С помощью чего можно обнаружить кислород в сосуде
КОНКУРС “Я ИДУ НА
УРОК”
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА (1 ч) 8 КЛАСС
Работа проводится учащимися
самостоятельно под контролем учителя.
Предлагаю результат моей многолетней работы по
подготовке и проведению практических работ в
общеобразовательной школе на уроках химии в 8–9-х
классах:
- «Получение и свойства
кислорода», - «Приготовление
растворов солей с определенной массовой долей
растворенного вещества», - «Обобщение сведений о
важнейших классах неорганических соединений», - «Электролитическая
диссоциация», - «Подгруппа кислорода»
(см. след. номера газеты «Химия»).
Все они апробированы мною на занятиях. Их
можно использовать при изучении школьного курса
химии как по новой программе О.С.Габриеляна, так и
по программе Г.Е.Рудзитиса, Ф.Г.Фельдмана.
Ученический эксперимент – это вид
самостоятельной работы. Эксперимент не только
обогащает учащихся новыми понятиями, умениями,
навыками, но и является способом проверки
истинности приобретенных ими знаний,
способствует более глубокому пониманию
материала, усвоению знаний. Он позволяет более
полно осуществлять принцип вариативности
восприятия окружающего мира, т. к. главная
сущность этого принципа – связь с жизнью, с
будущей практической деятельностью учащихся.
Цели. Уметь получать кислород в
лаборатории и собирать его двумя методами:
вытеснением воздуха и вытеснением воды;
подтвердить опытным путем свойства кислорода;
знать правила техники безопасности.
Оборудование. Металлический штатив с
лапкой, спиртовка, спички, пробирка с
газоотводной трубкой, пробирка, комочек ваты,
пипетка, химический стакан, лучинка,
препаровальная игла (или проволока),
кристаллизатор с водой, две конические колбы с
пробками.
Реактивы. KMnO4 кристаллический (5–6
г), известковая вода Сa(OH)2, древесный уголь,
Fe (стальная проволока или скрепка).
Правила техники безопасности.
Осторожно обращайтесь с химическим
оборудованием!
Помните! Пробирку прогревают, держа ее в
наклонном положении, по всей длине двумя-тремя
движениями в пламени спиртовки. При нагревании
направляйте отверстие пробирки в сторону от себя
и соседей.
 |
Тушите спиртовку только колпачком (а). |
Предварительно учащиеся получают
домашнее задание, связанное с изучением
содержания предстоящей работы по инструкции,
одновременно используя материалы учебников 8-го
класса авторов О.С.Габриеляна (§ 14, 40) или
Г.Е.Рудзитиса, Ф.Г.Фельдмана (§ 19, 20). В тетрадях для
практических работ записывают название темы,
цель, перечисляют оборудование и реактивы,
оформляют таблицу для отчета.
ХОД УРОКА
Один опыт я ставлю выше,
чем тысячу мнений,
рожденных только
воображением.
М.В.Ломоносов
1. Перманганат калия (КMnO4) поместите в
сухую пробирку. У отверстия пробирки положите
рыхлый комочек ваты.
2. Закройте пробирку пробкой с газоотводной
трубкой, проверьте на герметичность (рис. 1).
Рис. 1. |
(Пояснения учителя, как проверить
прибор на герметичность.) Укрепите прибор в лапке
штатива.
3. Газоотводную трубку опустите в стакан, не
касаясь дна, на расстоянии 2–3 мм (рис. 2).
Рис. 2. |
4. Подогрейте вещество в пробирке.
(Помните правила техники безопасности.)
5. Проверьте наличие газа тлеющей лучинкой
(угольком). Что наблюдаете? Почему кислород можно
собирать методом вытеснения воздуха?
6. Соберите полученный кислород в две колбы для
проведения следующих опытов. Колбы закройте
пробками.
7. Оформите отчет, пользуясь табл. 1, которую
разместите на развороте тетради.
1. Пробирку заполните водой. Закройте пробирку
большим пальцем и переверните ее вверх дном. В
таком положении опустите руку с пробиркой в
кристаллизатор с водой. Подведите к концу
газоотводной трубки пробирку, не вынимая ее из
воды (рис. 3).
Рис. 3. |
2. Когда кислород вытеснит воду из
пробирки, закройте ее большим пальцем и выньте из
воды. Почему кислород можно собирать способом
вытеснения воды?
Внимание! Выньте газоотводную трубку из
кристаллизатора, не прекращая нагревать
пробирку с КMnО4. Если этого не сделать, то
воду перебросит в горячую пробирку. Почему?
1. Закрепите уголек на металлической проволоке
(препаровальной игле) и внесите в пламя
спиртовки.
2. Раскаленный уголек опустите в колбу с
кислородом. Что наблюдаете? Дайте объяснение
(рис. 4).
Рис. 4. |
3. После извлечения несгоревшего угля
из колбы, прилейте в нее 5–6 капель известковой
воды
Са(ОН)2. Что наблюдаете? Дайте объяснение.
4. Оформите отчет о работе в табл. 1.
1. Прикрепите к одному концу стальной проволоки
кусочек спички. Зажгите спичку. Проволоку с
горящей спичкой опустите в колбу с кислородом.
Что наблюдаете? Дайте объяснение (рис. 5).
Рис. 5. |
2. Оформите отчет о работе в табл. 1.
Таблица 1
| Выполняемые операции (что делали) | Рисунки с обозначениями исходных и полученных веществ | Наблюдения. Условия проведения реакций. Уравнения реакций | Объяснения наблюдений. Выводы |
|---|---|---|---|
| Сборка прибора для получения кислорода. Проверка прибора на герметичность | |||
| Получение кислорода из KMnО4 при нагревании | |||
| Доказательство получения кислорода c помощью тлеющей лучинки | |||
| Характеристика физических свойств О2. Собирание О2 двумя методами: вытеснением воздуха, вытеснением воды | |||
| Характеристика химических свойств О2. Взаимодействие с простыми веществами: горение угля, горение железа (стальная проволока, скрепка) |
Сделайте
письменный общий вывод о проделанной работе (5
мин).
ВЫВОД. Один из способов получения
кислорода в лаборатории – разложение КMnO4.
Кислород – газ без цвета и запаха, тяжелее
воздуха в 1,103 раза (Mr(O2) = 32, Mr(возд.)
= 29, из чего следует 32/29 1,103),
малорастворим в воде. Вступает в реакции с
простыми веществами, образуя оксиды.
Приведите рабочее место
в порядок (3 мин): разберите прибор, расставьте
посуду и принадлежности на свои места.
Сдайте тетради на
проверку.
Домашнее задание.
Задача. Определите, какое из соединений
железа – Fe2О3 или Fe3О4 –
богаче железом?
| Дано: | Найти: |
| Fe2O3, Fe3O4. | (Fe) в Fe2O3, ‘(Fe) в Fe3O4 |
Решение
(Х) = n•Ar(X)/Mr,
где n – число атомов элемента Х в формуле
вещества.
Mr(Fe2O3) = 56•2 + 16•3 = 160,
(Fe) = 56•2/160 = 0,7,
(Fe) = 70%,
Mr (Fe3O4) = 56•3 + 16•4 = 232,
‘(Fe)
= 56•3/232 = 0,724,
‘(Fe) = 72,4%.
Ответ. Fe3O4 богаче железом, чем Fe2O3.
Учитель во время практической работы наблюдает
за правильностью выполнения приемов и операций
учащимися и отмечает в карточке учета умений
(табл. 2).
Таблица 2
Карточка учета умений
| Операции практической работы | Фамилии учащихся | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| А | Б | В | Г | Д | Е | |
| Сборка прибора для получения кислорода | ||||||
| Проверка прибора на герметичность | ||||||
| Укрепление пробирки в лапке штатива | ||||||
| Обращение со спиртовкой | ||||||
| Нагревание пробирки с KМnО4 | ||||||
| Проверка выделения О2 | ||||||
| Собирание О2 в сосуд двумя методами: вытеснением воздуха, вытеснением воды | ||||||
| Сжигание угля | ||||||
| Сжигание Fe (стальной проволоки) | ||||||
| Kультура выполнения опытов | ||||||
| Оформление работы в тетради | ||||||
Образец отчета о проделанной практической
работе (табл. 1)
| Выполняемые операции (что делали) | Рисунки с обозначениями исходных и полученных веществ | Наблюдения. Условия проведения реакций. Уравнения реакций | Объяснения наблюдений. Выводы |
|---|---|---|---|
| Сборка прибора для получения кислорода. Проверка прибора на герметичность | Выделяются пузырьки воздуха | Прибор собран герметично | |
| Получение кислорода из KMnO4 при нагревании | При нагревании KMnO4 происходит реакция: | О2 получают в лаборатории разложением KMnO4 при нагревании | |
| Доказательство получения кислорода при помощи тлеющей лучинки | Тлеющая лучинка (уголь) ярко загорается в О2 | Полученный газ О2 поддерживает горение | |
| Характеристика физических свойств О2. Собирание О2 двумя методами: вытеснением воздуха (а), вытеснением воды (б) | Kислород вытесняет воздух и воду из сосудов | Kислород – газ без цвета и запаха, немного тяжелее воздуха, поэтому его собирают в сосуд, поставленный на дно. Kислород малорастворим в воде | |
| Характеристика химических свойств О2. Взаимодействие с простыми веществами: горение угля (a), горение железа (стальная проволока, скрепка, стружка) (б) | Раскаленный уголек ярко горит в О2: Известковая вода мутнеет, т. к. | О2 взаимодействует с простыми веществами – металлами и неметаллами. Образование осадка белого цвета подтверждает наличие в колбе СО2 |
О.М.БЫКОВА,
учитель химии
Красноярской средней школы № 2
(с. Красный Яр, Астраханская обл.)
Источник
Одним из самых распространённых осложнений, которые вызывает коронавирус COVID-19, является пневмония. Причем, как утверждают врачи, многие пациенты, которые бессимптомно переносят вирус, начинают болеть двусторонней пневмонией легких задолго до того, как почувствуют хоть какое-то недомогание или испытают проблемы с дыханием. И если пневмония достигает своего пика, человека сразу приходится подключать к аппарату ИВЛ, хотя еще несколько дней назад у него не было никаких симптомов пневмонии. Решение о том, нужно ли подключать пациента к ИВЛ, врачи принимают в том числе с помощью такого показателя, как уровень кислорода в крови. И его, в отличие от того же теста на антитела к коронавирусу, можно определить самостоятельно в домашних условиях.
Определение уровня кислорода в крови действительно требует наблюдения. И не только из-за коронавируса
Что такое пульсоксиметр
Пульсоксиметр — устройство, которое определяет уровень насыщения крови кислородом.
Этот датчик очень прост в использовании: он похож на большую прищепку, которую достаточно надеть на палец, и через 10-15 секунд устройство покажет уровень кислорода в крови в процентах и пульс в реальном времени.
Пульсоксиметр довольно компактный, его можно взять с собой
Как работает пульсоксиметр?
За перенос кислорода по крови с помощью красных телец (эритроцитов) отвечает гемоглобин. Причем его количество разное в венах и артериях, поэтому венозная кровь более темная, а артериальная — более яркая. Пульсоксиметр определяет степень яркости крови и по этому параметру вычисляет, сколько гемоглобина в артериальной крови связано с кислородом. Этот показатель выражается в процентах и называется насыщением крови кислородом.
Например, если уровень кислорода в крови 98%, это значит, что 98% гемоглобина переносит кислород, а оставшиеся 2% — не переносят.
Кроме того, пульсоксиметр также показывает текущий пульс, а некоторые модели еще и индекс перфузии — интенсивность кровопотока в месте измерения. Но как пульсоксиметр определяет яркость крови и вычисляет количество кислорода?
Пульсоксиметр состоит из:
- Датчика для сбора показателей;
- Микропроцессора;
- Дисплея.
На самом деле принципе работы устройства довольно простой. Датчик имеет два светодиода: красный и инфракрасный. Когда вы надеваете пульсоксиметр на палец, свет, излучаемый светодиодами, улавливается светочувствительным элементом на противоположной стороне. От того, насколько много кислорода в крови, зависит, сколько света пройдет через палец и попадет на светочувствительный элемент. Также с помощью света определяется изменение объема кровеносных сосудов с каждым сокращением сердца.
Пульсоксиметр определяет, сколько света прошло через ваш палец
Данные с датчика передаются на микропроцессор, он обрабатывает их и выводит на экран степень насыщения кислородом в процентах и пульс.
Так работает пульсоксиметр
Экран позволяет увидеть информацию об измерении
В зависимости от модели пульсоксиметра устройство также может измерять показатель PI — индекс перфузии. Он показывает, насколько интенсивным является поток крови в месте измерения. Датчик определяет, сколько света проходит через сосуды, и на основании этого вычисляет PI. Как правило, это дорогие приборы, но их можно найти дешевле (на том же AliExpress), которые измеряют и уровень кислорода, и пульс, и индекс перфузии. Этого достаточно.
Норма PI — в пределах 4–7 %. Если показатель ниже, значит, кровопоток медленный, выше — избыточный.
Как правильно измерять кислород в крови?
Пульсоксиметр очень прост в использовании, но нужно соблюдать ряд рекомендаций, чтобы измерение было как можно точнее.
- Сидеть или лежать во время измерения.
- Находиться в спокойном состоянии.
- Производить измерения в течение 3-4 минут и высчитывать среднее значение.
- Палец должен быть теплым.
Почему при коронавирусе важно знать уровень кислорода в крови?
Насыщение крови кислородом — главный показатель, по которому врачи принимают решение о госпитализации при коронавирусе. Если COVID-19 поразил легкие и вызвал пневмонию, он может нарушить переход кислорода из воздуха в кровь. Если как можно раньше определить, когда уровень кислорода начнёт падать, получится вовремя диагностировать поражение легких даже при бессимптомном протекании коронавируса.
Чтобы повысить уровень кислорода в крови, человек начинает дышать быстрее и глубже, даже не осознавая этого. В результате такая реакция вызывает еще большее воспаление и пневмония усугубляется до такой степени, что уровень кислорода в крови начинает падать еще больше.
Норма уровня кислорода в крови
В марте 2020 года Всемирная организация здравоохранения рекомендовала при новой коронавирусной инфекции давать кислород пациенту, у которого этот показатель ниже 90%. Сейчас этот показатель убрали. В соответствии с приказом московского департамента здравоохранения, если уровень кислорода в крови пациента меньше 93%, ему необходима госпитализация. В дальнейшем его могут подключить к аппарату ИВЛ.
У здорового человека уровень кислорода в крови должен быть 95% и выше.
Если у вас такой показатель, беспокоиться не о чем
На самом деле норма может быть и другой. Например, у людей с хроническими заболеваниями легких бывают низкие показатели насыщения крови кислородом — вплоть до 88%. Также тот же пульсоксиметр может показать неверное значение, если вы только вернулись с мороза, и у вас холодный палец, или на ногтях слишком темный лак, который будет препятствовать прохождению света через палец.
Разряженные батарейки тоже могут искажать показания, вовремя их меняйте
Но в любом случае снижение уровня кислорода требует внимания. Поэтому его очень важно вовремя диагностировать. Тем более если у вас появилась заложенность носа или боль в грудной клетке, это лишний раз поможет «перестраховаться» и определить, стоит паниковать или нет, а не искать симптомы в интернете или в нашем Telegram-чате. В магазинах пульсоксиметры стоят недешево (на них большой спрос), но всегда можно схитрить и заказать один из них на AliExpress. Выбор там большой, цена вопроса — от 500 до 1000 рублей в зависимости от дизайна. Стоит вашего спокойствия уж точно.
Заказать пульсоксиметр
Источник
Даже если человек не болеет пневмонией и не ощущает одышки, коронавирус способен незаметно морить его внутренние органы кислородным голодом.
Кислорода в крови должно быть минимум 95%, а лучше 98%. Если меньше — это уже повод обратиться к врачу. Давайте разберёмся, почему это так важно, особенно во время пандемии.
Для этого нужно прояснить, что именно происходит, когда мы дышим. Без этого невозможно понять невероятное коварство “короны”. Итак, мы вдыхаем воздух, который пока ещё содержит вполне достаточно кислорода. Его ловят специальные крошечные пузырьки, которыми выстлана вся внутренняя поверхность лёгких, — альвеолы. У каждого человека их 600–700 миллионов. И каждый такой пузырёк опутан целой сетью микроскопических кровеносных сосудов — капилляров. В них поступает уже “отработанная” венозная кровь, которой срочно нужна кислородная заправка. У капилляров тонкие стенки, да и у альвеол тоже, так что кислород из воздуха в пузырьке свободно проходит сквозь препятствия внутрь капилляров по естественному закону диффузии — “перемешивания” молекул разных веществ.
Фото © Shutterstock
Но это только начало процесса. Дальше молекулы кислорода нужно доставить через кровь в органы и ткани организма. Этим занимаются специальные молекулы в эритроцитах — гемоглобин. Конструкция гемоглобина состоит из белка глобина и ещё одной структуры под названием гем. В этом геме находится железо, которое отлично взаимодействует с кислородом. Только сам по себе гем моментально окисляется, то есть забирает себе кислород навсегда и никому его больше не отдаёт. А вот в сочетании с глобином он временно захватывает несколько молекул и несёт к месту назначения — в мозг, печень и все прочие органы и ткани. Там кислород “сходит с трамвая”, то есть высвобождается, чтобы вступить в другие химические реакции, обеспечивающие нашу жизнедеятельность.
Что происходит при ковиде?
Самое, пожалуй, очевидное — это поражение альвеол. Дело в том, что у их клеток, как и положено, есть оболочки — мембраны. А в эти мембраны в довольно большом количестве встроены особые белки, обозначенные в микробиологии как АПФ2 (в англоязычном варианте — ACE2). Не будем расшифровывать, потому что это не так важно. Тут самое интересное, что эти АПФ2 служат в качестве клеточных рецепторов — отвечают за взаимодействие клеток с окружающей средой. Так вот, эти самые рецепторы оказались максимально удобной мишенью для SARS-CoV-2. Как мы уже усвоили, “корона” ковидной частицы (шипы, которые из неё торчат) — это Spyke-белки. Именно этими “крючками” коронавирусный элемент легко цепляется за АПФ2, крепко жмёт его руку и уверяет, что он — вкусное и полезное угощение. И наивная клетка радостно это дело проглатывает.
Как следствие, по сигналу тревоги капилляры начинают выделять жидкое содержимое крови — экссудат. В этой жидкости есть иммуноглобулины для борьбы с интервентами, а ещё это замедляет кровоток, чтобы вирус не разносило по всему организму. Беда в том, что экссудат заполняет пузырьки и снижает, так сказать, полезную площадь, предназначенную для воздуха.
В то же время, по мнению директора НИИ фтизиопульмонологии Петра Яблонского, кислород при ковиде перестаёт поступать в капилляры, потому что нарушается контакт между стенками кровеносных сосудов и альвеол, которые в нормальном состоянии практически единое целое.
Альвеоло-капиллярная мембрана — это самый тонкий механизм внутреннего дыхания, именно в этой мембране происходит этот интимный процесс обогащения кислородом крови, эритроциты именно там насыщаются. И когда эти две среды разобщены, то получается такой момент шунтирования — кровь пробегает через лёгкие, но уходит, не нагруженная кислородом
Пётр Яблонский
Директор Санкт-Петербургского НИИ фтизиопульмонологии, доктор медицинских наук
Но это далеко не все способы кислородной блокады в ковидном арсенале. Есть ещё кое-что. Этот вирус с таким же успехом оккупирует эритроциты. Об этом заявили в том числе учёные из Дальневосточного федерального университета. Более того, по их мнению, красные кровяные тельца — ключевая мишень ковида. К похожим, если не аналогичным, выводам пришли, к примеру, китайские исследователи. По их данным, коронавирус разрушает гемоглобин — отрывает от него гем и использует как “запчасть” для своего будущего репликанта, а ненужное железо просто выбрасывает.
А при таком раскладе, как мы теперь понимаем, кислород никуда не переносится. Транспорт не работает. Именно поэтому российские учёные (опять же из ДФУ) призвали обратить самое пристальное внимание на своё здоровье, если во рту ощущается привкус железа. Это могут быть останки разорванного гемоглобина, которые выделяются со слюной. Исследователи подчеркнули, что подобные ощущения — первичная реакция на коронавирус, то есть это происходит на самых ранних этапах вероломной атаки. А значит, никаких намёков на заболевание (да и вообще никаких признаков недомогания) может ещё не быть. А меж тем организм уже приближается к критической нехватке кислорода, от которой страдают все органы без исключения. Это грозит полиорганной недостаточностью и смертью. Учёные считают, что в такой ситуации аппарат ИВЛ совершенно бесполезен: сколько ни старайся обеспечить лёгкие кислородом, развозить его по организму некому. По мнению исследователей, стоит вместо искусственной вентиляции ввести больному дозу эритроцитов и обеспечить его витамином В12, потому что он отвечает за кроветворение.
Однако директор Санкт-Петербургского НИИ фтизиопульмонологии Пётр Яблонский предупредил и о возможной опасности подобных мер.
Введение эритроцитной массы мало и даже контрпродуктивно, потому что мы тем самым усиливаем тромбогенный потенциал крови. Я не видел больных ковидом с анемией
Пётр Яблонский
Директор Санкт-Петербургского НИИ фтизиопульмонологии, доктор медицинских наук
А вот дыхательную маску доктор медицинских наук однозначно одобряет.
С точки зрения прогноза и недопущения до искусственной вентиляции — это, безусловно, хороший метод
Пётр Яблонский
Директор Санкт-Петербургского НИИ фтизиопульмонологии, доктор медицинских наук
Как следить за уровнем кислорода в крови?
Учёный пояснил, что продающиеся в аптеках бытовые измерительные приборы — оксиметры, пульсоксиметры — показывают не самые точные данные, но для отслеживания состояния организма их вполне достаточно. При этом он посоветовал прикладывать не один палец, а по очереди несколько пальцев обеих рук. А действительно качественный анализ можно провести только с помощью газоанализаторов, которые есть, к примеру, в скорой и в отделениях реанимации.
Вот только очень хотелось бы как-то обойтись без этого.
Источник