Tlen
Odpowiednia ilość tlenu w tętnicach mózgowych pozwala m.in. na efektywne myślenie i uruchomienie reakcji obronnych organizmu. Dodatkowo wpływa na wysoką zdolność koncentracji i produktywność. Spadek poziomu nasycenia krwi tlenem skutkuje chwiejnością emocjonalną, błędnymi osądami i decyzjami. Czy bez tlenu, tak ważnego dla organizmów żywych, byłoby możliwe ich funkcjonowanie na Ziemi?

skład pierwiastkowy powietrza;
sposoby zapisu równań reakcji chemicznych;
podstawowy sprzęt i szkło laboratoryjne, jego przeznaczenie oraz zasady użytkowania;
podstawowe zasady bezpiecznej pracy w klasopracowni chemicznej.
wskazywać położenie tlenu w układzie okresowym pierwiastków;
planować i wykonywać doświadczenia pozwalające otrzymać i identyfikować tlen;
przedstawiać zastosowania tlenu w życiu codziennym;
przedstawiać obieg tlenu w przyrodzie.
1. Tlen
Jeszcze lat temu uważano, że powietrze jest pierwiastkiem lub związkiem chemicznym, a nie – jak wiemy dzisiaj – mieszaniną gazów. I chociaż azot stanowi aż objętości powietrza, to jednak jego wyłączna obecność w atmosferze oznaczałaby zupełny brak życia na Ziemi.
TlenTlen jest najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem w przyrodzie. Jego zawartość w skorupie ziemskiej wynosi prawie połowę jej masy. Wchodzi w skład głównie wody, skał, rud metali, piasku.
Jest niezbędny do życia większości organizmów – bez niego giną zwierzęta, rośliny i oczywiście jego brak dla nas również oznacza śmierć. Obniżenie zawartości tlenu w powietrzu z do powoduje zaburzenie pracy organizmu, a spadek poniżej może prowadzić do zgonu. Co ciekawe, w europejscy naukowcy odkryli pierwsze większe organizmy wielokomórkowe, które nie potrzebują tlenutlenu do życia. Nieznane wcześniej gatunki znaleziono w osadach znajdujących się na dnie Morza Śródziemnego.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RdKWi2Yfs6goQ
Animacja objaśniająca znaczenie tlenu na Ziemi.
Odpowiedz na poniższe pytanie.
Co mogłoby się stać, gdyby na Ziemi zabrakło tlenu?
Czy zawartość tlenu zmienia się wraz z wysokością? Powietrze to mieszanina gazów. Wraz ze wzrostem wysokości spada jego ciśnienie, powietrze, a co za tym idzie również tlen, staje się coraz bardziej rozrzedzone.
Przykładowo, na szczycie Mount Everestu ciśnienie powietrza spada do wartości ciśnienia nad poziomem morza, tak samo (również do ) spada ilość wdychanego przez wspinaczy tlenu.
Miejsce | Wysokość nad poziomem morza | Ciśnienie powietrza na danej wysokości | Dostępność tlenu |
---|---|---|---|
Poziom morza | |||
Warszawa | około | ||
Kasprowy Wierch | |||
Baza pod Mount Everestem | |||
Mount Everest – szczyt |

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R534kymfSFJaI
Animacja wyjaśnia, czym jest aklimatyzacja i dlaczego jest ważna dla zdrowia człowieka.
2. Tlen – otrzymywanie
Został odkryty około przez Anglika Josepha Priestleya (czyt. dżozefa pristleja) oraz – niezależnie – także przez Szweda, Karla Scheelego (czyt. karla schilego). W wyniku ogrzewania tlenku rtęci(), wydzielił się gaz, a na ściankach naczynia osadziły się kropelki rtęci. Otrzymanym gazem podtrzymującym palenie był właśnie tlen.
W laboratorium otrzymuje się go m.in. podczas termicznego rozkładu
manganianu() potasu, rozkładu nadtlenku wodoru (w obecności katalizatora – np. , drożdży lub enzymu katalazy, który występuje w dużych ilościach w wątrobie i erytrocytach) lub podczas rozkładu wody pod działaniem prądu elektrycznego (elektrolizy wody). Przemysłowa metoda otrzymywania tlenu polega na destylacji ciekłego powietrza.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RCIjf822ZaGiz
Animacja opisuje historię odkrycia tlenu. Lektor opisuje, w jakich okolicznościach został odkryty gaz i kto jest uznany za jego odkrywcę.
W jaki sposób można otrzymać tlen z manganianu(VII) potasu i jak go zidentyfikować?
W jaki sposób można otrzymać tlen z manganianu() potasu i jak go zidentyfikować? Zapoznaj się z opisem doświadczenia, obserwacjami i wnioskami.
Problem badawczy:
Czy z manganianu() potasu można otrzymać tlen? W jaki sposób można go zidentyfikować?
Hipoteza:
Tlen można otrzymać w wyniku ogrzewania manganianu() potasu, podobnie jak otrzymuje się go w wyniku termicznego rozkładu tlenku
rtęci(). Powstały gaz identyfikuje się za pomocą żarzącego się łuczywka.
Co było potrzebne:
statyw;
metalowa łapa;
dwie probówki;
korek z rurką odprowadzającą;
krystalizator;
woda;
palnik;
łuczywo;
zapałki;
manganian() potasu.
Instrukcja:
Do probówki wsypano kilka kryształów manganianu () potasu. Wylot probówki zamknięto korkiem z rurką odprowadzającą. Drugą probówkę napełniono wodą, jej wylot zatkano palcem i umieszczono odwróconą do góry dnem w krystalizatorze napełnionym wodą. Probówkę z kryształami manganianu() potasu ogrzano w płomieniu palnika. Gdy zaczął wydzielać się gaz, włożono rurkę odprowadzającą do probówki napełnionej wodą. Tlen jest bardzo słabo rozpuszczalny w wodzie. Zbiera się go do probówki odwróconej do góry dnem i wypełnionej wodą. Wówczas tlen wypiera wodę z probówki, dzięki czemu mamy pewność, że w probówce znajduje się tylko on. Po zebraniu gazu do odwróconej probówki, zamknięto ją korkiem i wyjęto. Następnie otworzono probówkę i wprowadzono do niej tlące się łuczywo.
Obserwacje:
Wydziela się bezbarwny i bezwonny gaz, który wypiera wodę z probówki. Tlące się łuczywo umieszczone w probówce z gazem zapala się jasnym płomieniem.
Wnioski:
Otrzymanym gazem jest tlen. Rozpalenie łuczywa w probówce z tlenem świadczy o tym, że podtrzymuje on spalanie.


Badanie rozkładu nadtlenku wodoru, będącego składnikiem wody utlenionej, pod wpływem drożdży.
To doświadczenie możesz również wykonać w domu pod okiem osoby dorosłej, używając naczyń kuchennych.
Zbadano rozkład nadtlenku wodoru, będącego składnikiem wody utlenionej, pod wpływem drożdży.
Problem badawczy:
Czy drożdże spożywcze umożliwiają rozkład nadtlenku wodoru, który jest składnikiem wody utlenionej? Czy zużywają się podczas reakcji? W jaki sposób można zidentyfikować gazowy produkt?
Hipoteza:
Drożdże powodują rozkład nadtlenku wodoru. Są katalizatorem reakcji. Za pomocą żarzącego się łuczywka można zidentyfikować wydzielający się gaz.
Co było potrzebne:
kolba stożkowa;
woda utleniona (3‑procentowy wodny roztwór );
drożdże;
łuczywo;
zapałki.
Do kolby wlano wodę utlenioną, dodano łyżeczkę suchych drożdży. Po chwili włożono rozżarzone łuczywko.
Obserwacje:
Wydziela się bezbarwny i bezwonny gaz, który wypiera wodę z probówki. Tlące się łuczywo, umieszczone w probówce z gazem, zapala się jasnym płomieniem.
Wnioski:
Otrzymanym gazem jest tlen. Rozpalenie łuczywa w probówce z tlenem świadczy o tym, że podtrzymuje on spalanie. Drożdże nie uległy reakcji, spowodowały jednak jej przyspieszenie. Są więc katalizatorem reakcji rozkładu nadtlenku wodoru.

3. Właściwości i zastosowanie tlenu
Tlen należy do pierwiastków bardzo rozpowszechnionych w przyrodzie. Jest niemetalem. Należy do grupy i okresu układu okresowego.
W górnych warstwach atmosfery, pod wpływem promieniowania ultrafioletowego, powstaje inna odmiana tlenu cząsteczkowego – ozon, niebieski gaz, którego cząsteczki są zbudowane z trzech atomów tlenu.


Tlen, poddany działaniu wysokiego ciśnienia, przechodzi ze stanu gazowego w ciekły.
Ciekły tlen po raz pierwszy otrzymali profesorowie Uniwersytetu Jagiellońskiego, Zygmunt Wróblewski i Karol Olszewski, kwietnia W tej postaci pierwiastek ten jest błękitny i wrze w temperaturze około . Jest substancją bardzo reaktywną. Używa się go np. jako utleniacza w silnikach rakietowych.

Tlen w stanie ciekłym
Tlen znajduje szerokie zastosowanie w medycynie i różnych dziedzinach przemysłu.

4. Obieg tlenu w przyrodzie
Znajdujący się w powietrzu oraz rozpuszczony w wodzie tlen, ustępuje tylko azotowi pod względem obfitości wśród niezwiązanych ze sobą pierwiastków w atmosferze.
Rośliny i zwierzęta wykorzystują go do oddychania i przywracają do powietrza i wody w postaci tlenku węgla() – . Gaz ten jest następnie pochłaniany przez rośliny zielone i przekształcany w węglowodany w procesie fotosyntezy, do której zachodzenia niezbędne jest światło słoneczne.
Produktem ubocznym tego procesu jest ponownie tlen. Jego obieg w przyrodzie jest ściśle związany z obiegiem tlenku węgla().

Należy jednak pamiętać, że tlen jest wykorzystywany w szeregu innych procesów, np. spalaniu, procesach utleniania, reakcjach rozkładu oraz w wielu innych cyklach biogeochemicznych.
Chociaż ryby oddychają pod wodą, to wciąż oddychają tlenem. Ich skrzela pobierają tlen z wody.

Podsumowanie
Tlen jest gazem bezbarwnym, bezwonnym, słabo rozpuszczalnym w wodzie, bardzo aktywnym chemicznie.
Tworzy najczęściej cząsteczki dwuatomowe, w których atomy połączone są ze sobą wiązaniem kowalencyjnym niespolaryzowanym.
Stanowi zwykle około objętościowych powietrza.
Można go otrzymać między innymi w wyniku termicznego rozkładu
manganianu() potasu lub katalitycznego rozkładu nadtlenku wodoru.Tlen jest gazem podtrzymującym spalanie.
Znajduje szerokie zastosowanie w medycynie i różnych dziedzinach przemysłu.
Zaprojektuj plakat przedstawiający zestaw do zbierania tlenu. Wyjaśnij, jakie właściwości powodują, że zbieramy go do probówki lub zlewki napełnionej wodą.
Wyjaśnij, jakie właściwości tlenu powodują, że zbieramy go do probówki lub zlewki napełnionej wodą.
Słownik
(O, łac. oxygenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej ; niemetal z grupy tlenowców w układzie okresowym
(łac. ad „do”, clima, ˜atis „klimat”), całokształt procesów fizjologiczno‑biochemicznych i zmian morfologicznych, będących wyrazem zdolności przystosowania się organizmu roślinnego lub zwierzęcego do zmieniających się warunków środowiska, głównie warunków klimatycznych
3‑procentowy roztwór wodny nadtlenku wodoru ; stosowana do odkażania ran
nieorganiczny związek chemiczny, sól potasowa kwasu manganowego()
Ćwiczenia
Wykorzystując kolorową plastelinę, zaproponuj i skonstruuj modele czaszowe cząsteczki tlenu oraz cząsteczki ozonu.
Zaprojektuj zestaw do otrzymywania tlenu z manganianu(VII) potasu.

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/b/PRURQe792
Napisz, jak wygląda zestaw do otrzymywania tlenu z manganianu() potasu.
Zaznacz poprawną odpowiedź.
Zadaniem uczniów było podanie przykładu zastosowania tlenu. Która z osób popełniła błąd?
- Lena – Tlen jest stosowany do miejscowego znieczulania oraz w komorach kriogenicznych (leczenie zimnem).
- Igor – Tlen jest stosowany w palnikach do spawania i cięcia metali.
- Maciej – Tlen o odpowiednim stężeniu jest podawany wcześniakom w inkubatorach.
- Marta – Tlen zmieszany np. z azotem jest stosowany w butlach dla nurków, alpinistów, kosmonautów.
Oceń, czy podane informacje na temat tlenu są prawdziwe, czy fałszywe.
Prawda | Fałsz | |
W temperaturze pokojowej jest niebieską cieczą. | □ | □ |
W warunkach normalnych jest gazem bezbarwnym, bezwonnym, tworzącym dwuatomowe cząsteczki. | □ | □ |
Gaz ten podtrzymuje spalanie. | □ | □ |
Napisz, jak wygląda obieg tlenu w przyrodzie. Jakie wyróżniamy dwa główne komponenty oraz co na nie wpływa i na co wpływają?
Napisz, który z poniższych procesów przedstawionych na zdjęciach można nazwać utlenianiem?


Napisz, który z poniższych procesów można nazwać utlenianiem?
oddychanie;
rdzewienie.
Odpowiedz na poniższe pytania.
Czy tlen może być szkodliwy? Czy tlenoterapia (w miejscach nazywanych „barami tlenowymi”) rekomendowana jest przez lekarzy? Dlaczego w inkubatorach monitoruje się stężenie tlenu?
Bibliografia
Kulawik J., Kulawik T., Litwin M., Podręcznik do chemii dla klasy siódmej szkoły podstawowej, Warszawa 2020.
Kulawik J., Kulawik T., Litwin M., Podręcznik do chemii dla klasy ósmej szkoły podstawowej, Warszawa 2020.
Łasiński D., Sporny Ł., Strutyńska D., Wróblewski P., Podręcznik dla klasy siódmej szkoły podstawowej, Kielce 2020.