Oras
Nuo pat pirmos gyvenimo minutės kvėpuojame oru. Kas yra oras?
Óras yra dujų mišinys, sudarytas iš azoto, deguonies, inertinių dujų ir labai nedaug kitų dujinių medžiagų (vandens garų, anglies dioksido ir kt.).
Atmosferos oro sudėtis tūrio dalimis parodyta 5.4.1 paveiksle. Kaip matyti, didžiąją oro dalį sudaro azotas, o deguonis tik penktadalį. Kaip tik dėl tokios oro sudėties Žemėje tarpsta gyvybė. Jokia kita mums žinoma Saulės sistemos planeta netinka gyvybei, nes ten kitokia atmosferos dujų sudėtis. Mėnulyje iš viso nėra atmosferos.
Žemėje deguonis susidaro iš augalų. Augalai, veikiami šviesos, anglies dioksidą paverčia deguonimi ir augalui reikalingais anglies junginiais. Šis procesas vadinamas fotosinteze. Pagrindiniai deguonies gamintojai yra miškai. Pavyzdžiui, Pietų̃ Amèrikos Amazònės džiunglės laikomos Žemės plaučiais, nes pagamina net penktadalį viso pasaulio deguonies. Dar daugiau – net ketvirtadalis deguonies susidaro taigos miškuose. Štai kodėl taip svarbu išsaugoti miškus. Deja, daug Amazònės miškų iškertama paverčiant juos dirbamais laukais, o daug taigos plotų kasmet pražūva gaisruose. Kitas svarbus deguonies gamintojas – vandenynų paviršiuje gyvenantis fitoplanktonas – žalieji mikrodumbliai.
Nors dar senovės filosofai orą laikė vienu svarbiausių elementų, ilgai buvo nežinoma, kas sudaro orą. 1774 m. anglų mokslininkas ir filosofas Džozefas Prystlis (5.4.2 pav.) nustatė, kad kvėpuojame dujų mišiniu, kuriame pats svarbiausias yra deguonis. Daug medžiagų dega oro deguonyje, pavyzdžiui, mediena, popierius, daugelis plastikų, daug metalų, anglis, siera ir daug kitų. Jei degimui naudojamas grynas deguonis, liepsna suintensyvėja. Pavyzdžiui, vos rusenanti medinė skalelė, įnešta į deguonies srovę, ims ryškiai šviesti ir net užsidegs (5.4.3 pav.). Taip gali būti atpažįstamas deguonis.
Tai įdomu! Džozefas Prystlis (Joseph Priestley) buvo vyriausias iš šešių vaikų. Labai anksti neteko motinos, tad jį augino teta. Jaunasis Prystlis buvo mokomas įvairių kalbų, matematikos, filosofijos. Nors buvo puikiai pasiruošęs ir galėjo tęsti mokslus garsiausiuose Didžiõsios Britãnijos universitetuose, jis baigė mažai kam žinomą Dãventrio akademiją ir pradėjo dirbti mokytoju. Susipažinęs su mokslininkais, ėmė tyrinėti įvairias dujas. Jis nustatė, kad augalai šviesoje pagerina oro sudėtį, todėl juo gali kvėpuoti pelės, ir kad jis dega degiklio liepsna. Be to, Dž. Prystlis pagamino gryną deguonį ir nustatė, kad juo daug lengviau kvėpuoti nei oru, o degant deguoniui, būna ryškesnė liepsna. Šis atradimas sukėlė milžinišką perversmą moksle. Netrukus apie deguonies atradimą paskelbė ir žymus švedų mokslininkas Karlas Vilhelmas Šelė (Carl Wilhelm Scheele, 1742–1786).
Kvėpuoti grynu deguonimi labai lengva, jis naudojamas ligoninėse po operacijų, sergant sunkiomis kvėpavimo takų ligomis. Ligoniui ant veido uždedama deguonies kaukė arba deguonis vamzdeliu pučiamas tiesiai į plaučius (5.4.4 pav.). Tačiau ilgą laiką kvėpuoti grynu deguonimi negalima, nes gali būti pažeisti plaučiai.
Tiriamasis darbas
„Deguonies ore nustatymas“
Jums reikės: stiklinio indo (dubens, gilesnės stiklinės lėkštės), žvakės, degtukų, vandens, stiklinio cilindro (stiklainio).
Darbo eiga:
- Ant stiklinio indo dugno pastatykite žvakę.
- Įpilkite nedaug vandens (kad neapsemtų žvakės).
- Žvakę uždekite ir atsargiai uždenkite stikliniu cilindru taip, kad jis būtų įmerktas į vandenį (5.4.5 pav.).
- Netrukus žvakė užges. Cilindre pakils vandens lygis. Tai įrodo, kad sudegė oro deguonis, o sunaudoto deguonies vietą užėmė vanduo.
Dabar žinome, kad
Tai įdomu! Indijoje ir Čilėje buvo atrastos trąšoms naudojamos medžiagos. Šios medžiagos vadinamos salietra. Sumaišius salietrą su kitomis medžiagomis, buvo gaminamas juodasis dūminis parakas. Nors kinai paraką išmoko gaminti labai seniai, Euròpoje jis atrastas ir imtas naudoti tik Viduramžiais. Parakui reikalinga salietra buvo gaunama iš tvartų, kuriuose laikomi arkliai ir kiti galvijai.
Pirmiausia nuimdavo viršutinį mėšlo sluoksnį, nukasdavo po juo susidariusį juodžemį ir šį virindavo milžiniškuose kubiluose, o išgarinus vandenį, būdavo išskiriama salietra (5.4.7 pav.). Tokią parako gamybą savo vadovėlyje „Didysis artilerijos menas“ aprašė ir žymus Lietuvõs mokslininkas Kazimieras Semenavičius. XVII a. pradžioje Ámsterdame išleistas vadovėlis buvo naudojamas universitetuose beveik šimtą metų.
Ilgą laiką buvo manoma, kad oro azoto tiesiogiai neįmanoma perdirbti. Tik XX a. pradžioje žmonija išmoko oro azotą perdirbti į trąšas. Jonavojè veikia azotinių trąšų gamykla (5.4.8 pav.), joje azotas paverčiamas trąšomis prieš daugiau nei 100 metų atrastu metodu.
Kaip jau minėta, ore yra nedidelis kiekis argono. Šios dujos bespalvės, bekvapės, nedega, nepalaiko degimo, iš jų negaunami kiti junginiai. Tokios dujos vadinamos inertinėmis. Jos naudojamos stiklo paketams užpildyti, nes yra nelaidžios šilumai (5.4.9 pav.). Argonu užpildomos įvairios lempos.
Klausimai ir užduotys
- Iš kokių pagrindinių dujų sudarytas oras? Kokių dar dujų galima aptikti ore?
- Kurios dujos reikalingos kvėpavimui ir degimui palaikyti? Kurių dujų – azoto ar deguonies – yra daugiau?
- Kaip atpažįstamas deguonis?
- Kalviai į žaizdrą, kuriame būdavo lydoma geležis, pūsdavo orą odinėmis dumplėmis. Kodėl jie tai darė?
- Namuose atlikite tyrimą. Uždekite žvakutę. Uždenkite ją stikline ar nedideliu stiklainiu. Išmatuokite laiką, per kurį užges žvakutė. Dabar vėl uždekite žvakutę ir uždenkite ją daug didesniu stiklainiu. Kiek laiko žvakutė degs šiuo atveju? Paaiškinkite šio eksperimento rezultatus.
Ko išmokome?
- Oras yra dujų mišinys, sudarytas iš azoto, deguonies ir kitų dujų.
- Kvėpavimui ir degimui palaikyti reikalingas deguonis. Deguonis sudaro tik penktadalį oro.
- Daugiausia deguonies pagamina miškai ir vandenynų fitoplanktonas.
- Azotas reikalingas augalams augti, tačiau jo augalai tiesiogiai iš oro neįsisavina.
- Azoto trąšos susidaro iš mėšlo arba pagaminamos dirbtinai.
- Paslaugą teikia UAB "Biznio mašinų kompanija" ir "Star Cloud OÜ"