§ 10. Ауа және оның құрамы
Химия, 7 сынып. Оқулық: Оспанова М.Қ. және т.б. (Мектеп, 2025). 4 тарау: Ауа. Жану реакциясы. 54–58-беттер.
Нені үйренесің
- Атмосфера деген не екенін және ол тіршілікке неге қажет екенін айтып беруді.
- Ауаны құрайтын газдарды және олардың көлемдік үлестерін атауды.
- Шаммен жасалған тәжірибенің ауадағы оттектің шамамен бестен бір бөлігі екенін қалай дәлелдейтінін түсіндіруді.
- Қандай заттар ауаны ластайтынын және олар қайдан келетінін түсінуді.
- Атмосфераны қорғау шараларын ұсынуды.
Ой қозғау
- Ауа «ештеңе жоқ» жерде бола ма? Иә. Жердегі кез келген бос орынды ауа толтырып тұр, тек ғарыш қана бос.
- Адам нәрсесіз ұзағырақ шыдайды: тамақсыз ба, сусыз ба, әлде ауасыз ба? Ауасыз ең аз: бірнеше минут. Тамақсыз бірнеше апта өмір сүруге болады.
- Орман ауасы мен Алматыдағы қарбалас жолдың ауасы немен иіскеледі? Орманда таза, ал жолда пайдаланылған газдар көп. Бүгін дәл қайсысы «артық» екенін талдаймыз.
💡 Ауа бос кеңістік сияқты көрінгенімен, ол — нағыз зат. Оның массасы, құрамы және өз «қоспалары» бар.
Тақырыпты талдаймыз
Планетаның көрпесі
Жер шарын атмосфера деп аталатын көзге көрінбейтін газ қабаты қоршап тұр. Ол планетаны жылытады, ғарыштан қорғайды және тыныс алуға мүмкіндік береді. Ол — жер бетіндегі тіршілік көзі. Ауа жерді күндіз қатты қызып, түнде суып кетуден сақтайды. Біз ауаны сезім мүшелеріміз арқылы сеземіз, ал жел — ауаның қозғалысы.
Ауа тек тыныс алу үшін ғана емес, жану үшін шикізат, заттардың ыдырауына және көптеген химиялық заттарды алуға қажет.
🌟 Адамның сол жақ өкпесіне қарағанда оң жақ өкпесіне ауа көбірек сыяды. «Атмосфера ауасын қорғау» Заңында мемлекет атмосфераны ластамауға, қалпына келтіруге, адамдардың өмір сүруі мен еңбек етуіне қолайлы жағдай жасауға, денсаулығын сақтауға көңіл бөледі деп жазылған.
Ауа — бір зат емес, қоспа
1774 жылы француз ғалымы Антуан Лавуазье ауа — газдардың қоспасы екенін дәлелдеді. Басты екеуі: азот және оттек. Ауаның төрттен бесі азот, ал бестен бірі оттек (көлемі бойынша).
Біз қоспада әр зат өз қасиетін сақтайтынын білеміз. Сондықтан ауадан азот пен оттекті бөлек алуға болады.
📌 Ауа — газдардың қоспасы. Көлемі бойынша: азот шамамен 4/5, оттек шамамен 1/5.
Ауада тағы кімдер бар
XIX ғасырдың соңында тағы бес газ табылды: аргон (Ar), неон (Ne), гелий (He), криптон (Kr) және ксенон (Xe). Оларды инертті (асыл) газдар дейді: олар дерлік ешбір затпен әрекеттеспейді, химиялық белсенділігі төмен. Басқа заттардан «асыл» түрде оқшау тұрады.
Олардан басқа, ауада көміртек (IV) оксиді (көмірқышқыл газы, CO₂) және су буы бар. Мінекей, дәл құрамы:
| Құрамы | Көлемдік үлесі, % | Массалық үлесі, % |
|---|---|---|
| Азот N₂ | 78,08 | 75,50 |
| Оттек O₂ | 20,95 | 23,10 |
| Инертті газдар (негізінен, аргон) | 0,94 | 1,30 |
| Көміртек (IV) оксиді CO₂ | 0,03 | 0,046 |
💡 Оттек массасы бойынша (23 %) неге көлемі бойынша (21 %) көбірек? Оттек атомдары мен молекулалары азоттікінен ауыр. Бірдей көлемдегі оттек азоттан көп тартады.
Шаммен тәжірибе: оттекті қалай «өлшейміз»
Оттектің бестен бір бөлігі екенін қалай дәлелдеуге болады? Тәжірибені химия кабинетінде мұғалімнің қарауымен жүргіземіз. От пен шыны — үйде тәжірибе жасауға арналмаған.
⚠️ Жиі кететін қате. Тәжірибеден кейін цилиндрде оттек мүлде қалмайды деп ойлайды. Шын мәнінде шам оттек мүлде жоғалғанда емес, оттек аз қалғанда сөнеді. Сондықтан тәжірибе шамамен ғана нәтиже береді (шамамен бестен бір).
💡 Оқулықтағы жеке тапсырма: шыны банка, шам, су, кристаллизатор, фломастер және сіріңке пайдаланып, атмосферадағы оттектің мөлшері 20 % екенін дәлелдеп көр. Мұны тек мұғалімнің қасында жаса.
Ауада не өзгереді
Ауадағы азот пен оттек дерлік тұрақты. Ал көмірқышқыл газы мен су буы кейде көбірек, кейде азырақ болады. Бәрі жағдайға байланысты.
Балқаш немесе Каспий үстінде ауада құрғақ далаға қарағанда су буы көп. Желдетілмеген толы сыныпта көмірқышқыл газының үлесі артады: біз оны дем шығарамыз. Сондықтан бас «ауыр» болады. Ауа райының ылғалды және жылы кезінде су буы көптеу, құрғақ және суық кездерде аздау болады.
💡 Су буын «көргің» келе ме? Суық әйнекке немесе айнаға дем ал. Ол тұманданады: демнен шыққан бу тамшыларға айналды. Бұл — қауіпсіз тәжірибе, ересектермен бірге жасауға болады.
Ауаны немен бүлдіреміз
Ауаға зиянды газдар түседі: азот оксидтері NO және NO₂, күкірт оксидтері SO₂ және SO₃, күкіртсутек H₂S. Бірі табиғаттан келеді (жер сілкінісі, жанартау атқылауы). Басқалары адамның кесірінен пайда болады: отын жанады, зауыт мұржалары түтіндейді.
Ірі қалалардағы ластанудың басты көзі — автомобильдер. Бір автомобиль жылына (15 мың км жүргенде) шамамен 2 т отын жағады. Оған 26–30 т ауа, оның ішінде 4,5 т оттек жұмсалады. Бұл бір адамға қажет мөлшерден 50 есе көп.
🌟 Алматыда қыста қала үстінде жиі түтін-тұман (смог) тұрады: суық ауа пайдаланылған газдарды жер бетіне «қамап» қояды. Сондықтан қалаларда айналма жолдар мен жасыл аймақтар өте маңызды.
Атмосфераны қалай қорғаймыз
Атмосфераны қорғау шаралары адамның тіршілік ортасында зиянды заттардың мөлшері ШРК-дан (шекті рұқсат етілген концентрация) артық болмауын қамтамасыз етеді: яғни адамға қауіпсіз мөлшер.
- Шаңұстағыштар (циклондар). Құрғақ шаңтұтқыштар — циклон аппараттары әртүрлі газдарды тазартуда қолданылады. Ластанған ауа корпусқа кіріп, бұралады. Ауыр шаң қабырғаларға ұшып, бункерге түседі, ал тазартылған газ шығару құбырымен жоғары шығады.
- Электрсүзгілер. Газдарды шаң мен тұманнан тазартуда ең көп қолданылатыны: электр көмегімен шаң мен тұманды тазартады.
- Көпсатылы тазарту. Бөлінетін газдарды жоғары деңгейде тазарту үшін қолданылады.
- Айналма жолдар. Ірі қалаларда сырттан келетін жүк машиналарының санын азайту үшін қалаларды айналып өтетін жолдар мен жолайрықтар салынады.
- Санитарлық қорғаныс зоналары. Ауаға зиянды және иісті заттар бөлетін кәсіпорындардың кейбір бөлімдері санитарлық қорғаныс зоналарымен бөлініп, тұрғын үйлерден аулақ орналастырылады. Өндіріс шаңы мен зиянды газдардың концентрациясын төмендету үшін ағаштар, шөптесін өсімдіктер көптеп отырғызылады.
📌 Мемлекет басшысының бастамасымен 2024 жылдың сәуір айында елімізде «Таза Қазақстан» жалпыұлттық экологиялық акциясы іске қосылды. Акцияның мақсаты — табиғатқа қамқорлық жасау мәдениетін қалыптастыру және елдегі экологиялық жағдайды жақсарту.
👨👩👧 Ата-анаға. Баладан ауа неден тұратынын сұраңыз және ауада ең көп екі газды атауын өтініңіз. Содан кейін отбасыңыздың ауа тазалығына қалай көмектесетінін талқылаңыз: серуендеу, желдету, аулаға көгалдандыру, ескі техниканы өткізу, қоқысты өртемеу.
Өзіңді тексер
- Ауа қандай газдардан тұрады? Азоттан (шамамен 78 %), оттектен (шамамен 21 %), инертті газдардан (1 %-дан аз), көмірқышқыл газы мен су буынан.
- Ауа таза зат па, әлде қоспа ма? Газдардың қоспасы.
- Ауа құрамына қандай асыл газдар кіреді? Аргон, неон, гелий, криптон, ксенон.
- Шаммен жасалған тәжірибеде су деңгейіне не болады және неге? Ол көтеріледі: оттек жануға жұмсалады, ал су босаған орынды алады.
- ШРК деген не? Шекті рұқсат етілген концентрация: ауадағы зиянды заттың әлі қауіпсіз ең көп мөлшері.
- Қандай көлік қалада зиянды қалдықтардың жартысынан көбін береді? Автомобиль көлігі.
Жаттығуларды шығарамыз
№ 1
Ауаның сапалық және сандық құрамын сипаттаңдар.
Қалай ойлаймыз. Сапалық құрам «қандай заттардан?» деген сұраққа, ал сандық құрам «әрқайсысы қанша?» деген сұраққа жауап береді.
Шешуі.
- Сапалық құрамы: азот, оттек, инертті газдар (аргон, неон, гелий, криптон, ксенон), көмірқышқыл газы (көміртек (IV) оксиді) және су буы.
- Сандық құрамы (көлемі бойынша):
| Газ | Көлемдік үлесі, % |
|---|---|
| Азот | 78,08 |
| Оттек | 20,95 |
| Инертті газдар | 0,94 |
| Көмірқышқыл газы | 0,03 |
- Тексеру: 78,08+20,95+0,94+0,03=100,00 %.
Жауабы: ауа — азоттың (≈ 78 %), оттектің (≈ 21 %), инертті газдардың (≈ 0,94 %), көмірқышқыл газының (≈ 0,03 %) және су буының қоспасы.
№ 2
Атмосфераның ластану көздерін атаңдар.
Қалай ойлаймыз. Көздер табиғи және адам әрекетімен байланысты болады.
Жауап үлгісі.
- Табиғи: жер сілкінісі, жанартау атқылауы.
- Адамның кесірінен: отынды жағу (газ, отын, көмір, бензин), зауыт мұржаларының қалдықтары және автомобиль көлігі. Автомобильдер зиянды қалдықтардың жартысынан көбін береді, әсіресе мегаполистерде.
- Зиянды газдар: азот оксидтері NO және NO₂, күкірт оксидтері SO₂ және SO₃, күкіртсутек H₂S.
Жауабы: жанартаулар, жер сілкінісі, отынды жағу, зауыттар, автомобильдер.
№ 3
Ауаның сапалық құрамын қандай тәжірибемен дәлелдеуге болады?
Қалай ойлаймыз. Оттекті ауадан «алып тастап», не қалатынын қарау керек, сондай-ақ оның жұмсалатынын көрсету керек.
Жауап үлгісі. Кристаллизаторға боялған су құйып, шамды орнатады, жағады және цилиндрмен жабады. Цилиндрде оттек болғанша шам жанады. Оттек жұмсалады, ал су көтеріледі. Оттек аз қалғанда шам сөнеді. Су цилиндрдің шамамен бестен бір бөлігін алады: демек, ауада оттек бар, көлемінің шамамен 1/5 бөлігі. Қалған газ жануды қолдамайды: бұл — негізінен азот.
Жауабы: цилиндрдің астында су үстінде жанып тұрған шаммен жасалатын тәжірибе; су бестен бір бөлікке көтеріледі.
№ 4
Ауа құрамындағы мөлшері өзгеріп тұратын заттарды атаңдар және олардың мөлшері неге өзгеретінін түсіндіріңдер.
Қалай ойлаймыз. Азот пен оттектің үлесі тұрақты. Ауа райына, жерге және адам әрекетіне байланысты нәрсе өзгереді.
Жауап үлгісі. Көмірқышқыл газы мен су буының мөлшері өзгереді. Су буы теңіздер мен көлдер үстінде, жаңбырдан кейін және ыстықта көп. Көмірқышқыл газы қалаларда және адамдар көп немесе отын жанатын жабық бөлмелерде көп. Таскөмірдің, бензиннің немесе басқа отынның жануы нәтижесінде көмірқышқыл газының мөлшері көбейіп, оттек азаяды. Сондай-ақ жағдайға байланысты зиянды қоспалардың: азот оксидтерінің, күкірт оксидтерінің, шаңның мөлшері өзгереді.
Жауабы: көмірқышқыл газы мен су буының (сондай-ақ зиянды қоспалардың) мөлшері өзгереді.
№ 5
Атмосфераны ластанудан сақтау үшін өз ұсыныстарыңды айтыңдар.
Қалай ойлаймыз. Үш деңгейдегі шараларды ойла: зауыттар, қалалар, әр адам.
Жауап үлгісі.
- Зауыттарға шаңұстағыштар (циклондар), электрсүзгілер және көпсатылы тазарту орнату.
- Сырттан келетін көліктер қала арқылы жүрмеуі үшін айналма жолдар салу.
- Зауыттарды тұрғын үйлерден ағаштар, бұталар мен шөп отырғызылған санитарлық қорғаныс зоналарымен бөлу.
- Ауада зиянды заттар ШРК-дан артық болмауын қадағалау.
- Жеке өзің: қоғамдық көлік пен велосипед пайдалану, қоқысты өртемеу, ағаш отырғызу.
Жауабы: зауыт қалдықтарын тазарту, айналма жолдар, санитарлық қорғаныс зоналары, көгалдандыру, ШРК сақтау және жеке әдеттер (көлік, ағаш отырғызу).
Жадынама
- Ауа — газдардың қоспасы: азот ≈ 4/5, оттек ≈ 1/5 көлемі бойынша.
- Ауада тағы бес асыл газ, көмірқышқыл газы және су буы бар.
- Көмірқышқыл газы мен су буы кейде көбірек, кейде азырақ болады.
- Зиянды газдар: NO, NO₂, SO₂, SO₃, H₂S.
- Қалалардағы ластанудың басты көзі — автомобильдер.
- Қорғау: шаңұстағыштар, электрсүзгілер, айналма жолдар, санитарлық қорғаныс зоналары, көгалдандыру.