Hapniku tähtsus: hingamine, põlemine ja kõdunemine

Õhu koostises olevatest gaasidest on meie jaoks kõige olulisem hapnik. Ilma hapnikuta ei saaks me hingata ning poleks võimalikud ka mitmed teised looduslikud protsessid.

  • Millised gaasid on seotud hingamisega?
  • Kuidas toimub põlemine ja kõdunemine?

Proovi järele

Kuidas muutub hingatava õhu koostis? Seda saab mõõta hapniku ja süsihappe­gaasi anduritega. Kõigepealt tuleb mõõta hapniku ja süsihappe­gaasi sisaldus sisse­hingatavas ehk klassiruumi õhus. Seejärel pange andurid kilekotti. Kuidas muutuvad andurite näidud, kui puhuda kotti kopsus olnud õhku? Paku kõigepealt oma oletus.

Katsevahendid: digitaalne andmekoguja, süsihappegaasi ja hapniku andur, ühendusjuhtmed
Süsihappegaasi ja hapniku andur digitaalse andmekogujaga

Hingamine

Katse näitab, et väljahingatavas[sõnaseletus: Hingamine – organismide gaasivahetus välis­keskkonnaga.] õhus on hapnikku vähem ja süsihappegaasi rohkem kui sissehingatavas õhus. Hapnikku kasutavad meie keha rakud, et lagundada toitaineid. Selle käigus eraldub energiat, mida keha kasutab liikumiseks, keha­temperatuuri hoidmiseks ja rakkude üles­ehitamiseks. Jääkainena tekib süsihappe­gaas, millest me vabaneme välja hingates.

Joonis õhu koostise muutumisest hingamisel. Vasakul sissehingatava õhu koostise tulpdiagramm. Keskel kopsud, mis võtavad õhust hapnikku ja eritavad süsihappegaasi. Paremal väljahingatava õhu koostise tulpdiagramm. Ülal sinine hapniku osa on vähenenud, selle võrra on suurenenud all punane süsihappegaasi osa.
Organismi elutegevuseks on vajalik hapnik. Hapnikku võetakse sissehingatavast õhust kopsudega. Veri kannab hapniku organismis laiali. Organismis tekkinud süsihappegaasi kannab veri kopsudesse, kust see eraldub väljahingatava õhu koostises.

Inimene hingab ööpäevas välja umbes 500 liitrit ehk 1 kg süsihappegaasi. Suur süsihappe­gaasi sisaldus ruumis põhjustab unisust ja tähelepanu langust. Veelgi suurema süsihappe­gaasi sisalduse puhul võib inimene lämbuda. Seetõttu tuleb elu- ja klassiruume tuulutada.

Põlemine ja kõdunemine

Põlemine[sõnaseletus: Põlemine – nähtus, mille puhul eraldub soojust ja valgust.] toimub hapniku osavõtul. Põlemise käigus vabaneb soojust, valgust ja süsihappe­gaasi. Süsihappe­gaas ei põle ega võimalda põlemist.

Küünal põleb, purgiga kaetud küünal kustub.
Leegi kustutamiseks tuleb takistada hapniku juurdepääs põlevale materjalile. Selleks saab kasutada ka näiteks liiva, märga riiet või pulberkustuti pulbrit.
Vasakul: klaasis süüdatakse tikuga leek. Paremal: klaasi kummutatakse teisest anumast süsihappegaasi, leek alumises klaasis kustub. Süsihappegaasi saab ühest anumast teise valada, sest see on õhust raskem.
Süsihappegaas ei põle ega võimalda põlemist. Põlemine lakkab, kui lisame anumasse süsihappegaasi. Süsihappegaasiga tulekustutid sobivad hästi voolu all olevate elektrijuhtmete ja -seadmete kustutamiseks.
Tuletõrjujad voolikuga maastikul põlengut kustutamas
Põlengut kustutatakse veega, mis juhitakse tulekoldesse. Veest kergemaid põlevaid vedelikke (õli, bensiin) ei saa veega kustutada, sest need jäävad veepinnale püsima ja põlevad seal edasi. Sellisel juhul kustutatakse põlengut spetsiaalse kustuti, liiva või märja riidega. Elektrijuhtmeid kustutatakse süsihappegaasi sisaldavate kustutitega.

Kõdunemise protsessis lagundavad surnud organisme mitme­sugused mikro­organismid, kes kasutavad oma elu­tegevuseks hapnikku. Õhku eraldub süsihappegaas.

Ainete ringkäik

Hingamisel, kõdunemisel ja põlemisel tekkivat süsihappegaasi kasutavad rohelised taimed ja vetikad fotosünteesil. Tuleta meelde, mida õppisid fotosünteesi kohta (õppetükk „Fotosüntees”).

Skeem ainete ringkäigust. Vasakul puu, mis toodab fotosünteesil hapnikku. Paremal lõke ja naftapuurtorn. Hingamisel, põlemisel ja kõdunemisel tekib süsihappegaas, mida taimed kasutavad fotosünteesil.
Ainete ringkäik

Looduses on süsihappegaasi teke hingamisel, kõdunemisel ja põlemisel ning selle kulutamine fotosünteesil tasakaalus. Viimastel sajanditel on inimkond hakanud suurtes kogustes kasutama fossiilseid kütuseid. Maa alt pärinevate ainete põletamine lisab looduslikku aineringesse süsihappegaasi, mille osakaal õhus vähehaaval tõuseb. See toob kaasa temperatuuride tõusu ja kliima muutumise.

Pean meeles

Hapnikku on vaja hingamiseks, põlemiseks ja kõdunemiseks.

Sissehingatud hapniku abil toodavad rakud toitainetest energiat. Tekkiv süsihappegaas eraldub väljahingatava õhuga.

Põlemisel reageerivad ained ja materjalid hapnikuga. Vabaneb valgust ja soojust ning tekib süsihappegaas.

Kõdunemine on surnud organismide lagundamine mikroorganismide poolt.

Küsimusi ja ülesandeid

  1. Võrdle klassis läbiviidud katse ja õpiku joonise järgi sisse- ja väljahingatava õhu koostist. Mida see näitab?
  2. Põlemisel ja hingamisel kulub hapnikku. Miks hapnik õhust otsa ei saa?
  3. Fotosünteesiks on taimedel vaja süsihappegaasi. Miks süsihappegaas õhust otsa ei saa?
  4. Mida on vaja põlemiseks? Nimeta aineid ja materjale, mis põlevad.
  • hapniku
  • lämmastiku
  • süsihappegaasi

Hingamise, põlemise ja kõdunemise tagajärjel suureneb õhussisaldus ja vähenebsisaldus.

Fotosünteesi tagajärjel suureneb õhussisaldus ja vähenebsisaldus.

Edasimõtlemiseks ja uurimiseks

  1. Kuidas toimida, kui on vaja kiiresti kustutada näiteks lõket?
  2. Kuidas saab kustutada põlema läinud õli ja rasva? Miks ei tohi mingil juhul kasutada vett?