Урок химии «Экологические проблемы глазами химика

Урок химии «Экологические проблемы глазами химика»
Цели урока:
— Раскрыть причины и механизм образования кислотных дождей; показать их влияние
на все компоненты биосферы, обсудить основные методы снижения кислотообразующих
выбросов в атмосферу.
— Развивать логическое мышление, умение работать с дополнительной литературой,
составлять диаграммы, схемы;
— Способствовать формированию у учащихся экологического мышления, чувства
ответственности за нашу планету.
Оборудование: компьютер, проектор, экран, слайды со схемами, задачами, цифровыми
данными; раздаточный материал с дополнительной информацией.
I. Вступительное слово учителя.
Человечество живёт в мире химических веществ. Вредные и полезные, жизненно
необходимые и смертельно ядовитые – они окружают нас повсюду. Как с ними
обращаться, каковы последствия применения новых технологий, в какой окружающей
среде будут жить следующие за нами поколения людей? Многое здесь зависит от нас…
В новое тысячелетие человечество вступило в условиях экологического кризиса. До
ноосферы Вернадского как сферы коллективного разума на Земле еще очень далеко. В
последней четверти ХХ в. три глобальные экологические проблемы – разрушение
озонового слоя Земли, прогрессирующее потепление ее климата и кислотные дожди –
сделали вполне реальной угрозу самоуничтожения человечества.
Рассмотрим проблему «кислотных дождей» более подробно.
II. Основная часть урока
1) Справка. Работа с текстом – текст на каждом столе, работа фронтально.
Термин «кислотные дожди» впервые ввёл английский химик А. Смит более 100 лет назад.
Ещё 200 лет назад дождевая и снеговая вода была практически нейтральной с рН=7.
Причиной возникновения кислотных дождей являются массовые, промышленные
выбросы оксида серы (IV) и оксидов азота (II) и (IV) в атмосферу. Взаимодействуя с
атмосферной влагой SO2 создаёт кислую среду. Растворимость его в воде велика – 40
объёмов на один объём воды. В районах промышленных производств 60% кислотности
дождевой воды даёт серная кислота, 30% - азотная, 5% - соляная кислота и только 2% углекислый газ. Мировой рекорд по выпадению кислотного дождя принадлежит
шотландскому городу Питлохри, где 10 апреля 1974 года выпал дождь с рН=2,4! (Это чтото вроде столового уксуса). Кислотные дожди вызывают заболевания людей, негативно
влияют на растения, животных, способствуют разрушению металлических конструкций и
зданий.
2) Постановка проблемы.
Беседа с учащимися, определение основных вопросов для обсуждения: причины
«кислотных дождей»; химические реакции, лежащие в основе этого процесса; пути
уменьшения вредных выбросов в атмосферу.
Вопросы:
1. Как Вы думаете, почему возникают кислотные дожди?
2. Какие основные реакции лежат в основе возникновения кислотных дождей?
3. Что может сделать человек для уменьшения вреда от дождей такого типа?
Показ слайдов презентации
III. Рефлексия. Задания для групп учащихся.
1 группа – указать причины появления вредных оксидов в атмосфере, предложить
способы предотвращения «кислотных дождей»; (Работа с дополнительной литературой)
2 группа – указать причины появления вредных оксидов в атмосфере, предложить
способы предотвращения «кислотных дождей»; (Работа с дополнительной литературой)
3 группа – решить задачу: Хорошо известно, что легковой автомобиль загрязняет воздух
вредными выбросами: на каждые 10 км пути с его выхлопными газами в атмосферу
попадает 7 моль оксида углерода (II) и 1 моль оксида азота (II). Какая масса этих вредных
веществ попадёт в атмосферу при автомобильной поездке на дачу, которая расположена в
80 км от дома? (1568 г СО и 240 г NО).
4 группа - решить задачу: Такие виды рыб, как форель и хариус, очень чувствительны к
чистоте воды. Если в 1л природной воды содержится всего 3*10-6 моль серной кислоты
(которая может попасть в реки с промышленными стоками или за счёт «кислотных
дождей»), то мальки этих рыб погибают. Вычислите ту массу серной кислоты в 1 л воды,
которая представляет собой смертельную дозу для мальков форели и хариуса. (0, 294 мг)
4)
Выступления участников групп, решения задач.
III. Вывод. Слово учителя: вредные газы, ведущие к появлению «кислотных дождей»,
поступают в атмосферу за счёт сгорания топлива, выбросов химических заводов.
Энергосбережение, внедрение новых неэнергоемких технологий и безотходных и
малоотходных технологий производственных процессов, применение альтернативных
источников энергии, все меры экологического контроля способны решить проблему
загрязнения атмосферного воздуха, оздоровить окружающую среду, снять угрозу
необратимых отрицательных изменений в биосфере Земли.
IV. Итог урока. Домашнее задание: подготовить сообщение об экологических проблемах
нашего города, республики.
Дополнительная информация для работы по группам.
1 – 2 группа
Природными источниками поступления диоксида серы в атмосферу являются главным
образом вулканы и лесные пожары. При сжигании каждого миллиона тонн угля
выделяется около 25 тыс. т серы в виде главным образом ее диоксида (до триоксида
окисляется менее 3% серы); в 4–5 раз меньше окисленной серы дает сжигание мазута.
Природные поступления в атмосферу оксидов азота связаны главным образом с
электрическими разрядами, при которых образуется NО, впоследcтвии – NО2.
Значительная часть оксидов азота природного происхождения перерабатывается в почве
микроорганизмами, т. е. включена в биохимический круговорот. Оксиды азота
техногенного происхождения образуются при сгорании топлива, особенно если
температура превышает 1000 °С. Техногенные мировые выбросы оксидов азота в
атмосферу составляют в год около 70 млн т (природные выбросы оксидов азота, по
некоторым оценкам, равны в год 700 млн т), примерно 30% их приходится на долю США,
25% – на долю стран Западной Европы и лишь несколько процентов – на долю России.
Суммарные антропогенные выбросы оксидов азота в атмосферу больше. Дополнительный
источник таких выбросов – сельское хозяйство, интенсивно использующее химические
удобрения, в первую очередь содержащие соединения азота. Вклад этой отрасли мирового
хозяйства в загрязнение атмосферы оксидами азота учесть трудно, по некоторым данным,
поступление оксидов азота в атмосферу с сельскохозяйственных полей сопоставимо с
промышленными выбросами.
В России около 25% выбросов оксидов азота дает сжигание топлива на предприятиях
электро- и теплоэнергетики, столько же – на предприятиях металлургической,
машиностроительной и не связанной с процессами горения топлива химической отраслей
промышленности (например, получение азотной кислоты и взрывчатых веществ).
Главный источник техногенных оксидов азота в атмосфере – автотранспорт и другие виды
моторного транспорта (около 40%).
За последние годы наблюдается неизменное повышение кислотности дождей на Урале и в
Предуралье, на северо-западе и юге европейской территории России.
Обмен кислотообразующими и другими загрязняющими атмосферу выбросами
характерен для всех стран Западной Европы и Северной Америки. Великобритания,
Германия, Франция больше направляют окисленной серы к соседям, чем получают от них.
Норвегия, Швеция, Финляндия больше получают окисленной серы от своих соседей, чем
выпускают через собственные границы (до 70% кислотных дождей в этих странах –
результат «экспорта» из Великобритании и Германии). Трансграничный перенос
кислотных осадков – одна из причин конфликтных взаимоотношений США и Канады.
Повышение кислотности приводит к появлению в воде высокотоксичных ионов тяжелых
металлов – кадмия, свинца и других, которые прежде входили в состав нерастворимых в
воде соединений и не представляли угрозы живым организмам.
Дефицит питательных веществ и интоксикация воды приводят к своеобразной
«стерилизации» водоемов. Закисленная и токсичная вода разрушает скелеты рыб и
раковины моллюсков, а главное – снижает репродуктивные процессы. В свою очередь, это
приводит к сокращению популяций наземных животных и птиц, связанных с водной
биотой трофическими цепями (цепи питания).
В то же время подкисление почвы азотокислыми дождями стимулирует развитие лесных
вредителей.
Международными соглашениями установлены критические нормы выбросов диоксида
серы и оксидов азота, ниже которых их воздействие на наиболее чувствительные
компоненты экосистем не обнаруживается, а также ряд рекомендаций по осуществлению
снижения этих выбросов.
3 группа – решить задачу: Хорошо известно, что легковой автомобиль загрязняет воздух
вредными выбросами: на каждые 10 км пути с его выхлопными газами в атмосферу
попадает 7 моль оксида углерода (II) и 1 моль оксида азота (II). Какая масса этих вредных
веществ попадёт в атмосферу при автомобильной поездке на дачу, которая расположена в
80 км от дома? (1568 г СО и 240 г NО).
4 группа - решить задачу: Такие виды рыб, как форель и хариус, очень чувствительны к
чистоте воды. Если в 1л природной воды содержится всего 3*10-6 моль серной кислоты
(которая может попасть в реки с промышленными стоками или за счёт «кислотных
дождей»), то мальки этих рыб погибают. Вычислите ту массу серной кислоты в 1 л воды,
которая представляет собой смертельную дозу для мальков форели и хариуса. (0, 294 мг)
Для всех
Термин «кислотные дожди» впервые ввёл английский химик А. Смит более 100 лет назад.
Ещё 200 лет назад дождевая и снеговая вода была практически нейтральной с рН=7.
Причиной возникновения кислотных дождей являются массовые, промышленные
выбросы оксида серы (IV) и оксидов азота (II) и (IV) в атмосферу. Взаимодействуя с
атмосферной влагой SO2 создаёт кислую среду. Растворимость его в воде велика – 40
объёмов на один объём воды. В районах промышленных производств 60% кислотности
дождевой воды даёт серная кислота, 30% - азотная, 5% - соляная кислота и только 2% углекислый газ. Мировой рекорд по выпадению кислотного дождя принадлежит
шотландскому городу Питлохри, где 10 апреля 1974 года выпал дождь с рН=2,4! (Это чтото вроде столового уксуса). Кислотные дожди вызывают заболевания людей, негативно
влияют на растения, животных, способствуют разрушению металлических конструкций и
зданий.
Список использованной литературы:
Агаджанян Н.А. «Человек и биосфера». - М.: Знание, 1996г.
Аликберова Л.Ю., Рукк Н.С. Полезная химия: задачи и истории. - М.: Дрофа, 2006.
Дрейер О.К., Лось В.А. Развивающийся мир и экологические проблемы. - М.: Знание,
1991.
Кузьменок Н.М., Стрельцов Е.А., Кумачёв А.И. Экология на уроках химии. – Мн.:
«Красико-принт», 1996.
Сомин Л.Е. Увлекательная химия. - М.: Просвещение, 1978.