
👨👩👧 Родителю. Опыт 2 можно безопасно повторить дома: подышите на холодное стекло, зеркало или ложку из холодильника. Опыт с известковой водой лучше оставить кабинету химии. Спросите ребёнка, откуда берутся капельки на стекле, и пусть объяснит своими словами.
Заполненная таблица «Ход работы, наблюдения, вывод»
| Опыт | Что делали | Что наблюдали | Вывод |
|---|---|---|---|
| 1. Выдох в известковую воду | Продували выдыхаемый воздух через трубку в прозрачную известковую воду | Раствор помутнел, стал белым, как молоко; со временем на дне может появиться белый осадок | В выдыхаемом воздухе есть углекислый газ CO₂: он реагирует с известковой водой и даёт нерастворимый карбонат кальция |
| 2. Дыхание на зеркало | Выдохнули на сухое зеркало | Поверхность запотела, появились капельки; потом они исчезли | В выдыхаемом воздухе есть водяной пар: на холодном стекле он превращается в капельки воды |
Что произошло: реакция словами и формулами
Известковая вода — это раствор гашёной извести, гидроксида кальция. Углекислый газ с ним связывается, и получается нерастворимая белая соль. Именно она и мутит воду.
📌 Гидроксид кальция + углекислый газ → карбонат кальция (осадок) + вода
Ca(OH)₂+CO₂₃+H₂O
Карбонат кальция — это то же вещество, из которого состоят мел, мрамор и известняк. Выходит, ты на несколько секунд «сделал мел» из собственного дыхания.
🌟 Если продолжать дуть очень долго, муть может исчезнуть: избыток углекислого газа превращает осадок в растворимое вещество, и раствор снова светлеет. Так что чем дольше дуешь, тем нужно внимательнее смотреть, чтобы не пропустить мутность.
Сколько углекислого газа мы выдыхаем
В воздухе вокруг углекислого газа совсем мало (около 0,04 процента). Выдыхаемый воздух содержит его примерно в 100 раз больше, около 4 процентов. Кислорода становится меньше: был 21 процент, а в выдохе около 16.
💡 Этого хватает, чтобы известковая вода помутнела. А обычный воздух вокруг тоже её мутит, но очень медленно: газа в нём мало.
Горение и дыхание: что общего
Свеча горит, и ты дышишь. На первый взгляд, ничего общего. На деле оба процесса используют кислород и дают углекислый газ, воду и энергию.
| Горение | Дыхание | |
|---|---|---|
| Что нужно | Кислород и горючее вещество | Кислород и питательные вещества |
| Что получается | Углекислый газ, вода, тепло и свет | Углекислый газ, вода, энергия для организма |
| Как быстро | Быстро, часто с пламенем | Медленно, без пламени |
| Температура | Высокая | Около 36,6 °C |
| Где происходит | В очаге огня | В клетках живого организма |
| Кто управляет | Никто: огонь сам идёт, пока есть топливо | Организм: энергия выделяется порциями, нужными ему |
🌟 В Казахстане этот «двойной смысл» знает каждый: у юрты горит очаг, а внутри греются люди, которые тоже «сжигают» еду. Только очаг делает это за минуты, а человек растягивает на часы.
Проверь, как понял
Проверь себя
- Какой газ вызывает помутнение известковой воды? Углекислый газ CO₂.
- Как называется белый осадок и какая у него формула? Карбонат кальция CaCO₃ (то же вещество, что мел и мрамор).
- Зачем при работе с известковой водой надевают защитные очки? Раствор щелочной и раздражает глаза.
- Что видно на зеркале после выдоха и почему? Мелкие капельки воды: водяной пар из выдоха оседает на холодном стекле.
- Можно ли втягивать воздух через трубку из раствора? Нет, так можно набрать в рот щелочной раствор. Только дуть.
Решаем упражнения
№ 1
Объясните результаты опытов.
Как думать. Подумай отдельно про каждый опыт: какой газ или пар в выдохе дал наблюдаемое изменение.
Пример ответа.
- Опыт 1. В выдыхаемом воздухе есть углекислый газ. Он вступает в реакцию с гидроксидом кальция (известковой водой): Ca(OH)₂+CO₂₃+H₂O. Образуется нерастворимый белый карбонат кальция, поэтому прозрачный раствор мутнеет.
- Опыт 2. В выдохе есть водяной пар. Холодное стекло зеркала охлаждает его, пар конденсируется в мелкие капельки воды, и зеркало запотевает. Когда капельки испаряются, стекло снова чистое.
Ответ: выдыхаемый воздух содержит CO₂ (помутнение известковой воды) и водяной пар (запотевание зеркала).
№ 2
Есть ли сходства и различия между горением и дыханием?
Как думать. Сравни, что нужно для каждого процесса, что получается и как он идёт по скорости и температуре.
Пример ответа.
- Сходства. И при горении, и при дыхании расходуется кислород, образуются углекислый газ и вода, выделяется энергия. Оба процесса — окисление веществ.
- Различия. Горение идёт быстро, при высокой температуре, с пламенем и светом. Дыхание идёт медленно, в клетках, при температуре тела, без огня, и энергия расходуется порциями, которые нужны организму.
Ответ: сходство в том, что используется кислород и образуются CO₂ и вода с выделением энергии. Различие: горение быстрое и с пламенем, дыхание медленное и в клетках организма.
Общий вывод
Выдыхаемый воздух содержит углекислый газ (он мутит известковую воду) и водяной пар (он запотевает на зеркале). Дыхание похоже на горение: в обоих процессах расходуется кислород и образуются углекислый газ и вода. Только горение быстрое и «огненное», а дыхание медленное и управляемое.
Шпаргалка
- Углекислый газ в выдохе: примерно 4 процента, в обычном воздухе около 0,04.
- Известковая вода щелочная, работать с ней нужно в очках.
- Мел, мрамор и известняк — тоже CaCO₃.