Номер 1, страница 109 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

1. Используя рисунок 48, опишите круговорот кислорода в природе.

1. Решение

Круговорот кислорода — это биогеохимический цикл, который описывает движение атомов кислорода между его основными резервуарами: атмосферой (воздухом), литосферой (земной корой), гидросферой (водой) и биосферой (живыми организмами). Поскольку рисунок 48 не предоставлен, описание основано на общих научных знаниях о цикле кислорода.

Круговорот кислорода включает в себя следующие основные процессы:

Производство кислорода

Главным источником свободного молекулярного кислорода ($O_2$) в атмосфере является фотосинтез. Этот процесс осуществляется зелёными растениями, водорослями и цианобактериями. В ходе фотосинтеза они используют энергию солнечного света для преобразования углекислого газа ($CO_2$) и воды ($H_2O$) в органические вещества (глюкозу, $C_6H_{12}O_6$) и кислород. Суммарное уравнение фотосинтеза выглядит так:

$6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{\text{свет}} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$

Этот процесс высвобождает кислород в атмосферу и является основой для поддержания его концентрации.

Потребление кислорода

Кислород из атмосферы потребляется в ходе нескольких ключевых процессов:

Дыхание: Все аэробные организмы (животные, растения, грибы, большинство бактерий) используют кислород для клеточного дыхания. В этом процессе органические вещества окисляются для получения энергии, необходимой для жизнедеятельности. При этом выделяются углекислый газ и вода. Этот процесс является обратным фотосинтезу:

$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + \text{энергия}$

Горение: Процессы горения, такие как лесные пожары и сжигание ископаемого топлива (угля, нефти, газа) человеком, потребляют большое количество кислорода. При горении углеводородов образуются углекислый газ и вода. Например, горение метана:

$CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$

Гниение (разложение): Когда организмы умирают, их останки разлагаются микроорганизмами (бактериями и грибами). Если разложение происходит в присутствии кислорода (аэробное разложение), он активно потребляется.

Окисление: Кислород участвует в химических реакциях окисления минералов в земной коре и растворенных веществ в воде. Классический пример — ржавление железа:

$4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3$

Озоновый цикл

Часть кислорода в стратосфере под действием ультрафиолетового излучения Солнца превращается в озон ($O_3$). Озоновый слой играет важнейшую роль, защищая живые организмы на Земле от вредного УФ-излучения. Процессы образования и разрушения озона также являются частью глобального круговорота кислорода:

Образование озона: $O_2 + \text{УФ-излучение} \rightarrow O + O$, затем $O + O_2 \rightarrow O_3$

Разрушение озона: $O_3 + \text{УФ-излучение} \rightarrow O_2 + O$

Таким образом, круговорот кислорода представляет собой сбалансированную систему, где процессы производства (в основном фотосинтез) и потребления (дыхание, горение, гниение, окисление) уравновешивают друг друга, поддерживая относительно стабильную концентрацию кислорода в атмосфере (около 21%). Деятельность человека, такая как вырубка лесов (снижение фотосинтеза) и сжигание ископаемого топлива (увеличение потребления кислорода), может нарушать этот баланс.

Ответ: Круговорот кислорода — это совокупность процессов, в ходе которых кислород перемещается между атмосферой, живыми организмами и земной корой. Основной источник атмосферного кислорода — фотосинтез, осуществляемый растениями, водорослями и цианобактериями. В ходе фотосинтеза из углекислого газа и воды под действием света образуются органические вещества и выделяется кислород. Потребляется кислород в процессах дыхания живых организмов, горения (в том числе сжигания топлива), гниения органических остатков и окисления горных пород и минералов. Важной частью цикла является образование и распад озона в стратосфере, который формирует защитный озоновый слой планеты. В природе процессы производства и потребления кислорода сбалансированы, что обеспечивает постоянство его содержания в атмосфере.