Развитие_творческих_способностей_учащихся

Муниципальное общеобразовательное учреждение ср. школа № 40
Наименование педагогического опыта:
«Развитие творческих способностей учащихся
путем включения их в природоохранную и
здоровьесберегающую исследовательскую
деятельность.»
Выполнила: учитель химии
Буткеева Наталья Рудольфовна
Владимир 2009 год
Основополагающей идеей своей педагогической деятельности считаю
способствовать развитию творческих способностей учащихся путем
включения их в природоохранную исследовательскую деятельность.
Жизнь показала, что источником формирования содержания
образования, а следовательно, и образовательной программы школы,
могут стать основные сферы самоопределения личности : ЧЕЛОВЕК
ОБЩЕСТВО, ПРИРОДА, НООСФЕРА.
В системе Человек-природа важно осознавать себя как часть природы,
овладеть экологической культурой и понимать ответственность перед
будущими поколениями в процессе взаимодействия с окружающей средой.
В связи с этим в структуре образования школой № 40 выделено
направление - экологизация образования . Это принципиально новый
подход, ориентированный на всестороннЮю реализацию новой парадигмы
образования и требующий многоаспектных преобразований в школе.
Сложность решения этой задачи обусловлена отсутствием в нашем
обществе традиций экологически чистого типа поведения организаций,
предприятий, отдельных граждан. Система экологического образования,
включающая все сферы образовательного комплекса (образование,
культуру, здравоохранение, социальную экологию и т. д.), позволили
ответить на вопрос, поставленный жизнью: воспитание человека, который
по своим материальным и моральным убеждениям не сможет жить,
нарушая экологические нормы и принципы.
Содержание образования в приоритетном направлении развития школы
рассматривается с трех позиций:
- как педагогическая модель социального заказа;
- как дидактическую модель учебного предмета;
- как учебный материал.
Программа школы учитывает изменения в системе образования в связи с
появлением приоритетного направления ее развития.
В частности:
- намечены основные направления развития экологической культуры
учащихся;
- создаются условия и пути интеграции эколог- диалектических знаний
школьников в системе " Я - природа - общество".;
- создаются перспективы развития экологического мышления учащихся и
их экологической ориентации;
- организуется природоохранительная деятельность учащихся;
Главной задачей программы развития школы является выявление и
развитие способностей каждого ученика, формирование духовно
-богатой, свободной, физически здоровой, творчески мыслящей личности,
обладающей прочными базовыми знаниями средней школы, способной
адаптироваться к условиям жизни.
Перед коллективом школы стоит цель:
формирование у учащихся мировоззрения, основанного на представлении
у учащихся мировоззрения, основанного на представлении о всей
практической деятельности человека на развитие природы, способное
содействовать развитию общества.
Достижение поставленной цели предполагает решение целого ряда
задач:
- создание системы непрерывного экологического образования;
- осуществление корректировки планирования по всем учебным
предметам во всех образовательных областях;
- освоение методики интенсификации экологического обучения в
условиях одного урока;
- формирование осознания того, что благоприятная окружающая среда
имеет наивысший приоритет в социально- экономическом и
политическом развитии общества;
- организация опытно- исследовательской и практической деятельности
учащихся и др.
Среди основных принципов для решения этих задач выделены:
- принцип антропоцентризма: без развития природы нет развития
общества;
- межпредметная преемственность и интегративность в обучении;
- научность и доступность;
- системность и целостность; и др.
Наша школа расположена в Добросельском районе г. Владимира в
новом жилом массиве. Школа находится в благоприятном
социально-культурном окружении. В ее микрорайоне находятся
учреждения дополнительного образования, культуры и спорта.
Воспитательная система школы ориентирована на воспитательный
потенциал окружающей ее социальной, предметно- эстетической и
природной среды.
Социальный состав родителей следующий:
Рабочие - 40,5% Служащие 40,4% В/Служащие - 3,2%
Частные предприниматели 7,2%
Безработные - 5,5% Пенсионеры 3,2%
По результатам тестирования на первый план родителями выдвигаются
следующие социальные требования:
а) обеспечение подготовки учащихся для поступления в ВУЗ (67%);
б) обучение общению (58%);
в) развитие способностей (48%);
г) подготовка к жизни в условиях рынка (43%).
Школа № 40 расположена в экологически неблагоприятном районе
( близость ( ВХЗ, ТЭЦ и др. крупных предприятий ; большое число
значительных зеленых массивов).
Ряд данных экологического мониторинга на неудовлетворительную
обстановку природоохранных мероприятий в районе.
Поэтому школа в качестве опытно - экспериментальной работы выбрала
тему: " Исследовательская работа по проблеме формирования у учащихся
чувства рациональной экологической политики, как наивысшего
приоритета в социально- экологическом и политическом развитии
общества ( поиск более эффективного способа решения педагогической
проблемы формирования экологической культуры учащихся).
ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ
РАБОТА
I
Тема эксперимента: ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА ПО ПРОБЛЕМЕ
ФОРМИРОВАНИЯ У УЧАЩИХСЯ ЧУВСТВА
РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ КАК
НАИВЫСШЕГО ПРИОРИТЕТА В
СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОМ И ПОЛИТИЧЕСКОМ
РАЗВИТИИ ОБЩЕСТВА (ПОИСК БОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНОГО
СПОСОБА РЕШЕНИЯ ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ПРОБЛЕМЫ
ФОРМИРОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ
УЧАЩИХСЯ)
Объект исследования: педагогический и ученический коллективы, учебно-восганательный
процесс, система воспитательной работы, преподавание предметов естественного цикла,
основ экономики, истории. ,
Предмет исследования: механизм отбора детей (с 1 -го по 11-й классы) для
формирования новых ценностных ориентиров. Отбор классов в которых будет вестись
исследовательская работа (разработка диагностических методик); механизм применения
новых технологий обучения, новых методов обучения; изучение преподавания предметов в
рамках эксперимента; программы внеурочной работы, воспитательной работы в рамках
эксперимента.
Цель эксперимента: создание новых методик по формированию у учащихся ценностных
ориентиров к природе, населению, хозяйству, обществу в целом: создание
соответствующего дидактического материала; создание комплексной программы действия
школы по формирования у школьников экологического, экономического и правового
мышления.
'Задачи эксперимента:
определить и обосновать оптимальный для каждой возрастной группы (1.2.3-я
ступени) образовательный объем по исследуемой проблеме;
осуществить корректировку учебных программ в связи с работой по исследуемой
теме;
создать и освоить с учителями, участвующими в эксперименте методик}'
интенсификации обучения и воспитания в условиях эксперимента;
выявить динамику перегрузок учащихся, занимающихся в режиме эксперимента;
разработать рекомендации для родителей но организации воспитания детей дома;
создать новые программы факультативных курсов и кружков по исследуемой теме
в каждой ступени обучения;
создать программу факультативного курса для интеллектуальной элиты учащихся
старших классов «Экология. Экономика. Политика»;
воспитать учащихся с новым уровнем экологического мышления, умеющих не
только оценивать экологическую ситуацию, но п зависимость экологической
политики от экономической политики и юридическую ответственность за
экологические правонарушения.
Срок эксперимента: 6 лет.
База эксперимента: отдельные экспериментальные классы, творческая группа учителей,
учебно-воспитательный процесс, система воспитания, обновление содержания
образования.
Рост загрязнения окружающей среды проявляется наглядно и вызывает
эмоциональную критику людей. К сожалению, такая критика часто бывает
малоаргументированной и, следовательно, неэффективной. Между тем по
уровню загрязнения, например, атмосферы химическая промышленность
занимает далеко не первое место.
В сложившихся условиях необходимо провести объективный анализ
причин расширении масштабов загрязнения окружающей среды и
учащения катастроф, связанных с неконтролируемым распространением
химических соединений технического или биологического происхождения.
Конечно, осуществить такой анализ трудно, поскольку для этого
потребуется рассмотрение разнообразных сторон жизни современного
общества. Особенно важно решение вопроса элементарной "химической"
подготовленности людей, ведь с веществами, способными принести
определенный вред человеку, сегодня контактирует практически каждый
из нас. В повседневной жизни человек использует лекарства,
косметические и парфюмерные средства, красители, различные виды
топлива, пластинки, удобрения и т. д. Однако немногие из потребителей
имеют представление об опасностях, связанных с их использованием. Это
противоречие обусловливает многие беды, обрушивающиеся на людей.
Современная средняя школа должна вести активную просветительскую
работу с учащимися, связанную с характеристикой основных свойств
распространившихся в быту и на производствах химических соединений,
особенно в аспекте их влияния на окружающую среду.
В последние годы в ряде научных и учебных центров разных стран были
начаты работы, касающиеся химико- экологического образования, уже
проведены и плодотворные методические исследования. Например,
профессор В.М. Назаренко предложил школьную программу по химии,
содержащую интересные экологические коментарии к основным
положениям курса. Многие педагоги осуществляли корректировку
учебных программ с учетом экологического компонента.
Каждый педагог в своей деятельности старается так или иначе развивать
творческие способности своего ученика, ведь именно в идее развивающего
обучения лежит рациональное зерно всего прогресса. Но в силу своих
интересов, возможностей и даже личных качеств каждый учитель это по
своему.
В своей педагогической деятельности я считаю самым интересным
-развитие творчества ребенка через его исследовательскую работу.
Во-первых это очень деятельный и эффективный подход к развитию
личности, он предполагает большую вариативность, так как исследования
в области химии могут носить самый различный характер. Так, например,
эксперимент может быть тематически- проблемным, или поисковым, или
доказательным и т. д.
Во- вторых, эксперимент является мощным средством для поддержания
интереса к предмета.
В- третьих, в настоящее время компьютеризация образовательного
процесса несет иллюзорный оттенок замены исследовательских,
практических работ на виртуальную аналогичную деятельность. Нельзя
лишать ребенка чувственных восприятий окружающего мира, так как
личность его только формируется.
Я думаю что на современном этапе очень важно развивать творчески
способности ученика в социально- стратегическом направлении:
природоохранном и здоровьесБерегающием. Пусть ребята почувствуют
себя сопричастными к большому и нужному делу; пусть проникнутся
идеей единства человека и природы. Так же я верю в перспективность
людей с пониманием возможности причинить природе вред или принести
пользу. Осознание такого положения может помочь совершенствованию
химической подготовленности школьников, формированию их
гражданской позиции, нравственного отношения к окружающему миру.
В процессе работы над проблемой развития творческих способностей
учащихся через химический эксперимент я использовала методики
проблемного и развивающего обучения в рамках педагогических технологий
на основе активизации и интенсификации деятельности учащихся. Выбор
методики проблемного обучения был сделан не случайно. По концептуальным
положениям данная технология позволяет:
- проблематизировать учебный материал (знания- дети удивления и
любопытства);
- активизировать ребенка (знания должны усваиваться с аппетитом);
- связать обучение с жизнью ребенка, игрой, трудом.
Современный этап педагогической практики- это переход от
информационно-объяснительной технологии обучения к
деятельностно-развивающей, формирующей широкий спектр личностных
качеств ребенка. Важными становятся не только усвоенные знания, но и сами
способы усвоения и переработки учебной информации, развития
познавательных сил и творческого потенциала учащихся.
В технологии развивающего обучения ребенку отводится роль
самостоятельного субъекта, взаимодействующего с окружающей средой. Это
взаимодействие включает все этапы деятельности: целеполагание,
планирование и организацию, реализацию целей и анализ результатов
деятельности.
Для наибольшей эффективности общего развития школьников Л.В.
Занков разработал дидактические принципы развивающего обучения:
- целенаправленное развитие на основе комплексной развивающей системы;
- системность и целостность содержания;
- обучение на высоком уровне трудности;
- осознание ребенком процесса обучения;
- включение в процессе обучения не только рациональной, но и
эмоциональной сферы (роль наблюдения и практических работ);
- проблематизация содержания.
При изучении проблемы развития творческих способностей учащихся я
неоднократно обращалась к педагогической технологии Л.В. Тарасова
«Экология и диалектика». Главной особенностью технологии «Экология и
диалектика» является переконструирование содержания образования в
направлениях гуманизации, диалектизации и интеграции. Здесь особенно ярко
представлена позиция ученика:
- ориентация на личностное восприятие всего окружающего ( не сторонний
наблюдатель, а заинтересованный исследователь);
- личная ответственность за последствия своей деятельности для других
людей и для природы.
В этой технологии мне особенно близка позиция учителя:
- не является пассивным исполнителем некоторой программы, а представляет
творческую личность, которую отличают: эрудиция, любовь к ребенку,
психологическая грамотность, раскованность, экологическое мышление.
материале, оценивать его значимость, сложность и определять сферу
применимости полученных знаний в отношениях с другими знаниями.
Главным звеном в проблемном обучении является создание проблемной
ситуации. Проблемная ситуация характеризуется тем, что ученик не может
решить поставленную перед ним задачу, оперируя только известными ему
знаниями и способами деятельности. Выполняя проблемное задание, он должен
активно и непосредственно участвовать в поиске приобретении новых знаний,
овладении новыми способами деятельности. Таким образом, включившись в
поисковую деятельность, учащийся проявляет творческий подход и как бы
«открывает» для себя новые явления, их теоретически обосновывает или
экспериментально подтверждает.
Анализ работ методистов и опыта учителей по применению проблемного
подхода в обучении химии показывает, что при всем многообразии этих
способов они строятся, главным образом, на основе фактического,
теоретического или экспериментального материала курса химии. Проблемные
ситуации можно создавать, например исходя из недостаточности
теоретических знаний учащихся, при поиске экспериментальных
подтверждений для известных теоретических положений или при объяснении
противоречивости научных фактов и т.д.. Но в любом случае от школьников
требуется умение оперировать фактами, экспериментировать, а также знание
теоретического материала курса химии.
Хочу подробнее остановиться на рассмотрении роли эксперимента при
создании проблемных ситуаций. Учащиеся глубоко вникают в сущность
проводимых опытов, задумываются над их результатами и пытаются ответить
на вопросы, неизбежно возникающие в ходе их постановки, только в том
случае, если эксперимент поражает воображение и сильно влияет на
эмоциональную сферу. Но для того, чтобы эксперимент не приобрел
развлекательный характер, учащимся с самого начала должна быть ясна цель
проводимых опытов: доказательство истинности теоретического положения,
подтверждение или опровержение рабочей гипотезы, выявление новых фактов
и взаимосвязей и т.д..
Именно в проблемном обучении эвристическая, корректирующая,
обобщающая и исследовательские функции эксперимента реализуются
наиболее ярко. Эксперимент дает возможность не только устанавливать новые
факты, но также исправлять ошибки в знаниях учащихся, уточнять и
корректировать понимание ими отдельных вопросов курса химии, а так же
подводить их к выводам обобщающего характера.
При концентрическом построении изучаемого материала учащиеся
сначала получают упрощенные представления о некоторых химических
явлениях. Перенос же этих упрощенных представлений на другие более
сложные объекты приводит к ошибкам. Например, в практике обучения
хорошо известны ошибки учеников, связанные с неверным написанием
уравнений реакций взаимодействия металлов с разбавленной азотной
кислотой. Учащиеся ошибочно считают, что под действием металлов,
расположенных в ряду напряжений до водорода, из раствора азотной кислоты
может выделяться водород. Данная ошибка является результатом аналогии,
которую они устанавливают, опираясь на свой опыт изучения ряда химической
активности металлов в восьмом классе применительно к растворам
хлороводородной и серной кислот. Эти и некоторые другие «издержки»
использования концентрического принципа в обучении могут быть
преодолены с помощью применения проблемного подхода и , в частности,
эксперимента проблемного характера.
Принципиальное отличие проблемных опытов от обычных
лабораторных заключается в том, что деятельность учащихся не
регламентирована инструкцией , а имеет творческий характер. И при
наблюдении демонстрационных, и при выполнении лабораторных опытов
школьники учатся самостоятельно выдвигать гипотезы, составлять план
исследования, проводить обработку полученных результатов и
формулировать выводы.
В завоевании того богатства знаний, которым обладает человечество в
области химии, исключительную роль сыграл эксперимент. Изучение
химических процессов путем наблюдения в естественных природных условиях
не может дать достаточного результата. Еще Д.И. Менделеев в свое время учил:
« Знание выводов, без сведения о способах их достижения, легко может вести к
заблуждению в философской и даже в практической стороне наук». Химиянаука экспериментальная, поэтому только стоит отойти от этого правила и
начать изучать «слова», пусть даже совершенно правильные, вместо
конкретных явлений, как резко снижается качество знаний, порой не смотря на
внешнее их благополучие. Ведь химический эксперимент выступает и как
объект изучения и как средство обучения.
Школьный эксперимент одновременно дает представления о методах
самой науки и является одним из средств обучения её основам. Поэтому при
всей общности научного и учебного эксперимента в своей основе последний
имеет некоторые особенности, чего нельзя не учитывать при постановке
эксперимента в школе.
В учебном эксперименте, как и научном, вскрываются объективно
существующие отношения, связи между веществами и явлениями. Но в то
время как в научном эксперименте эти отношения выясняются чаще всего
впервые и результат опыта лишь предполагается, он неизвестен, в учебном
эксперименте результат опыта предопределен. Он известен прежде всего
учителю. Учащимся в одних случаях результат опыта так же может быть
известен, как, например, в лабораторной работе, иллюстрирующей
сообщенные учителем сведения, или на практических занятиях, проводимых в
заключение изученной темы. В других случаях результат может лишь
предполагаться, например, при распознавании веществ, тогда для учащихся
эксперимент играет роль как бы научного эксперимента.
Научный эксперимент не имеет строгих ограничений во времени.
Учебный эксперимент, как правило, должен длиться несколько минут, и во
всяком случае, он должен быть ограничен рамками урока и не должен
нарушать строгой логики развертывания этого содержания.
Учебный эксперимент более схематичен, технически более прост чем
эксперимент научный. Он должен быть освобожден от деталей, способных
отвлечь внимание от основной идеи опыта. Эксперимент, применяемы в
процессе обучения в школе, существенно отличается от научного и, на первый
взгляд, сблизить эти два направления исследовательской деятельности не
возможно, но есть выход - включение в учебный процесс элементов научного
исследования.
Своеобразие исследовательского эксперимента заключается в том, что,
получив от учителя познавательную задачу, учащиеся самостоятельно ее
разрешают. При этом они активно применяют свои знания и умения,
обдумывают, как поставить эксперимент, что бы достичь поставленной цели,
какие вещества взять, как сконструировать прибор, какие операции и в какой
последовательности провести.
Проблему соотношения демонстративного и
исследовательско-демонстративного эксперимента в курсе органической
химии подробно исследовал Л.А.Цветков, Он установил, что характер
использования эксперимента определяется прежде всего логикой
познавательного процесса и сущностью ведущей на уроке познавательной
задачи. Так, если цель урока -выяснение свойств вещества с определенным
видом связи, то нельзя будет ограничиться их перечислением и
подтверждением опытами. В данном случае необходимы: выдвижение гипотез,
проверка их опытами.
Решение учениками проблем с применением исследовательских методов
характеризуется как сложное учебное умение, которому нужно специально
обучать. При введение в учебный процесс элементов научного исследования
учащиеся применяют определенные методы — теоретический анализ,
выдвижение гипотез, экспериментальную проверку.
По технологии Р.Г. Ивановой и А.Г. Иодко сама исследовательская
деятельность определяется как совокупность действий поискового характера,
ведущих к открытию неизвестных учащимся фактов, теоретических знаний и
способов деятельности, осуществляемых в следующем порядке:
- ознакомление с содержанием задания и формулирование цели деятельности;
- прогнозирование направлений выполнения заданий и выбор методов
исследования;
- проведение исследования и оценка полученных результатов в соответствии с
поставленными целями.
Эффективных результатов по формированию исследовательских умений
можно добиться только при направленной систематической работе. Она
предполагает проблемное проведение уроков по изучению теоретических
вопросов и фактического материала, проведение большинства лабораторных
опытов и практических занятий исследовательским методом, использование
системы домашних заданий с элементами теоретического исследования.
Разнообразная экспериментальная работа учеников может включать
элементы проблемности и сложные экспериментальные задания, может
отличаться по объему и уровню проблемности в зависимости от характера
работы, степени подготовленности учащихся и др.. Но систематическое
использование проблемных экспериментов при разумном их сочетании с
традиционными экспериментальными работами бесспорно эффективное
средство обучения и развития учащихся.
Можно выделить некоторые публикации, содержащие интересные идеи
по обоснованию применения экспериментов в проблемном обучении химии.
Так, B.C. Полосин выделил два случая создания и разрешения проблемных
ситуаций:
1) на основе выполнения химического эксперимента, требующего
последующего теоретического объяснения (Эксперимент-ПроблемаТеория-Вывод);
2) на основе теории с последующим экспериментальным подтверждением
(Теория-Проблема-Эксперимент-Вывод);
В общем схема проблемного эксперимента выглядит так:
,где
Эпроб.- эксперимент,
создающий проблемную ситуацию;
П- проблема;
Г - гипотеза;
Т - теория, необходимая для разрешения проблемы;
Эиссл.- исследовательский эксперимент, подтверждающий гипотезу и
теорию;
В- вывод;
Эпров.- проверочный эксперимент, подтверждающий полученный вывод.
Таким образом, только исследовательский и проблемный эксперимент
может способствовать развитию мыслительных способностей учащихся,
повышению их творческого потенциала и отвечать требованиям современного
урока.
В методике обучения химии существует классификация
экспериментальных работ учащихся в зависимости от способа
применения теоретического материала. Она включает четыре группы
работ, предусматривающих:
- объяснение полученных опытным путем результатов, используя теоретические знания;
- теоретическое предсказание результатов исследования ( с последующей
опытной проверкой);
- нахождение способа экспериментального решения проблемы, используя
теоретические знания,
- отсутствие теоретического анализа.
Многие учителя в своей работе в той или иной мере применяют
творческие приемы обучения и творческие способы организации
познавательной деятельности учащихся. Но обучение может быть успешным
только тогда, когда творческой деятельности учителя сопутствует столь же
активная и творческая деятельность учащихся.
Поскольку творческая деятельность не имеет точно предписываемых
систем действий, то обучение творчеству - это в определенной степени
обучение способам постановки и решения проблем. Прежде всего, учителю
нужно найти в содержании материала учебные проблемы, включить
проблемный материал в структуру урока, организовать поисковую работу
учащихся, проконтролировать ход и результаты решения проблем.
О.С. Зайцев отмечал, что формировать творческие способности
учащихся в процессе преподавания химии можно только при условии
пересмотра методического подхода к химическому эксперименту, а достигнуть
этого можно в том случае, если эксперимент будет служить не иллюстрацией к
сказанному учителем, а будет началом проблемной ситуации. Условия для
развития творческих способностей учащихся создаются только, когда
проблемные ситуации образуют определенную систему и выстраиваются в
учебном процессе в оптимальной последовательности.
В качестве главного принципа, определяющего последовательность
проблемных ситуаций, A.M. Матюшкин предлагает применять принцип
последовательного обобщения. Согласно этому принципу, при
последовательном переходе от одной проблемной ситуации к другой,
содержащей новое неизвестное, происходит возрастание степени
обобщенности, усваиваемого учебного материала, то есть последовательное
продвижения к более глубоким закономерностям. Неизвестное в проблемной
ситуации всегда представляет некоторое обобщение - общую закономерность,
способ или условие выполнения действия. А главный механизм,
обеспечивающий возможность обнаружения нового ранее неизвестного
отношения, свойства, новую смысловую характеристику явления, составляет
образование новой связи через уже известные и четко установленные
первичные связи.
Подводя итоги вышеизложенному, можно утверждать, что
совершенствование химического эксперимента в современной школе должно
идти не в направлении увеличения количества иллюстративных опытов, а в
направлении усиления эффективности эксперимента, внедрения в обучение
проблемных и исследовательских опытов.
Творческий эксперимент или эксперимент, который будит творческую
мысль, всегда эффективнее эксперимента иллюстративного или
-репродуктивного: во-первых, учащиеся знакомятся с приемами и методами
творческой работы, которые могут быть использованы и в других сферах
деятельности; во-вторых, они более основательно и фундаментально изучают
содержание предмета; в-третьих, значительно расширяют свой научный
кругозор и, наконец, в-четвертых, приобретают опыт творческой работы, что
совершенно необходимо для любой профессиональной деятельности.
Учебно-воспитательный процесс начинается с урока, уроком он и заканчивается. Всё
остальное в школе играет хотя и важную, но вспомогательную роль, дополняя и развивая то,
что закладывается в ходе уроков. Каждый- новый урок - это ступенька в знаниях и
развитии ученика, новый вклад в формирование его умственной и моральной культуры.
Поэтому развитие творческих способностей учащихся должно начинаться уже на уроке.
Продумывая структуру каждого урока, определяя его триединую цель и задачи, я сразу
закладываю в основу развивающий аспект обучения. Современный урок - это прежде
всего урок, на котором учитель использует все возможности для развития личности
ребёнка, её активного умственного роста, глубокого и осмысленного усвоения знаний,
формирования её нравственных основ. Совершенно очевидно, что для осуществления всех
этих и многих других сложных задач не может быть раз и навсегда установленного типа
урока. Поэтому я считаю, что творческий потенциал учащихся можно реализовать и на
обычном комбинированном уроке, и на обобщающих занятиях, а также используя
нетрадиционные виды урока. Важно правильно определить место этой развивающей
задачи в общей схеме построения урока.
Развитие творческих способностей учащихся молшо осуществлять в разных направлениях и
различными способами. Мне, как учителю химии, представляется особенно интересным и
важным использование в данном случае исследовательской работы в природоохранном и
здоровьесберегающем направлениях. Я решила пересмотреть всю учебную программу по
курсу химии и определить, как можно включить в неё экологический компонент, ведь
именно он позволит организовать исследовательскую деятельность учащихся по данной
схеме.
Почти в каждой теме есть место урокам, содержащим химический эксперимент. Теперь я
ставлю перед собой задачу превратить данный эксперимент в проблемный.
Экологизация программы курса химии позволила существенно расширить рамки выбора
тематики лабораторных и практических работ. ' Определились следующие направления:
^Моделирование экологических «бедствий» и их последствий - искусственно в
лаборатории («кислотные дожди», «смог» и др.);
^Конструирование приборов для осуществления природоохранной и
здоровьесберегающей программ (моделирование приборов для очистки газов, сточных
вод и др.);
^Изучение способов утилизации химических отходов; ^Химический анализ образцов
почвы, воды атмосферного воздуха; ^Изучение состава лекарственных препаратов,
продуктов питания, табачного дыма и др.
Постановка каждого из таких экспериментов уже предполагает творческий подход. Но
главное, каждый эксперимент должен подчиняться целям урока.
В качестве примера я предлагаю конспект урока в 8 классе по теме: «Обобщение
знаний по теме « Основные классы неорганических соединений». Тип урока: практическая
работа.
При подготовке к этому уроку я старалась, чтобы к решению образовательных и
воспитательных задач учащиеся нашли творческий подход. Для этого каждое задание
включало в себя, кроме отрабатываемых умений по превращению веществ из одних в
другие, решение вопроса об утилизации образовавшихся отходов - продуктов реакций.
Каждый из учеников становится перед проблемой безотходного производства уже на
уровне школьной лаборатории. Он не потом, в далёком будущем будет отвечать за
сохранение своего здоровья и чистоту окружающей его природы, а сейчас - прямо на
уроке. Такая ответственность очень организует и активизирует познавательную
деятельность учащихся, они становятся особенно любознательными и стараются как
можно лучше и с большей пользой применить свои знания на практике.
Кроме развивающей функции такой урок может нести и большое воспитательное
значение, ведь это всего лишь кадр из большой, пёстрой киноленты, которая называется
-жизнь. Пока этот фильм снимают многие: учитель, семья, друзья, но настанет момент,
когда режиссёр будет один - сам ученик. Ему придётся решать: будут ли там зелёные леса и
голубые реки, белоснежные горы и снега или это будет самое страшное, черно - белое кино.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА
8 класс
Тема: « Обобщение знаний об основных классах неорганических соединений».
Цель: обобщить и закрепить знания учащихся по данной теме; закрепить умения
работать с лабораторным оборудованием и реактивами; познакомиться с методами
утилизации химических препаратов и приемами безотходных технологий;
продолжить развитие творческих способностей учащихся через постановку
химического эксперимента; воспитывать личность умеющую гармонично жить с
окружающей средой.
Оборудование и реактивы: лабораторная посуда: пробирки; химические стаканы;
держатель; спиртовки.
Реактивы: вода, Zn, CuO, СаО, СаСОзь растворы - НС1;
H2SO4; NaOH; MgCL2; CuCl2; KC1; CuS04; FeCl3; AgNO3.
Ход урока:
До начала урока учитель расставляет наборы реактивов с указанием номера варианта.
Дополнительно готовлю два вида распечаток по каждому варианту, равное числу учащихся,
его выполняющих. Первый содержит тексты, соответствующих заданий (1 - 10). Второй
представляет таблицу, которую нужно заполнить после окончания работы.
Таблица 1
Номер
задачи
Уравнение
химической
реакции
Признаки
протекания
реакции
Тип
реакции
Как
перерабатывать
доходы
Третья и четвертая графы служат для повторения и закрепления понятий. Последняя графа
для повторения и закрепления понятий. Последняя графа содержит напечатанную ранее
краткую информацию о способах переработки веществ. Под таблицей пишется текст:
«К общим принципам переработки отходов в промышленности относятся:
1. Нейтрализация кислот и щелочей.
2. Сохранение, накапливание и повторное восстановление соединений,
содержащих драгоценные металлы (серебро, золото, платину).
3. Перевод растворимых веществ в нерастворимые, которые гораздо более
безопасны, если только не находятся в пылевидном состоянии в воздухе.
4. Перевод соединений, обладающих токсическими( ядовитыми) свойствами, в
безвредные вещества.
5. Перевод нерастворимых, но устойчивых соединений в более устойчивые
формы.
6. Использование отходов одного производства в качестве исходных продуктов
для другого».
После каждого принципа в скобках указаны номера задачи (из двух предложенных), где
этот принцип встречается, или запись «в данном варианте отсутствует».
Каждая пара школьников получает первый вид распечаток, причем не с начала работы
(поскольку комментарии содержат в себе ответы), а после того, как по просьбе учителя
учащиеся наметят план выполнения работы по каждому варианту и учитель быстро
проверит его (спросит по одному представителю от групп, выполняющих I и II варианты).
После окончания работы распечатки сдаются учителю и сохраняются в кабинете до
следующего раза. Учащиеся же получают второй вид распечаток (таблицы) с просьбой
заполнить их дома.
На следующим уроке организуется анализ практической работы. Он заключается в том,
что учащиеся кратко варианту и, самое важное, о способе переработки веществ. На это
требуется около 15 мин.
Разбивать задания на пары можно и по-другому (см. табл. 2). Желательно только,
чтобы учащиеся знакомились с разными способами переработки.
Задача 1. Опытным путем доказать наличие следующих веществ в трех пробирках:
хлорида натрия, гидроксида натрия, соляной кислоты.
В каждую из пробирок с растворами веществ добавляют несколько капель лакмуса или
используют лакмусовую бумажку.
1. Хлорид натрия - фиолетовый цвет раствора (среда нейтральная).
2. Гидроксид натрия - синий цвет раствора (среда щелочная).
3. Соляная кислота - красный цвет раствора (среда кислая).
В целях защиты окружающей среды растворы, содержащие кислоты и щелочи,
нейтрализуют. В нашем случае достаточно слить вместе растворы кислоты и щелочи. В
результате проведения этой реакции образуется безвредная поваренная соль (хлорид
натрия) и нейтральное вещество (вода).
Задача 2. В двух пробирках находятся дистиллированная вода и хлорид калия.
Определить каждое из этих веществ.
Н2О + AgNО3 ; КС1 + AgNO3 = AgCl + KNO3
Соли, содержащие драгоценные металлы (золото, серебро, платина и др.), используют
повторное, а если это невозможно, то сохраняют в отдельной посуде и направляют на
переработку.
По первой реакции: содержимое пробирки сливают в пузырек с надписью "AgNo3
(разб.)". Дежурные разносят 3 пузырька (по одному на каждый ряд), в горлышко которых
вставлены небольшие воронки.
По второй реакции: продукты, получившиеся в результате опыта, сливают в склянку с
надписью «Слив солей серебра». На каждом ряду стоит по одной такой склянке.
Раствор соли и чистую воду можно различить и без нитрата серебра, сэкономив
ценный реактив. Достаточно на предметном стекле выпарить капли жидкостей.
Задача 3. Даны оксид кальция и оксид цинка. Определить каждое вещество.
СаО + Н2О = Са(ОН)2 + Q (После охлаждения закрыть пробкой!)
Испытать индикатором жидкости на веществами.
Са(ОН)2, гашеная известь - вещество, использующееся в строительстве и при
известковании почв, а также для улавливания кислых газов и нейтрализации кислот.
Один из принципов безотходности заключается в использовании отходов одного
производства в других процессах. В нашем случае Са(ОН)2 можно использовать для
выполнения задания № 6 (см. далее).
Нерастворимые вещества, в частности оксид цинка, безвредны, если они не находятся в
виде пыли в воздухе.
Задача 4. Осуществить превращение: Zn —» Zn(OH)2
Zn + 2НС1 = ZnCl2 + H2T
ZnCl2 + 2NaOH = Zn(OH)2| + 2NaCl
He брать избыток щелочи во избежание образования комплексных соединений.
Соблюдать последовательность сливания растворов: щелочь добавлять к хлориду цинка;
если раствор хлорида цинка вливать в щелочь, то образуется прочный тетраГидроксо (II)
цинкат - ион.
Цинк по окончании эксперимента дважды промыть водой и поместить в специальную
склянку. Затем высушить и использовать повторно.
Продуктами второй реакции являются нерастворимое основание и безвредная
поваренная соль.
Задача 5. Осуществить следующие превращение: СиО —> Си(ОН)2
СиО + H2SO4 = C11SO4 + Н2О
CuSO4 + 2NaOh = Cu(OH)2| + Na2SO4
Наиболее опасное вещество в первом случае - 10% - ная H2SO2, поэтому необходимо
приливать кислоту к оксиду меди при постоянном перемешивании до тех пор, пока не
останется немного СиО.
После проведения воторой реакции в реакционную смесь необходимо добавить
немного раствора хлорида кальция, использующегося в задаче 9.
Na2SO4 + СаС12 = 2NaCl + CaSO4
В результате последнего взаимодействия образуется малорастворимый сульфат
кальция и безвредная поваренная соль.
Задача 6. Осуществить следующие превращения: Са(ОН)2 —> СаСОз —> СаС12.
Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3| + Н2О
СаСОз + 2НС1 = СаС12 + СО2|+Н2О
Взять пробирку с реакционной смесью, полученной в задаче 3 - это Са(ОН)2.
Отфильтровать несколько капель этого раствора в пустую пробирку. Фильтрат
представляет собой свежеприготовленный раствор гидроксида калия, который можно
использовать для указанных превращения.
Для получения карбоната кальция необходимо пропустить выдыхаемый воздух через
этот раствор с помощью чистой стеклянной трубки. Через некоторое время выпадает
осадок СаСОз (помутнение).
Задача 7. Осуществить следующие превращения: FeC13 —> Fe2O3
FeCl3 + 3Na ОН = Fe(OH)3| + 3NaCl
Осадок отфильтровать.
Прокалить: 2Fe(OH)3 -> Fe2O3 + 3H2O
Эти превращения сами по себе представляют пример ликвидации растворимых
веществ (ионы которых могут быть токсичными). Сначала их переводят в нерастворимое
соединение, а затем полезно превратить их в более устойчивое (в нашем случае - это Fe2O3
- гематит, или красный железняк).
Задача 8. Осуществить превращение: MgCl2(KpncT.) —> Mg(OH)2
MgCl2 растворить в воде.
MgCl2 + 2NaOH = Mg (ОН)2| + 2 NaCl
В результате реакции образуются нерастворимое основание Mg(OH)2 и безвредная
поваренная соль.
Задача 9. Осуществить следующие превращения: CuSO4 —> СаС12 —■> Си(ОН)2
CuSO4 + СаС12 = CuCl2 + CaSO4|
В реакционную смесь добавить 1-2 капли раствора фенолфталеина. Затем прилить по
каплям раствор гидроксида натрия до появления устойчивого бледно-розового
окрашивания, указывающего на полное связывание растворимого СиС12
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2| + 2NaCl
Задача 10. Осуществить превращения:
СиСОз -> СиС12 -> Си(ОН)2 -> СиО.
СиСоз + 2НС1 = СиС12 + СО2Т + Н2О
СиС12 + 2NaOH = Си(ОН)2| + 2NaCl
Отфильтровать и прокалить:
Си(ОН)2 -> СиО +Н2О
Этот пример связывания вредных веществ(здесь - соли меди) в нерастворимые формы и
устойчивые соединения (СиО - минерал тенорит).
Принцип
переработки
отходов
1.
Нейтрализация
кислот и
щелочей
№ задания
1
2
3
4
•
+
2. Сохранение
драгоценных
металлов
5
6
8
9
10
+
+
3. Перевод
растворимых
веществ в
нерастворимые
+
+
+
4. Перевод
нерастворимых,
но неустойчивых
веществ в более
устойчивые
+
+
5. Перевод
токсичных
веществ в
менее
токсичные
6.
Использование
отходов одного
производства в
качестве сырья
другого
производства
7
+
+
-
+
+
+
Формирование и развитие творческих способностей учащихся необходимо
продолжать и во внеклассной работе. Каждый учитель заинтересован в том,
чтобы внеклассная работа расширяла и углубляла знания учащихся, развивала
их познавательную активность, давала ребятам возможность применять
знания на практике, помогала воспитывать в них любовь к предмету.
На мой взгляд, самое важное в подготовке и проведении внеклассной
работы - привлечь к участию и заинтересовать ею как можно больше
школьников. В процессе неформального общения возникает
взаимопонимание, расширяется круг друзей, а любая созидательная
деятельность способствует развитию у учеников позитивных качеств.
Внеклассную работу в своей деятельности могу представить в виде
следующей схемы.
Научно- исследовательский
эксперимент и деятельность
учащихся.
1. На занятиях
факультатива
"Химия и экология
10-Пкл."
2. На выездных
занятиях в полевых
условиях.
3. При проведениии
плановых
тематических
вечеров, КВН и т. д.
1. Программа факультатива "Химия и экология 10-11 кл." является авторской
и представлена в сборнике программно- методических материалов
"Экологическое образование в школах "- Владимир, 2001г. Она расчитана на
учеников старших классов, интересующихся в этом процессе. Программа
включает разделы:
- Химические элементы биосфере
- Вещества- загрязнители окружающей среды
- Экологическая химия атмосферы
- Экологическая химия литосферы
- Радиоактивность - как загрязняющий фактор
- Экология и энергетика
- Экологический мониторинг
Всего 70 ч., из которых 27ч. - это исследовательская работа учащихся через
экологический мониторинг (см. Приложение ).
Мной подобран ряд экспериментальных работ, который позволяет
способствовать развитию творчества ребят.
Это и моделирование приборов, иллюстрирующих различные виды очистных
сооружений; приборов по обнаружению и исследованию вредных для
организма веществ ( например табачного дыма, смол, эфиров). На занятиях
факультатива ребята овладевают методикой качественного и количественного
состава различных соединений. Например:
- Определение физико- химических колебаний жиров ( йодное
число, кислородное число, число омыления).
- Количественное определение углеводов.
- Храматография аминокислот на бумаге
- Количественное определение углеводов
- Качественное и количественное определение катионов металлов
и некоторых анионов в воде и многое другое (см. Приложение).
Часть таких перерастает в научно- исследовательские проекты, которые ребята
представляют на городской и областной экологической конференции. За
последние годы учащимися нашей школы были предложены работы по темам :
- "содержание веществ в сигаретном дыме, их влияние на организм активного и
пассивного курильщика, меры по снижению числа курящих в школе)".
- " Создание безотходных технологий в школьном химическом
кабинете на примере утилизации соединений серебра ".
- " Динамика качества родниковой воды во Фрунзенском районе г.
Владимира (по содержанию ионов Fe )"
- "Исследование почв Фрунзенского района на содержание азота,
фосфора и калия (закладывание экспериментальных площадок) и
др.
2. Выездные занятия в полевых условиях мы проводим на завершающем
этапе обучения в 9 классе, обычно к конце мая, когда погода позволяет
находиться целый день на природе.
Для его проведения формируем экспертную коллегию, куда входят учителя
химии, биологии, физики и географии. Учащиеся делятся на команды, каждой
из которой предлагается задача комплексного исследования местности и
природных ресурсов в районе проведения выездного занятия, планирования
перспективной хозяйственной деятельности и оценки ее экологических
последствий.
Для решения этой задачи в командах создаются исследовательские групы,
включающихся 2- 3 человека. Они решают конкретные, более специальные
задачи. В каждую команду входят следующие группы по направлениям
работы.
Группы специалистов
Содержание работы
Учебные дисциплины
Задания для исследовательских групп и
методические указания к ним.
1. Химический анализ минерала
(задание группе минералогов)
Задание. Определите химический состав природного ископаемого в районе
проведения занятия.
Оборудование: молоток, проволока для окрашивания пламени, спиртовка,
ступка, пестик, стакан лабораторный, палочка стеклянная, воронка, колба на
150 мл, фильтровальная бумага, проволочная петля, штатив, стакан для
промывания, пробирки, реактивы по списку походной лаборатории.
I. Методика химического анализа раствора на катионы
Катионы делятся на несколько аналитических групп. В каждую группу
входят катионы, имеющие одинаковую качественную
реакцию,
Вторая аналитическая группа катионов:
Са , Ва . Групповой реагент — серная кислота (разб.). При взаимодействии
с ней образуются осадки CaSO4, BaSO4. Они не растворяются при
приливании азотной кислоты. CaSO4 частично растворим в воде, но
становится нерастворимым при добавлении спирта.
Третья аналитическая группа катионов:
ог
04-
Al , Zn .Групповой реагент — щелочь (NaOH). При взаимодействии с ней
выпадают осадки А1(ОН)з и Zn(OH)2. Так как эти гидроксиды амфотерны, то
они растворяются в избытке щелочи.
Шестая аналитическая группа катионов:
Na+, K+, NН4. Эти катионы не имеют группового реагента, их распознают по
характерным реакциям.
Другие катионы: Fe3+,Cu2+
Схема анализа приведена в табл. 1
II. Методика химического анализа раствора на анионы
Анионы делятся на несколько аналитических групп. В каждую группу входят
анионы, имеющие одинаковую качественную реакцию. Первая аналитическая
группа анионов:
О
О
О
"X
SO4 " ,SO3 ",СО3 ",РО4 ".Групповой реагент — хлорид бария. При
взаимодействии с ним образуются осадки BaSO4, BaSO3, Ваз(РО4)2. Все они,
кроме BaSO4, растворяются при приливании азотной кислоты. Вторая
аналитическая группа анионов:
Cl", Br", I", S ". Групповой реагент — нитрат серебра. При взаимодействии с
ним образуются осадки AgCl (белый), AgBr (желтый), Agl (желтый), Ag2S
(черный). Все они не растворяются при приливанни азотной кислоты.
Третья аналитическая группа анионов:
N0" и МпО - (остаток марганцевой кислоты HMпО4).
Схема анализа приведена в табл. 2
Порядок действий
1. Исследуйте внешний вид образца минерала. Результаты (цвет,
однородность) занесите в карту анализа.
2. Отколите небольшой кусочек образца, закрепите его в проволоке, смочите
раствором соляной кислоты, внесите в пламя, исследуйте характер
окрашивания пламени. Результаты занесите в карту, сверьте их с
данными табл. 3, сделайте предварительный вывод о катионном составе
образца.
Таблица 3
Окрашивание пламени ионами некоторых металлов
Ионы металла
Na+
К+
Rb+
Cs+
Са2+
Sr2+
Ва2+
Cu2+
Pbz+
Окраска пламени
Желтый
Фиолетовый
Темно-красный
Небесно-голубой
Кирпично-красный
Карминово-красный
Желто-зеленый
Сине-зеленый
Бледно-голубой
3. Поместите в пробирку небольшой кусочек образца, осторожно прилейте
несколько капель концентрированной серной кислоты, наблюдайте за
выделением газа. Результаты занесите в карту, сверьте их с данными табл. 4,
сделайте предварительный вывод об анионном составе образца.
Таблица 4
Взаимодействие солей с серной кислотой (конц.)
Соли
Карбонаты
Сульфиты
Нитраты
Сульфиды
Хлориды
Бромиды
Иодиды
Явления, происходящие при действии Н2 SO4 (конц.)
Бесцветный газ без запаха (СО2)
Бесцветный газ с запахом горящей серы (SO2)
Бурый газ (NО2)
Сера или SO2
Дымящийся газ с резким запахом (НС1)
Пары бурого цвета (Вг2)
Пары фиолетового цвета (I2)
4. Разотрите в ступке часть образца. Разделите полученный порошок на 3
порции. Первую порцию порошка попытайтесь растворить в воде. Результат
запишите в карту. Если образец растворился, профильтруйте и проведите
анализ раствора на катионы и анионы по предложенной методике, кроме
анионов, найденных в п. 3.
5. Если образец не растворился в воде, попытайтесь растворить вторую
порцию порошка в растворе соляной кислоты. Результат запишите в карту.
Если образец растворился, профильтруйте и проведите анализ раствора на
катионы и анионы, кроме анионов, найденных в п. 3, и хлорид-ионов.
6. Если образец не растворился в соляной кислоте, растворите третью
порцию порошка в концентрированной азотной кислоте (осторожно!).
Разбавьте полученный раствор водой в 2 раза, профильтруйте и проведите
анализ раствора на катионы и анионы по предложенной методике, кроме
анионов, найденных в п. 3, и нитрат-ионов.
7. Сделайте вывод о химическом составе образца минерала. Напишите
уравнения проведенных реакций в ионной форме.
2. Характеристика почв
(задания группе почвоведов)
Оборудование: лопатка саперная, совок, стакан пластмассовый для отбора
проб, стакан лабораторный, палочка стеклянная, проволочная петля,
спиртовка, проволока для окрашивания пламени, штатив, стакан для
промывания, пробирки, набор реактивов по списку походной лаборатории,
атлас почв, таблицы химических удобрений.
Задание 1. Сделайте разрез почвы на глубину 1 м. Исследуйте разрез,
используя таблицы типовых профилей, начертите почвенный профиль,
определите тип почвы и ее сельскохозяйственную ценность.
Задание 2. Дайте послойную сравнительную характеристику фауны разреза,
объясните различия.
Задание 3. Выполните химический анализ пробы почвы и определите ее
химический состав.
Порядок действий
1. Возьмите пробу почвы с пахотных земель.
3
2. Растворите часть образца в стакане с водой при перемешивании.
3. Дайте раствору отстояться и слейте с осадка.
4. Профильтруйте раствор до получения прозрачного фильтрата,
5. Проведите анализ почвы на катионы и анионы по предложенной методике
и заполните карту анализа.
6. Сравните результаты анализа с таблицами химических удобрений и
сделайте вывод о типе применяемых удобрений.
Таблица 1
Действия
Наблюдения и выводы
I проба (обнаружение ионе >в Fe3+, Cu2+, Zn2+) — 4 — 5 мл Голубой цвет — есть
1 .Определите окраску раствора
2.Прилейте 2 — 3 капли подкисленного
раствора гексацианоферрата калия
K4[Fe(CN)6]
ионы Си Желто-бурый цвет — есть ионы Fe3+
Синий цвет — образовался Fe4[Fe(CN)6]3, есть
Fe3+
Красный цвет — образовался Cu2[Fe(CN)6], есть
II проба (обнаружение ионов ионы Сu2+ Белый цвет — образовался
K2Zn3[Fe(CN)6]2 есть ионы Zn Нет изменений —
1. Прилейте раствор H2SO4 (разб.)
нет ионов Fe3+, Cu2+, Zn2+ вВа2+,Са2+) —4 —5 мл
Белый осадок — есть нерастворимые сульфаты
2. Добавьте HN03 (разб.) (только если
Осадок исчез — это был не сульфат бария Осадок
выпал осадок!)
3. Если есть осадок, отфильтруйте его и остался — это сульфат бария Осадка не было —
нет ионов Ва2+
добавьте в фильтрат этиловый спирт.
Белый осадок (CaSO4) — есть ионы Са2+ Нет
Если осадка нет, добавьте спирт в
осадка — нет ионов Са2+
раствор, уже содержащий H2SO4 III
нов Al3+, Zn2+) — 4 — 5 мл
проба (обнаружение ис
Прилейте 2 — 3 капли раствора щелочи Белый осадок выпал, а затем исчез — есть ионы
3+
2+
(NaOH) Если появился осадок, добавьте Al ,Zn Осадок выпал, но затем исчез — это не
ионы Al3+,Zn2+ Осадка не было — нет ионов Al ,
избыток щелочи
Zn
IV проба (обнаружение ионов NH4
Прилейте раствор NaOH, нагрейте.
Проверьте выделение аммиака влажной
индикаторной бумажкой V проба
(обнаружение ионов'.
1 .Прилейте раствор NaOH, чтобы осадить
ионы других металлов 2.Если есть осадок,
отфильтруйте его Выполняется, если в
растворе обнаруг- 3+ гг 2+ /-I 2+
A
Бумажка посинела — есть ионы NH/ Нет
окрашивания — нет ионов NH4+
Na+, K+) — 5 — 6 мл
Окраска пламени желтая — есть ионы Na+
Окраска пламени фиолетовая — есть ионы К
i3+
жены ионы be , Zn , Си , А1 3.Прилейте
к фильтрату избыток раствор* H2SO4 для
осаждения ионов Ва2+ (если они есть)
4.Добавьте спирт для осаждения ионов
Са2+(если они есть) Выполняется, если в
растворе обнаружены ионы Ва2+ или Са
5 .Профильтруйте. В оставшемся растворе
могут быть тольк< ионы Na+ и К+ 6. Упарьте
раствор вдвое 7. Обмакните проволоку и
раствор и внесите ее в пламя спиртовки
Таблица 2
Действия
Обнаружение
(SO42\ S(V I проба иссле,
1. В пробирку налейте 4 — 5 мл ВаСЬ.
Добавьте пипеткой несколько капель
исследуемого раствора (во избежание
образования гидрофосфатов). Если
анионы первой группы есть, проведите
анализ I пробы дальше 2. Прилейте
раствор ШЧОз (разб.)
II проба (обнаружена Прилейте к пробе
раствора магнезиаль -
Наблюдения и выводы
анионов первой группы.
\ СОз2', РО4Ъ туемого раствора
Осадок есть — в растворе присутствуют анионы
первой группы. Осадка нет — в растворе нет
анионов первой группы. Осадок не исчез — это
сульфат бария. Осадок исчез — ионы SO42"
отсутствуют.
te ионов РО43") — 4 — 5 мл Белый осадок (Mg
NH4PO4) — есть ионы РО43".
ную смесь (MgCl2 + NH4OH + NH4CI) III
Нет осадка - нет ионов РО43" е ионов СОз2") —
проба (обнаружены
Налейте в пробирку пробу раствора и 4 мл
15 %-ного раствора НС1. Закройте et
пробкой с проволочной петлей с каплей
известковой воды (Са (ОН)2)
Обнаружение они (СГ,Вг, I проба
исследуемогс
1. Прилейте к пробе групповой реагент —
AgNO3
Если осадок есть: 2. Определите цвет
осадка 3. Добавьте в раствор HN03 (разб.)
Если анионы второй группы обнаружены,
продолжите анализ
II проба (обнаружение и
Прилейте к пробе раствора хлорную воду
(С12) и добавьте 5 — 7 капель четырех
-хлористого углерода (CCI4)
4 — 5 мл
Капля мутнеет (выделяется углекислый газ) —
есть ионы СОз2" Капля не мутнеет — нет ионов
СОз
оное второй группы
r,s2-)
> раствора — 4 — 5 мл
Осадка нет — нет анионов второй группы.
Осадок есть — есть анионы либо второй, либо
первой группы
Осадок черного цвета — это Ag2S Осадок
исчез — это были анионы первой группы.
Осадок не исчез — есть анионы второй группы
(СГ,Вг,Г)
онов С Г, Вг", Г) — 3 — 4 мл
Нет изменений окраски — нет ионов Вг", Г . есть
ионы СГ Окраска изменилась на желтую — есть
Обнаружение анис
ионы Вг": 2Вг"+С12= Вг2 (желтый)+ 2С1"
(NO3",]\ Проба исследуемого f
Окраска изменилась на бурую — есть ионы Г: 2Г
1. Определите цвет раствора
+ С12 = h (бурый) + 2С1"
2. Добавьте 5 — 6 капель H2SO4 (конц.) и
шов третьей группы 4пО4") >раствора — 6 —
кусочек меди. Определите изменение
7 капель
цвета на белом фоне.
Розовая или светло-малиновая окраска — есть
ионы М11О4" Есть слабое изменение цвета на
желто-бурый (выделяется газ NO2) - есть ионы
NO3" Нет изменения окраски — нет ионов NO3"
3. Определение жесткости воды
(задание группе гидрологов)
Задание. Измерьте жесткость родниковой воды в ммоль/л; сделайте вывод о
характере породообразующих минералов.
6
Оборудование: стакан для отбора проб воды, цилиндр измерительный, колба
на 250 мл, палочка стеклянная, пипетка измерительная, резиновая груша,
раствор метилового оранжевого 0,365 %-ный раствор соляной кислоты.
Описание метода. В данной работе определяется карбонатная жесткость воды,
обусловленная присутствием в ней ионов Mg2+ и Са2+ в виде гидрокарбонатов
Mg(HCO3)2 и Са(НСОз)2 • Метод основан на проведении реакции между
содержащимися в воде гидрокарбонатами кальция и магния и раствором
соляной кислоты: Са(НСО3)2 + 2НС1 = СаС12 + 2Н20 + 2СО2
Из уравнения реакции видно, что с 1 моль гидрокарбоната кальция
реагируют 2 моль хлороводорода. Зная число молей кислоты, участвующей в
реакции, можно определить, что в воде содержалось в 2 раза меньше молей
ионов кальция (магния).
Порядок действий
1. Отберите пробу родниковой воды в стакан (примерно 200 мл).
2.Отмерьте в измерительном цилиндре 100 мл пробы воды и перелейте в
колбу на 250 мл.
3. Добавьте 6 — 7 капель индикатора метилового оранжевого.
Проведите титрование:
4. Отберите в пипетку точно 10 мл 0,365 %-ного раствора соляной кислоты.
5. Добавьте из пипетки раствор соляной кислоты в колбу с водой при
постоянном перемешивании палочкой до изменения окраски индикатора с
желтой на оранжево-красную (изменение окраски показывает, что новые
порции кислоты уже избыточны).
6. Заметьте по пипетке объем израсходованного раствора НС1
7. Рассчитайте жесткость воды (Ж) по формуле:
Ж = V (НО) 100 / V(H2O) 2
(ммоль/л)
где V(HC1) — объем израсходованного раствора НС1 (мл), V(H2O) — объем
пробы воды (100 мл).
8. Повторите опыт еще 2 раза.
9. Оформите карту результатов, рассчитайте среднюю жесткость по
результатам трех опытов (среднее арифметическое).
10. Определите жесткость воды по табл. 5
Таблица 5
Содержание ионов Са2+, (Mg2+),
ммоль/л
<0,75
0,75 — 1,50
1,50 — 2,25
2,25 — 5,50
>5,50
Тип воды
Очень мягкая
Мягкая
Среднежесткая
Жесткая
Очень жесткая
11. Сделайте предположение, чем можно объяснить повышенное
(пониженное) значение жесткости воды в условиях данной местности. 4.
Характеристика природно-хозяйственного комплекса
(задания группе экологов)
Оборудование: планшет, компас, чертежные принадлежности.
Задание 1. Охарактеризуйте природный комплекс района проведения
занятия. (Описание почв возьмите у группы почвоведов.)
В данном районе предполагается разместить предприятие по переработке
местных природных ресурсов. Характеристика месторождения находится у
группы минералогов, описание предприятия — у группы инженеров,
описание рельефа местности — у группы физиков.
Задание 2. Работая совместно с группой инженеров, проведите съемку
местности и составьте схематический (внемасштабный) план местности,
разместив на нем предприятие и жилые корпуса производственного поселка
(решения обоснуйте).
Задание 3. Оцените, как повлияет планируемая хозяйственная деятельность
(строительство предприятия) на природный комплекс района. Подготовьте
выступление по своей работе.
5. Походное меню
(задание группе поваров)
Задание. Разработайте походное меню для своей команды, рассчитайте его
питательную и энергетическую ценность, приготовьте обед в полевых
условиях.
Оборудование: котелки (таганы) туристские, продукты в ассортименте,
справочные данные.
Расчет питательной и энергетической ценности продуктов
Расчет содержания элементов в продуктах и энергетической ценности
походного меню учащиеся проводят, используя справочные данные,
некоторые из них мы приводим.
Содержание элемента (мг) в 100 г продукта:
кальций (сыр — 1050, молоко сухое — 919, баранина 1-й кат. — 270,
петрушка — 245, шоколад — 187, грибы сушеные — 184, фасоль — 150,
горох — 89, крупа гречневая — 70, крупа овсяная — 64, яйца куриные — 55);
калий (какао-порошок — 2403, фасоль — 1100, молоко сухое — 1000,
горох — 731, картофель — 568, зеленый горошек — 360, редис — 357,
баранина 1-й кат. — 345, петрушка — 340, треска — 338, свекла — 288,
яблоки — 248, крупа гречневая — 167);
8
магний (крупа овсяная — 142, молоко сухое — 139, фасоль — 103, пшено —
101, крупа гречневая — 98, какао-порошок, — 90, горох — 88, петрушка,
щавель — 85, мука пшеничная — 73, яйца куриные — 54, зеленый горошек,
морковь — 38);
натрий (сыр — 1000, молоко сухое — 400, зеленый горошек — 360, рыба —
157, свекла— 86, яйца куриные — 71, репа — 58, помидоры — 40, картофель
— 28, морковь — 21, редис — 17, капуста, апельсины — 13);
железо (грибы сушеные — 35,0, фасоль — 12,4, какао-порошок — 11,7,
пшено — 10,0, крупа гречневая — 8,0, крупа овсяная — 7,9, яблоки — 2,2);
фосфор (молоко сухое — 790, какао-порошок — 771, грибы сушеные — 606,
сыр — 594, фасоль — 541, крупа овсяная — 361, крупа гречневая — 298,
шоколад — 235, пшено — 233, горох — 226, творог — 217, зеленый горошек
— 122, петрушка — 95, картофель — морковь — 55).
Энергетическая ценность продуктов (ккал/100 г продукта):
масло подсолнечное— 899, молоко сухое — 475, сыр — 400, сахар — 374,
какао-порошок — 373, крупа овсяная — 345, пшено — 344, макароны — 332,
мука пшеничная — 329, крупа гречневая — 326, рис, горох — 323, фасоль —
309, крахмал картофельный — 299, творог жирный — 226, грибы сушеные —
209, баранина 1-й кат. — 203, яйца куриные — 157, молоко конц.
— 135, картофель — 83, треска — 75, зеленый горошек — 72, свекла —
48, яблоки — 46, петрушка — 45, редис — 34, морковь — 33, лимон — 31,
репа, капуста, щавель — 28, помидоры — 19.
Порядок действий
1.Рассчитайте примерный состав меню на одного человека.
Например, вы готовите на команду суп и берете для этого 2 кг моркови, 3
кг картофеля, 300 г репчатого лука и 200 г петрушки. Допустим, что ваша
команда состоит из 30 человек. Тогда на одного человека каждого продукта
приходится в 30 раз меньше, и запись в меню может выглядеть так.
Суп «Туристский» (порция на 1 человека):
морковь — 66 г, картофель — 100 г, лук репчатый — 10 г, петрушка — 6,6г. И
т.д.
2. Рассчитайте питательную ценность одной порции (содержание ценных
элементов, г). Для расчета используйте справочные данные, в которых
приведено содержание элементов в 100 г продукта. При определении
содержания этих элементов в одной порции надо пересчитать массу,
рассчитанную в п. 1.
Например, для той же порции супа из справочных данных видно, что
морковь содержит натрий и фосфор, картофель — натрий и фосфор,
петрушка — кальций, калий, магний и фосфор. Тогда суммарное содержание,
например, натрия, будет: в моркови 66 г • (21 мг: 100 г) = 13,8 мг; в картофеле
100 г • (28 мг: 100 г) = 28 мг.
Итого натрия: 13,8 + 28 = 41,8 (мг). И
т.д.
3. Рассчитайте энергетическую ценность одной порции (в ккал), используя
справочные данные, аналогично п.2.
4. Подготовьте сообщение о роли каждого из указанных в расчете элементов
в организме, а также отчет по итогам работы.
5. Приготовьте обед для команды в полевых условиях на базе разработанного
меню (совместно с группой костровых).
Примечание. Задания 1 — 4 учащиеся выполняют заранее.
Комплект походной лаборатории
Оборудование
1. Стакан лабораторный на 50 мл
2. Стакан лабораторный на 150 мл
3. Колба коническая на 250 мл
4. Колба коническая на 150 мл
2
2
1
2
5. Цилиндр измерительный
2
6. Пипетка измерительная на 10 мл
1
7: Палочка стеклянная
4
8. Пробирки
20
9. Стакан пластмассовый для отбора проб 2
10. Стакан пластмассовый промывной 1
11. Ступка фарфоровая
1
12. Пестик фарфоровый
1
13. Воронка пластмассовая
1
14. Груша резиновая
1
15. Проволочная петля для обнаружения углекислого газа
16. Проволока для окрашивания пламени 2
17. Держатели пробирок
2
18. Спиртовка
1
19. Фильтровальная бумага
20. Термометр бытовой
1
Реактивы
1. Соляная кислота (0,365 %-ный раствор)
2. Соляная кислота (15 %-ный раствор)
3. Серная кислота (р = 1,84 г/см3)
4. Серная кислота (10 %-ный раствор)
5. Азотная кислота (65 %-ный раствор)
6. Азотная кислота (15 %-ный раствор)
10
2
7. Гидроксид натрия (10 %-ный раствор)
8. Гидроксид кальция (раствор)
9. Метиловый оранжевый (раствор)
10. Хлорид бария (раствор)
11. Нитрат серебра (раствор)
12. Магнезиальная смесь
13. Гексацианоферрат (П) калия (раствор)
14. Хлорная вода
15. Медь (стружки)
16. Спирт этиловый
17. Углерод четыреххлористый
11
1. Минералоги
Выполнить химический Химия,география
анализ природных
ископаемых района,
установить наличие
ценных неорганических
пород.
2. Почвоведы
Определить тип почв
География,химия,биология
исследуемого
района;выполнить
химический анализ
образца гумуса;
определить степень
антропогенного
воздействия на
природный состав
почв.
3. Гидрологи
Измерить колличествен
Химия, география
ную жесткость
ключевой воды в
исследуемом районе;
по полученным данным
сделать вывод о составе
местных
породообразующих
минералов.
4. Экологи
Составить
География, биология
характеристику
природного комплекса
исследуемого района;
разработать
экологические
критерии размещения в
нем предприятия по
переработке местных
ресурсов.
5. Повара
Разработать походное
меню, приготовить
обед для своей
команды в полевых
условиях; рассчитать
Биология,химия
минеральный состав и
энергетическую
ценность типовой
порции.
Работа всех групп взаимосвязана и строится в следующей
последовательности.
Минералоги берут для исследования образец минерала и проводят
качественный образец анализ. Гидрологи определяют количественно
жесткость воды из родника. По итогам своей работы обе группы заполняют
карты анализа и определяют химический состав основного природного
ископаемого данного района. Данные качественного анализа минерала могут
подтвердить о качестве воды.
Одновременно группа экологов составляет план местности и дает
характеристику природного комплекса района. Группа почвоведов определить
тип почв, исследует почвенную фауну и устанавливает степень воздействия
текущей хозяйственной деятельности человека на состав почв района. Для
этого они проделывают шурф на глубину 1м., определяют почвенный профиль,
выполняют химический анализ образца гумуса с пахотных и других земель на
присутствием полов.
По итогам исследовательской и проектной работы всех групп каждая
команда составляет паспорт природно- хозяйственного комплекса района, в
котором представляет результаты исследований, проектные предложения
перспективной хозяйственной деятельности и ее возможные негативные
последствия.
Экспертная коллегия оценивает работу каждой группы и определяет
команду победительницу.
3. Развитие творческих способностей учащихся при постатовке химического
эксперимента можно осуществлять при проведении теметических вечеров,
конкурсов, викторин и т. д. Каждой весной ( март- апрель) в нашей школе
проводится традиционная "неделя химии " в рамках которой в различных
параллелях проходят внеклассные мероприятия по химии. Предлагаю план
проведения этого мероприятия за прошедший ( 2003- 2004) учебный год.
День недели
Мероприятие
Класс
Пн.
"Занимательная химия "- вечер "
8кл.
Вт.
Химия и география " - викторина
" Путешествие по Периодической
системе" -КВН.
9кл.
Ср.
8-9кл.
Чт.
" Суд над Сигаретой Никотиновой "
10 кл.
спектакль
Пт.
"Большая стирка" (родительский
11 кл.
всеобуч. О химическом аспекте
хозяйственной грамотности человека
в быту ).
Сб.
Подведение итогов стенгазет и
кроссвордов по химии.
8-11кл.
При подготовке этих мероприятий необходимо владеть методикой постановки
химического эксперимента. Получив от учителя конкретную задачу учащиеся
активно применяют свои знения и умения, оьдумывают, как поставить эксперимент,
чтобы достичь поставленной цели, какие взять вещества, как сконструировать прибор,
какие операции и в какой последовательности провести. Предлагаю одну из методик
проведения такого эксперимента во время спектакля "Суд над Сигаретой
Никотиновой ".
(см. Приложение ).
Таким образом, внеклассная работа с учащимися по химии способствует не только
развитию творческих способностей учащихся, но и активизацию их познавательной
деятельности при постановке здоровьесберегающего и природоохранного
эксперимента.
Программа факультативного курса экологической химии.
Пояснительная записка
Развитие экологии оказывает все более существенное влияние на научное
познание и на образовательные системы. Экологическое образование ныне
предстает как непрерывный процесс обучения и воспитания, направленный на
формирование системы научных и практических знаний и умений, ценностных
ориентаций, поведения, деятельности, обеспечивающих ответственное
отношение к окружающей социальной и природной среде. Безграмотность широких
слоев населения позволяет манипулировать общественным сознанием подчас с
целью реализации продукции, формирования моды в сфере потребления и в
конечном счете навязывания определенной экономической политики. Особое
место занимает необразованность в области химии, которая при современном
уровне химизации промышленности и быта приводит к авариям и как следствие,
к хемофобии. Произошла дискредитация химии как науки.
Уровень знания большинства людей формируется в средней школе, и проблему
грамотности в вопросах химии и экологии в первую очередь должна решать школа.
Данная программа ориентирует учителя на развитие у школьников, получающих экологическое образование, знаний о системной организации действительности, о единстве живой и неживой природы, о включенности отдельного человека в глобальные биосферные процессы. Программа позволяет
взглянуть на экологические вопросы и проблемы сквозь призму химических
знаний. Во-первых, для глубокого понимания современной экологической
ситуации (всей планеты и в региональном масштабе) человеку совершенно
необходимо знать о химических основах или причинах этой ситуации. Во-вторых,
химия является неотъемлемой составной частью процесса развития цивилизации;
без современной химической науки и химического производства человек не
смог бы полноценно существовать на Земле. Поэтому рассматривать
экологические вопросы следует (наряду с традиционными социальным,
биологическим и географическим аспектами) с химических позиций. Только в
этом случае будет реализован принцип комплексности экологического
образования и воспитания.
X Кл. всего 35 ч.
Введение (2 ч)
Предмет экологической химии. Основные экологические проблемы современности. Вещества - адаптаторы к условиям окружающей среды. Хемомедиа-торы.
Эндометаболиты и экзометаболиты.
I. Химические элементы в биосфере (14 ч)
Элементы биогенные и второстепенные. Макро и микроэлементы. Содержание
химических элементов в биосфере и теле человека.
Биогенные элементы - связующее звено между живой и неживой компонентами
экосистемы. Процесс анаэробной сульфатредукции.
Биогеохимические циклы элементов. Резервный и обменный циклы. Явление
"забуференности" циклов.
Круговорот азота в биосфере. Явление азотфиксации и денитрофикации.
Круговорот кислорода в биосфере.
Явление биолюминесценции.
Круговорот фосфора в биосфере.
Круговорот углерода в биосфере. Взаимосвязь процессов фотосинтеза и
клеточного дыхания.
Второстепенные элементы в биосфере. Круговорот ртути.
Эколого-химический аспект происхождения и развития жизни на Земле.
Древние круговороты биогенных элементов.
Воздействие химического компонента абиотического фактора на живые
организмы. Явление биоиндикации.
Демонстрации: принципиальный прибор, подтверждающий теорию Опарина;
коллекции минералов и горных пород.
Лабораторные опыты: окисление уксусного альдегида; окисление спирта в
альдегид; гидролиз мыла.
II. Вещества-загрязнители окружающей среды.
Токсичность- Стандарт качества среды. ( 6 ч)
Пути миграции веществ-загрязнителей в биосфере. Хемосфера. Явление
биотрансформации.
Ксенобиотики.
Поллютанты.
Экотоксиканты,
суперэкоток-сиканты.
Токсичность. Экологические стандарты. Классификация элементов по
токсичности, организмы-накопители элементов. Экологическая безопасность
в быту, безотходные технологии.
Лабораторные работы:
- определение содержания нитратов в продукции растениеводства;
— определение содержания ацетилсалл. кислоты в парацетамоле;
- химический анализ синтетических моющих средств;
- химический анализ молока;
III. Экологическая химия атмосферы (15 ч)
Строение, состав и изменения атмосферы. Эмиссии газов в атмосферу.
Изменение климата. Парниковый эффект.
Химические реакции в атмосфере и ее защитные свойства. Явление ионизации.
Фотодиссоциация.
Озоновый профиль атмосферы. "Озоновые дыры".
Загрязнители тропосферы.
Оксиды серы. Кислотные дожди.
Оксиды азота. Фотохимический смог.
Оксид углерода (П). Экологические ловушки.
Твердые взвешенные частицы (Т. В. Ч.). Влияние различных видов антропогенных Т. В. Ч. на здоровье человека.
Химико-технологические приемы и методы утилизации и контроля
загрязнений воздуха твердыми взвешенными частицами.
Лабораторные опыты:
- определение содержания оксида углерода (IV) в воздухе;
~ определение состава табачного дыма;
Рекомендуемые экскурсии: контрольно-очистные сооружения на ТЭЦ.
XI Кл. всего 35 ч.
Экологическая химия гидросферы (16 ч)
Гидрологический цикл. Химический состав воды Мирового океана.
Чистая и загрязненная вода. Протиевая и дейтериевая вода. Аэробные и
анаэробные процессы в загрязненной воде. Критерии чистоты воды. Пятидневная
проба.
Эутрофикация водоемов.
Сточные воды и их обработка.
Металлы как загрязнители воды.
Тепловое загрязнение гидросферы.
Хлорорганические соединения. Фосфорорганические соединения. Поверхностно-активные вещества.
Нефть и продукты нефтепереработки. Основные пути превращения и
перемещения нефти в водоеме.
Лабораторные опыты:
- анализ воды из природных источников;
- определение кислорода в загрязненной и незагрязненной воде;
- определение и устранение жесткости воды.
Рекомендуемые экскурсии:
1. Водоочистные сооружения завода ВЭМЗ;
2. Лаборатория - контроль за составом воды (завод Автоприбор).
V. Экологическая химия литосферы (8 ч}
Запасы и потребление природных ресурсов. Пестициды. Комплексная
система защиты растений.
Химические источники пищи. Характеристики различных типов кормового
белка.
Лабораторные опыты:
1. Изучение состава образа почвы; засоленности почвы;
2. Качественное определение минеральных удобрений.
VI. Радиоактивность как загрязняющий фактор (3 ч)
Природа и источники радиации.
Основные типы повреждений, вызываемые радиацией.
Практические занятия: изучение устройства и работы приборов по
определению реакции.
VII. Экология и энергетика (5 ч)
Использование энергии атома. Термоядерный синтез.
Использование энергии Солнца. Полупроводниковые свойства кремния.
Производство биоэнергии. Биометаногенез. Производство этанола;
производство углеводородов с помощью микроорганизмов.
Водородная энергетика. Сверхпроводники.
VIII. Экологический мониторинг (З ч)
Биоиндикация.
Контроль загрязнений с помощью химических методов.
Требования к результатам усвоения учебного материала по
экологической химии.
Знать основные экологические проблемы и способы их решения; определения
основных эколого-химических понятий (вещества-загрязнители окружающей
среды, токсичность, стандарты качества среды; экологической химии атмосферы,
гидросферы и литосферы).
- элементы биогенные и второстепенные; макро- и микроэлементы;
содержание химических элементов в биосфере и теле человека; биогенные
элементы; блочную модель круговорота биогенных элементов в экосистеме;
- биогеохимические циклы элементов; круговороты основных химических
элементов в биосфере;
эколого-химический аспект происхождения и развития жизни на Земле;
воздействие химического компонента абиотического фактора на живые
организмы;
- химические реакции в атмосфере и ее защитные свойства; понятия
"озонный щит" и "озонная дыра", "парниковый эффект";
- гидрологический цикл; эутрофикацию водоемов; основные загрязнители
воды.
- влияние пестицидов, удобрений и регуляторов роста и развития растений;
химические источники пищи;
- природу и источники радиации; повреждения, вызываемые радиацией.
- знать способы использования энергии атома, солнца.
Учащиеся должны уметь:
- решать простейшие эколого-химические задачи;
- использовать количественные показатели при обсуждении экологических
вопросов;
- строить графики простейших эколого-химических зависимостей;
- применять знания эколого-химических правил при анализе различных
видов хозяйственной деятельности;
- использовать элементы системного подхода в объяснении сложных
природных явлений;
- определять уровень загрязнения воздуха, воды и содержание некоторых
соединений в пищевых продуктах; в почве.
- пользоваться приборами радиоактивной защиты
Литература:
1.. Будыко М.И. Глобальная экология, М, Наука, 1977 г.
2. Мельников Н.Н. Пестициды, М, Химия, 1987 г.
3. Монин А.С. , Шишков Ю.А. Глобальные экологические проблемы, М,
Знание, 1991 г.
4. Путилов А.В., Копреев А.А. «Охрана окружающей среды», М, Химия,
1991 г.
5. Лисичкин Г.В., Бетанели В.И. «Химики изобретают», М,
«Просвещение», 1990 г.
6. Журнал «Химия в школе» №1, №4, 1997 г.
7. Шустов СБ., Шустова А.В. «Химия и экология», Нижний Новгород,
1995 г.
Литература для учащихся:
1. Беспамятнов Г.П. «Предельно допустимые концентрации химических
веществ в окружающей среде», Л, Химия, 1995 г.
2. Иорданский А.Д. «Первый шаг в большую химию» М, «Просвещение»,
1992 г.
3. Вилламо X. «Косметическая химия» М, Мир, 1990 г,
4. Кукушкин Ю.Н. «Химия вокруг нас» , М, 1992 г.
5. Скурихин И.М., Нечаев А.П. «Все о пище с точки зрения химика», М,
1991 г.
Анализ почвы на содержание азота,
калия, фосфора.
1
Реактивы: серная кислота H2SO4 (конц.)-11О мл; нитрат серебра
AgNO 3 (крист.)-1,7 г; нитрат натрия NaNO 3 -150 г;
гексанитритокобальтат (III) натрия (кобальтинитрит натрия)
Na3 [Сo(NO2)6] (крист.)- 1,5 г; дифениламин (С6Н5) NH (крист.)-0,Зг;
молибдан аммония (NH4)2 МоО4 (крист.)- 10 г; соляная кислота НС1
(конц.)- 216 мл; хлорид калия КС1 (крист.)- 40 г; нитрат калия
KNO3 - 420 мг; дигидрофосфат кальция Са(Н2РО4)2 - 240 мг; набор
удобрений; вода- 3л.
Оборудование: цилиндр мерный на 100 мл - 3 шт., мерная колба на
100 мл - 13 шт., пробирки на 10 мл - 40 шт., химический стакан на
100 мл - 2 шт., колба на 200 или 250 мл - 4 шт., колба или стакан на
500 мл, воронка - 3 шт., фильтр бумажный или куски
фильтровальной бумаги - 3 шт., пипетка мерная на 5 мл - 9 шт.,
пипетка мерная или цилиндр на 10 мл, стакан или полиэтиленовые
пакеты для отбора проб почвы - 3 шт., спички - 3 коробка, чайная
ложка - 2 шт., пипетки медицинские - 3 шт., крупное сито (из
набора сит для биологического кабинета), набор биологических
пробирок-10 шт.
Инструкция по отбору почвы. В центре поля по квадрату на
расстоянии 10 м друг от друга совком отберите четыре пробы
почвы и поместите её на кусок полиэтилена в общую кучу.
Тщательно перемешайте почву, просейте через крупное сито и
хорошо просушите. Для сушки разложите её на полиэтилене или
газете тонким слоем в сухом темном месте. Перед анализом
разотрите в ступке пестиком примерно 100 г почвы (два спичечных
коробка).
Приготовление рабочих растворов.
Серная кислота: к 50 мл дистиллированной или кипяченой воды
небольшими порциями по 5 -7 мл добавьте 50 мл
концентрированной серной кислоты.
Соляная кислота: а) в мерную колбу на 1 л налейте 16 мл
концентрированной соляной кислоты и доведите объём раствора
водой до метки, получится 0,2 н. раствор; б) в мерную колбу на 1 л
налейте 8 мл концентрированной соляной кислоты и доведите
объём раствора водой до метки, получится 0,1 н. раствор.
Нитрат серебра: в мерную колбу на 100 мл насыпьте через
воронку 1,7 г кристаллического нитрата серебра и прилейте
10%-ный раствор нитрата натрия до половины объёма колбы,
растворите нитрат серебра, а затем добавляйте раствор нитрата
натрия, пока общий объём раствора в колбе не будет равен 100 мл.
Кобальтинитрит натрия: 1,5 г кобальтинитрита натрия
растворите в 5 мл 10%-ного раствора нитрата натрия.
Дифениламин: 0,3 г дифениланина растворите в 60 мл
приготовленного вами раствора серной кислоты и добавьте 12 мл
воды.
Молибденовый реактив: в 100 мл горячей (около 70 С) кипяченой
воды растворите 10 г молибдана аммония, профильтруйте через
бумажный фильтр в колбу или стакан на 500 мл, к фильтрату
добавьте 200 мл концентрированной соляной кислоты и 100 мл
воды, перед употреблением смешайте 1 объём реактива и 4 объёма
воды; раствор храните в темноте.
Примечание: в качестве этикеток для банок можно использовать
куски лейкопластыря, а надписи на них сделать шариковой ручкой.
Приготовление эталонных шкал.
По азоту. Раствор № 7:в литровую мерную колбу налейте 500 мл
воды, внесите туда же через воронку 20 г хлорида калия и 160 мг
нитрата калия, смойте водой соль со стенок воронки, встряхивайте
колбу до растворения солей, а затем доведите водой объём раствора
до 1 л.
Раствор № 2: в литровую мерную колбу налейте 400-500 мл воды,
растворите в ней 20 г хлорида калия и доведите объём раствора до
1л.
Раствор № 3: в колбу на 500 мл налейте 50 мл раствора № 1 и 210 мл
раствора № 2, тщательно перемешайте, затем 20 мл полученного
раствора отлейте в колбу на 250 мл и прилейте 50 мл раствора
дифениланина. Через 2 ч раствор становиться темно-синим.
Пронумеруйте 10 пробирок и заполните их по схеме:
№
1
пробирки
Объём
10
раствора
№3,мл
__
Объём
раствора
серной
кислоты,мл
2
3
4
5
6
7
8
9
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Шкала хранится в темноте в течение суток.
По фосфору. В химическом стакане или банке на 1л. приготовьте 1л.
0,2 н. раствора хлороводорода.
Пронумеруйте 12 пробирок. В каждую из них отмерьте по 5 мл.
растворов из мерных колб. Для каждого раствора используйте чистую
мерную пипетку. В каждую пробирку добавьте по 5 мл. раствора
молибденового реактива. Содержимое пробирок перемешайте
стеклянной палочкой. Если палочка одна, то перемешивание следует
начинать с самого разбавленного раствора.
По калию.В литровую мерную колбу насыпьте 260 мг. нитрата
натрия и доведите объём до 1 л. Раствор разлейте в 10
пронумерованных мерных цилиндров по схеме:
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
цилиндра
Объём
0,1
0,2 0,3 0,4 0,5 0,75 1,0 2,0 3,0 5,0
раствора,
мл.
В каждый из них долейте 10%-ный раствор нитрата натрия до
общего объёма 9 мл., затем по 1 мл. раствора нитрата серебра и по 5
капель раствора кобальтинитрита натрия с помощью медицинской
пипетки. Перемешайте содержимое цилиндров, начиная с самого
разбавленного раствора. Полученная шкала сохраняет свою краску в
течение 3-4 дней.
Инструкция по анализу почвы на содержание азота.
В стакан или банку на 100 мл. внесите 5 г. (1 чайную ложку) почвы,
прилейте 50 мл. 20%-ного раствора хлорида калия (раствор №2),
взболтайте и через 3-4 мин. отфильтруйте через бумажный фильтр в
стакан или биологическую пробирку. Перенесите мерной пипеткой 2
мл. фильтрата в обычную пробирку на 10 мл. и прилейте 5 мл.
раствора дифенилового реактива. Через 1-1,5 ч. жидкость изменит
свою окраску. Оставьте одного наблюдателя за результатами опыта, а
в это время соберите растения с признаками голодания для гербария.
Таблица 1
№ пробирки
Потребность в азоте
Концентрация NО3,
мг/кг почвы
Слабая
100
1
90
2
80
3
70
4
60
5
Средняя
6
50
7
40
8
30
Сильная
9
20
10
10
Когда жидкость изменит свою окраску, сравните цвет раствора в
пробирке с эталонной шкалой и по таблице 1 определите содержание
NО3-ионов и потребность почвы в азоте.
Инструкция по анализу почвы на содержание фосфора.
№ пробирки
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Содержание Р2О5,
мг/100 г. почвы
1,25
2,5
3,75
5,0
6,25
7,5
8,75
10,0
12,5
15
20
25
Таблица 2
Потребность в
фосфоре
Сильная
Средняя
Слабая
В колбу или стакан на 100 мл. поместите 5 г. (1 чайную ложку)
почвы, прилейте 25 мл. 0,2 н. раствора хлороводорода и перемешайте.
Дайте смеси отстояться в течение 15 мин. Затем раствор
профильтруйте через бумажный фильтр. Отберите пипеткой 5 мл.
фильтрата, перенесите его в химическую пробирку. Другой, чистой
пипеткой отмерьте 5мл. молибденового реактива и добавьте его в
пробирку. Слегка взболтайте содержимое пробирки. Полученную
окраску сравните с эталонной шкалой и по таблице 2 определите
содержание фосфора в почве.
Инструкция по анализу почвы на содержание калия.
В стакан на 100 мл. внесите 10 г. почвы (2 чайные ложки) и
прилейте 40 мл. 10%-ного раствора нитрата натрия, тщательно
перемешайте, через 1 ч. отфильтруйте.
Возьмите пипеткой 5 мл. фильтрата, поместите его в химическую
пробирку и прилейте мерной пипеткой 4 мл. 10%-ного раствора
нитрата натрия, влейте в пробирку 1 мл. раствора нитрата серебра и
добавьте медицинской пипеткой 5 капель раствора кобальтинитрита
натрия. Через 1 ч. раствор окрасится в жёлтый цвет.
№ пробирки
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Содержание К,
мг/кг почвы
2
4
8
10
15
20
40
60
100
Таблица 3
Потребность в калии
Сильная
Средняя
Слабая
Для определения содержания ионов К сравните цвет раствора в
пробирке с эталонной шкалой и определите потребность почвы в
калии по таблице 3.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ
В качестве газообразных соединений,
моделирующих вредные выбросы, были
выбраны оксид серы (IV), оксид азота (IV) и
сероводород. Эти газы являются причиной
кислотных дождей, представляющих большую
угрозу для здоровья людей, наносящие вред
растительному и животному миру. Кроме того,
кислотные дожди вызывают коррозию
металлов, железобетонных конструкций,
пластмасс и других материалов.
Для выполнения опытов собирают установку,
представленную на рисунке Она состоит из колбы
Вюрца / (на 100 мл), капельной воронки 2 (на
25-50 мл), стеклянной трубки 3 (диаметр 15-20
мм и длина 200-250 мм), поглотительных
склянок 4-6, соединительных резиновых трубок,
кранов или зажимов 7, 8. Для прокачивания
газов через систему используют вакуумный
насос. Адсорбент помещают в стеклянную
трубку.
Опыт 1 Получение и
адсорбция оксида
азота(IV)
В колбу Вюрца помещают 0,5 г медных стружек
или проволоки, из капельной воронки сразу
добавляют 3 мл концентрированной азотной
кислоты. Кран капельной воронки оставляют
открытым.
Включают
вакуумный
насос.
Выделяющийся в результате реакции оксид азота(IV)
пропускают через поглотительную склянку 5 с
водой, к которой добавлено несколько капель
универсального индикатора или метилоранжа, и
через склянку 6 с 10-20%-ным раствором
гидроксида натрия (она необходима для
предотвращения попадания вредных газов в
окружающее пространство). При этом кран 7 открыт,
а кран 8 закрыт. Скорость прохождения газа (1-2
пузырька в секунду) через слой жидкости в
поглотительных склянках регулируют вакуумным
насосом. Через несколько секунд окраска
индикатора в поглотительной склянке 5 изменяется.
Затем газ начинают пропускать через слой
адсорбента. Для этого закрывают кран 7 и
открывают кран 8. Через несколько минут
отмечают, изменяется ли окраска индикатора в
поглотительной склянке 4.
Аналогичные опыты можно проводить с
другими адсорбентами..Эффективность
разных адсорбентов
оценивают, фиксируя время, в течение которого
окраска индикатора в поглотительной склянке 4
не изменяется.
Опыт 2 Получение и адсорбция оксида
серы(IV)
В колбу Вюрца помещают 1 г кристаллогидрата сульфита натрия Na25Оз 7Н2О и сразу
приливают из капельной воронки 5мл
концентрированной серной кислоты. Кран
капельной воронки оставляют открытым.
Включают вакуумный насос и выделяющийся в
результате реакции оксид серы(IV) пропускают
по установке, аналогично опыту 1. Наряду с
индикаторами, указанными в опыте 1, можно
Применять подкисленные разбавленные растворы
перманганата или дихромата калия, окраска которых будет изменяться в результате окислительно-восстановительной реакции с оксидом
серы(IV).
Небольшое изменение методики опыта 2 дает
возможность моделировать известковый и
магнезитовый методы очистки промышленных
выбросов от оксида серы(IV). Для этого в
установку вместо стеклянной трубки с
адсорбентом включают поглотительные
склянки с суспензией оксида кальция или
суспензией оксида магния. Это позволяет
сравнивать эффективность разных методов
улавливания вредных газовых выбросов.
Опыт 3 Получение и адсорбция сероводорода
В колбу Вюрца помещают 1 г сульфида
железа(II). и сразу добавляют из капельной воронки
5 мл концентрированной серной кислоты (можно
использовать
разбавленные
серную
и
хлороводородную кислоты). В дальнейшем
выполняют операции, описанные в опыте 1.
Выполнение предложенных экспериментов на уроках химии или занятиях школьного
химического кружка и сопровождение их
сведениями о местных производствах, влиянии
их на окружающую среду, а также о
применяемых способах ее защиты расширяет
знания учащихся о роли - химии и химической
технологии в решении экологических проблем.
Опыты дают также наглядное представление о
практическом применении адсорбции для
защиты воздушного бассейна от химических
загрязнений.
Исследование состава и свойств табачного дыма.
Опыт по исследованию состава и свойств табачного дыма может быть
поставлен как на уроках при изучении химических свойств кислорода,
некоторых органических веществ, процессов горения и окисления, так и на
кружковых занятиях, при проведении внеклассных мероприятий,
межпредметных уроков.
Установка состоит из газометра, верхний тубулус которого соединен с
хлоркальциевой трубкой со вставленной в нее сигаретой (см. рисунок). В
процессе «курения» газометр играет роль аспиратора. Моделью легких
курильщика служит хлоркальциевая трубка с находящимся в ней рыхлым
комочком ваты.
Схема установки для проведения опыта «Курильщик».
Подготовка прибора к работе. Газометр полностью заполняют
дистиллированной водой. Для этого герметично закрывают отверстие нижнего
тубулуса пробкой с газоотводной трубкой, снабженной краном (или зажимом), и
наливают в бутыль воду до уровня верхнего тубулуса. После этого его также
герметично закрывают. Доливают воду до образования в горлышке бутылки
выпуклого мениска. Вставляют узкую часть воронки, снова доливают воду до
выпуклого мениска. Открыв кран широкой части воронки, вставляют ее в узкую
часть и перекрывают кран. Проверяют герметичность газометра, открыв кран
нижнего тубулуса при закрытых кранах верхнего тубулуса и воронки.
В хлоркальциевую трубку помещают комочек ваты. В широкую часть
хлоркальциевой трубки вставляют пробку с газоотводной трубкой. Узкую часть
трубки через резиновый шланг соединяют с фильтром сигареты. Подсоединяют
хлоркальциевую трубку к верхнему тубулусу газометра с помощью резинового
шланга. Трубку укрепляют в лапке штатива, а газоотводную трубку нижнего
тубулуса газометра опускают в сосуд для сбора воды.
Проведение опыта и обсуждение результатов. Открыв кран (зажим)
верхнего тубулуса, фиксируют герметичность газометра. Открывают зажим
(кран) нижнего тубулуса и одновременно поджигают сигарету. Газометр
подсасывает воздух, проходящий через сигарету. Из нижнего тубулуса вытекает
вода, а газометр заполняется дымом. Поступление дыма в газометр регулируют
краном верхнего тубулуса. После «выкуривания» сигареты сначала
перекрывают зажим верхнего тубулуса, затем нижнего. Отсоединяют
хлоркальциевую трубку.
Пинцетом извлекают вату. Рассматривают ее цвет, исследуют запах.
Даже при выкуривании одной сигареты с фильтром комочек ваты
приобретает интенсивное желто-коричневое окрашивание и крайне неприятный
запах. Резонно задаться вопросом: а что происходит с альвеолами легких
человека, если в сутки он выкуривает не одну, а несколько сигарет?
Смолистые вещества обволакивают стенки легочных пузырьков, затрудняя
газообмен. Кроме того, в твердой фазе табачного дыма содержаться
чрезвычайно токсичные и канцерогенные для человека вещества: никотин,
анилин, фенол, о-толуидин, 2-нафтиламин, бенз-α-антрацен и другие.
Поместив вату с собравшимися на ней веществами в пробирку с
бледно-розовым раствором перманганата калия КМnО 4 , наблюдают его
обесцвечивание. Это свидетельствует о том, что вещества твердой фазы
подвергаются окислению. Продукты окисления в организме человека могут
также представлять опасность.
Дым, собранный в газометр, пропускают через бледно-розовый раствор
перманганата калия в другой пробирке. Для этого предварительно наращивают
газоотводную трубку верхнего тубулуса газометра стеклянной трубочкой.
Открыв зажим верхнего тубулуса газометра, краном воронки регулируют
«пробулькивание» дыма через раствор окислителя. Окраска раствора меняется
на желтую. Среди непредельных соединений, содержащихся в газовой фазе
табачного дыма и способных вызывать изменение окраски реактива, могут быть
акролеин и винилхлорид.
В табачном даме содержатся также оксид углерода(II), муравьиный и
уксусный альдегиды, муравьиная кислота, ацетон, оксиды азота и другие
ядовитые для человека вещества. При желании можно провести качественные
реакции и на эти вещества, однако дыма одной сигареты будет недостаточно,
так как концентрации известных школьникам соединений (альдегиды, аммиак,
муравьиная кислота) малы. Несмотря на это, важно осознавать тот факт, что
«пассивное» курение тоже наносит огромный вред здоровью человека.
Лабораторная работа
ПОЛУКОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРОВ
БЕНЗИНА В ВОЗДУХЕ С ПОМОЩЬЮ ТЕСТ-ТРУБОК
Цель работы. Изготовление индикаторных трубок и использование их для анализа воздуха.
Сущность работы. При протягивании воздуха, содержащего пары бензина, через
индикаторную трубку триоксид хрома (красный), нанесенный на силикагель восстанавливается
до оксида хрома (III) зеленого цвета. По изменению цвета индикаторного порошка и количеству
отобранного для анализа воздуха судят о концентрации паров бензина. Чувствительность метода
0,02 мг бензина при отборе 180 мл воздуха.
Реактивы и оборудование.
1. Серная кислота, конц.
2. Раствор триоксида хрома. В стеклянный сосуд наливают 20 мл серной кислоты и к ней
добавляют 0,6 г триоксида хрома. Сосуд закрывают стеклянной притертой пробкой и энергично
взбалтывают.
3. Индикаторный порошок. Силикагель фракции 0,075 - 0,15 мм помещают в стакан и кипятят с
6 М раствором соляной кислоты. Кислоту сливают и силикагель, тщательно промывают
дистиллированной водой до отрицательной реакции па хлорид-ионы. Сушат при 100 °С и
прокаливают
1 ч при 600 °С. К 4,7 г подогретого до 36 - 38 °С силикагеля прибавляют
2 мл раствора триоксида хрома при непрерывном размешивании. Индикаторный порошок
хранят в герметично закупоренной склянке.
4. Индикаторные трубки. В стеклянные трубки длиной 80 - 100 мм, диаметром 2 - 3 мм
помещают небольшой тампон из стекловаты толщиной 2-3 мм. Затем насылают слой
индикаторного порошка 3 - 4 мм и вводят второй тампон из стекловаты.
5. Шприц вместимостью 100-200 мл.
Выполнение определения . Через индикаторную трубку шприцем медленно протягивают
воздух до появления на индикаторном порошке слоя (2-3 мм) с изменившейся окраской,
отмечают объем продушенного воздуха. Предельно-допустимая концентрация паров бензина в
воздухе составляет 0,3 мг/л в пересчете на углерод.
СХЕМА ПРИБОРА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ
ОПЫТОВ ПО ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД
Практика показывает, что в сточных водах может содержаться широкий
спектр химических соединений, в том числе токсичных, представляющих
большую опасность для живых организмов водоемов.
В качестве модельных соединений мы выбрали фенол, органические
красители, соединения аммония и роданиды. Эти вещества содержатся в
сточных водах предприятий не только химической промышленности, но и
текстильной, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной и др.
Использованные адсорбенты представляют собой пористые материалы,
являющиеся местными природными сырьевыми ресурсами (торф, сапропель)
и отходами местных промышленных предприятий (лигнин, керамзитовая
крошка). С целью сравнения применяли адсорбенты, выпускаемые
промышленностью: кокс, активированный уголь, катионит марки КУ-2-8 и
анионит марки АВ-17-8.
Для проведения опытов собирают простой прибор. Он состоит из
поглотительной колонки с адсорбентом, объем которого около 40 см3 и
колбы-приемника. В качестве поглотительной колонки можно использовать
бюретку на 50 мл или стеклянную трубку с оттянутым концом.
Модельный раствор пропускают через слой адсорбента. После очистки
сточные воды собирают в колбу-приемник. С целью сравнения качества
очистки рекомендуем установить несколько одинаковых приборов с
различными адсорбентами и одновременно пропускать через них один и тот
же раствор. Наличие примесей в исходных сточных водах и прошедших
очистку определяют визуально по окраске или с помощью качественных
реакций. Присутствие органических красителей определяют по окраске,
которую они придают раствору. В нашей работе мы использовали хромовый
зеленый и дисперсный сине-зеленый, применяющийся в промышленности для
окрашивания синтетических волокон, соответственно, в зеленый и
сине-зеленый цвет.
При прохождении через пористый материал краситель адсорбируется, а
раствор обесцвечивается. После насыщения адсорбента красителем в
колбу-приемник начинает попадать окрашенный раствор. Эффективность
действия того или иного адсорбента оценивается по объему бесцветного
раствора, собранного в колбе-приемнике. В качестве модельных красителей
можно использовать соединения, небольшие добавки которых придают
раствору интенсивную окраску, например, чернила.
Наиболее эффективным адсорбентом для очистки воды от красителя
хромового зеленого оказался лигнин, а от дисперсного сине-зеленого
-сапропель.
Для изучения эффективности очистки воды от фенола готовят водный
раствор (Зг фенола на 1л воды). В колбу-приемник вводят 2-3 капли
насыщенного раствора хлорида железа (III), образующего с фенолом
сине-фиолетовое окрашивание. Сравнение эффективности действия
адсорбентов проводят по объему растворов, собранных в колбах-приемниках
до появления окраски. Наилучшие результаты оказались при использовании
активированного угля.
Для моделирования сточных вод, содержащих ионы аммония, готовят
раствор хлорида аммония (ω=5%). В каждую колбу-приемник вносят несколько
капель реактива Несслера, который образует с ионами аммония красно-бурый
осадок оксодимеркураммония:
Hg
/
\
NH4 С1 + 2К2 [Hgl4] + 4КОН = [О
NH2] U + 7KI + КС1 = ЗН2О
\ /
Hg
Наиболее эффективными адсорбентами для очистки воды от ионов
аммония оказались торф и катионит КУ-2-8.
Сточные воды, содержащие роданид-анионы, моделируют с помощью
раствора роданида калия(ω=-4%). В колбы-приемники вносят по 2-3 капли
насыщенного раствора хлорида железа((III), образующего с роданид-анионами
комплексное соединение кроваво-красного цвета:
FeCl3 + 6KNCS <=> K3[Fe(NCS)6] + 3KCl
Самыми эффективными адсорбентами в этом случае оказались анионит
АВ-17-8 и активированный уголь.
Представленные опыты не требуют сложного оборудования и дефицитных
реактивов, отличаются простотой выполнения, легко воспроизводятся. Их
можно использовать как на уроках химии, так и на занятиях школьного
химического кружка.
Модельными веществами могут служить и другие соединения,
присутствующие в сточных водах местных производств, а адсорбентами доступные пористые материалы.
Использование в опытах местных природных материалов и промышленных
отходов расширяет знания учащихся о природе и экономике родного края,
помогает формированию понятия о ресурсосбережении.
Анализ воды из
природных источников
Опыт 1.
Обнаружение катионов калия
Реагент: гексанитрокобальтат((III) натрия (40 г Na3[Co(NO2)6] растворить в 100 мл Н2О
Условия проведения реакции
1. рН = 4—5 (по введением уксусной кислоты).
2. Температура комнатная.
3. Осадок растворим в кислотах.
Выполнение анализа
В пробирку помещают 10 мл пробы (рН = 4—6). Прибавляют 5 мл реагента. Через 2— 3 мин.
проводят визуальное наблюдение. Если выпадает желтый осадок, то концентрация ионов
калия более 0,1 мг:
2К++ Na++ [Co (NO2)6]3- = K2 Na [Co (NO2)6] ↓
желтый
Если при встряхивании пробирки заметно помутнеет раствор, то концентрация ионов калия
больше 0,01 мг.
Опыт 2.
Обнаружение катионов свинца
Реагент: хромат калия (10г К2CrO4 растворить в 90 мл Н2О)
Условия проведения реакции
1.рН = 7,0.
2. Температура комнатная.
3. Осадок нерастворим в воде, уксусной кислоте и аммиаке.
Выполнение анализа
В пробирку помещают 10 мл пробы воды, прибавляют 1 мл раствора реагента. Если
выпадает желтый осадок, то содержание катионов свинца более 100 мг/л:
РЬ2++СгО2- 4 = PbCrO4↓
желтый
Если наблюдают помутнение раствора, то концентрация катионов свинца более 20 мл/л, а
при опалесценции 0,1 мг/л.
Опыт 3.
Обнаружение катионов кальция
Реагенты: оксалат аммония (35г (NH4)2C2O4 растворить в воде и довести до 1 л); уксусная
кислота (120 мл ледяной СН3СООН довести дистиллированной водой до 1 л).
Условия проведения реакции
1.рН<7,0.
2. Температура комнатная.
3. Осадок нерастворим в воде, уксус ной кислоте и солях аммония.
Выполнение анализа
К 10 мл-пробы воды прибавляют 3 мл уксусной кислоты затем вводят 8 мл реагента.
Если выпадает белый осадок, то концентрация ионов кальция 100 мг/л:
Са2+ С2О2-4=СаС2О4↓
белый
Если раствор мутный - концентрация ионов кальция более 1 мг/л, при опалесценции более 0,01 мг/л.
Опы 4.
Обнаружение катионов железа
Реагенты: тиоцианат аммония (20 г NH4 CNS растворить в дистиллированной воде и
довести до 100 мл); азотная кислота (конц.); перекись водорода (ω(%)=5 %).
Условия проведения реакции
l.pH< с 3,0.
2. Температура комнатная.
3. Действием пероксида водорода ионы Fe(II) окисляют до Fe(III).
Выполнение анализа
К 10 мл пробы воды прибавляют 1 каплю азотной кислоты, затем 2 - 3 капли пероксида
водорода и вводят 0,5 мл тиацианата аммония.
При концентрации ионов железа более 2,0 мг/л появляется розовое окрашивание, при
концентрации более 10 мг/л окрашивание становится красным:
Fe3+ +3CNS- =Fe(CNS)3
красный
Опыт 5.
Обнаружение хлорид-ионов
Реагенты: нитрат серебра (5 г AgNCО3) растворить в 95 мл воды); азотная кислота (1: 4).
Условия проведения реакции
1.рН<7,0.
2. Температура комнатная.
Выполнение анализа
К 10 мл пробы воды прибавляют 3 - 4 капли азотной кислоты и приливают 0,5 мл раствора
нитрата серебра.
Белый осадок выпадает при концентрации хлорид-ионов более 100 мг/л:
Cl- + Ag+ = AgCl↓
белый
Помутнение раствора наблюдается, если концентрация хлорид-ионов более 10 мг/л,
опалесценция - более 1 мг/л.
При добавлении избытка аммиака раствор становится прозрачным.
Опыт 6
Обнаружение сульфат полов
Реагент: хлорид бария (10 г ВаС1г х 2Н растворить в 90 г НгО); соляная кислота (16 мл I1CI
(р - 1,19) растворить в воде и довести объем до 100 мл).
Условия проведения реакции
1. рН < 7,0.
2. Температура комнатная.
3. Осадок нерастворим в азотной и соляной кислотах.
Выполнение анализа
К 10 мл пробы воды прибавляют 2 - 3 капли соляной кислоты и приливают 0,5 мл
раствора хлорида бария.
При концентрации сульфат-ионов более 10 мг/л выпадает осадок:
SO42"+Ba2+ = BaSO4|
белый
Если наблюдается опалесценция, то концентрация сульфат-ионов более 1 мг/л.
Опыт 7.
Обнаружение нитрат ионов
Реагент: дифениламин (1 г (С6Н5)2 NH растворить в 100 мл H2SO4 (p = 1,84)).
Условия проведения реакции
1. рН < 7,0.
2. Температура комнатная.
Выполнение анализа
К 1 мл пробы воды по каплям вводят реагент. Бледно - голубое окрашивание наблюдается
при концентрации нитрат - ионов более 0,001 мг/л, голубое — более 1мг/л, синее - более
100 мг/л.
Опыт 8.
Обнаружение фосфат ионов
Реагент: молибдат аммония (25 г (NH4) 2MoCр4астворить в дистиллированной Н2О и
профильтровать, объем довести дистиллированной водой до 1 л); азотная кислота (1 : 2);
хлорид олова (56,4 г SnCl 2* 2Н2О растворить в 25 мл HCI (р = 1,19) и довести
дистиллированной водой до 100 мл, поместить в пего кусочки оловянной фольги и хранить
в плотно закрытой склянке).
Условия проведения реакции
1.рН<7.
2. Температура комнатная.
3. Наличие восстановителя.
Выполнение анализа
К 10 мл подкисленной пробы воды прибавляют 2,0 мл молибдата аммония и по каплям (6
капель} вводят раствор хлорида олова. Окраска раствора синяя при концентрации
фосфат-ионоз более 10 мг/л, голубая - более 1 мг/л? бледно-голубая - более 0,01
МГ/J-.Примечание. Для более точного определения концентрации любого из ионов готовят
серию стандартных растворов. Например, определив концентрацию ионов РЬ2+ по
предложенной методике (более 20 ми/л), готовят растворы с концентрацией ионов свинца 10, 15, 18,20. 25 мг/л. вводят реагент в каждый из растворов и в анализируемый раствор.
Визуально определяют концентрацию анализируемого раствора в сравнении с эталонами. В
конце работы учащиеся сравнивают полученные результаты с ПДК, при веденными в
таблице (см. также: Справочник предельно допустимых концентраций вредных веществ в
пищевых продуктах и среде обитания. М.: Высшая школа, 1993).
Наименование вещества
ПДК, мг\л
К2+
300
2+
Pb
0.03
Са2+
180
Fe3+
0.5
Сl¯
300
SO2¯
400
NO¯3
45.0
РО 4
45.0
3
Полуколичественное определение ионов Fe 3+ в природных водах.
Отбор проб природных вод. Пробы отбирают в полиэтиленовые или
стеклянные бутыли, промытые раствором НС1 (1:1). Для предотвращения
гидролиза солей железа при хранении на 1 л пробы прибавляют 25 мл
концентрированной азотной кислоты. Анализ вод желательно проводить в
течение суток после отбора проб.
Оборудование и реактивы: химические стаканы (на 50 -100 мл);
фильтровальная бумага (полоски размером 1x5 см); стандартные растворы
железа (III), 20%-ный раствор роданида аммония (калия), пробы природной
воды.
Приготовление стандартных растворов. Для приготовления исходного
раствора берут навеску нитрата железа (III) Fe(NO3)3 x 9Н2О массой 0,18035 г,
помещают в мерную колбу на 250 мл (в случае отсутствия мерной колбы можно
использовать цилиндр объемом 250 мл), растворяют вещество в небольшом
количестве дистиллированной воды. Добавляют 5 мл концентрированной
азотной кислоты для предотвращения гидролиза ионов Fe3+, затем раствор
доводят водой до метки. Получают раствор 1 концентрацией ионов Fe3+ 100 мг/л.
Затем пипеткой берут 25 мл раствора 1, помещают в мерную колбу на 250 мл
(или цилиндр), доводят дистиллированной водой объем раствора до метки
(десятикратное разбавление). Приготовленный раствор 2 содержит 10 мг/л ионов
Fe3+. Десятикратным разбавлением раствора 2 готовят раствор 3, содержащий 1
мг/л ионов Fe3+. Двукратным разбавлением раствора 3 получают раствор 4,
содержащий 0,5 мг/л. Раствор 5 концентрацией 0,1 мг/л готовят так: 50 мл
раствора 4 помещают в мерную колбу на 250 мл, раствор доводят до метки
дистиллированной водой.
Таким образом, получаем серию стандартных растворов, содержащих 100; 10; 1;
0,5: 0,1 мг/л ионов Fe3+.
Приготовление раствора роданида аммония. Взвешивают 20 г роданида
аммония (или калия), помещают навеску в химический стакан и растворяют в 80
мл дистиллированной воды. Приготовленный 20%-ный раствор желательно
хранить в склянке с притертой пробкой в темном месте.
Ход анализа, В химические стаканы наливают по 50 мл стандартных растворов
и указывают на этикетках соответствующие концентрации ионов Fe3+ (100; 10;
1; 0,5:, 0,1 мг/л).
В другие стаканы наливают по 50 мл природных вод различных водоёмов,
указав на этикетках их названия.
Во все стаканы на 20 мин помещают полоски фильтровальной бумаги. Во
избежание путаницы на полосках также необходимо сделать соответствующие
надписи.
Через 20 мин полоски фильтровальной бумаги извлекают и высушивают на
воздухе, а затем наносят на них по капле 20%-ного раствора роданида аммония.
В зависимости от концентрации ионов Fe3+ в растворе на бумаге появляется
окрашивание разной интенсивности (от розового до буро-красного). Сравнивая
интенсивность окрашивания на полосках, извлеченных из природных вод, с
интенсивностью окраски на полосках, извлеченных из стандартных растворов,
делают вывод о приблизительной концентрации ионов Fe3+ в природных водах.
Полученные данные записывают в табл. 5 и делают вывод о степени загрязнения
водоемов.
Таблица 5
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
(ВОДОЕМ)
ВИЗУАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ
ПРИМЕРНАЯ
КОНЦЕНТРАЦИЯ ИОНОВ
Fe3+, мг/л
ВО СКОЛЬКО РАЗ
ПРЕВЫШАЕТ Г1ДК?
Примечание. Для того чтобы определить суммарную концентрацию двух- и
трехзарядного железа, к пробам природных вод добавляют 4-5 капель 5%-ного
раствора пероксида водорода, который окисляет ионы Fe2+ до Fe3+. Анализ можно
провести и без приготовления стандартных растворов, пользуясь заранее
известными результатами (см. табл. 6).
Таблица 6
ИНТЕНСИВНОСТЬ ОКРАСКИ
КОНЦЕНТРАЦИЯ FeJ+, мг/л
Буро-красная
Темно-розовая
Розовая
Светло-розовая
Отсутствует
100 10
1
0,5 Менее
0,5
После проведения анализа ионов в природных объектах необходимо обсуждение
полученных данных и сделанных выводов. Результаты эксперимента
рекомендуем ежегодно (работу проводить весной после таяния снега и осенью)
заносить в регистрационный журнал. Это позволит осуществлять вместе с
учащимися локальный мониторинг — систематическое наблюдение за
состоянием водных объектов (река или пруд, находящиеся вблизи школы),
анализировать сложившуюся ситуацию с загрязнением данного объекта.
Лабораторная работа №
« ПОЛУКОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕДИ МЕТОДОМ
ОСАДОЧНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ НА БУМАГЕ ».
Цель работы. Определение катиона на бумаге, импрегнированной малорастворимым
соединением аниона - осадителя данного катиона.
Сущность работы. Для осаждения " ионов меди можно воспользоваться
диэтилдитиокарбаминатом свинца - РЬ(ДДТК)2, который представляет собой белый
осадок. Исходя из устойчивости карбаминатов:
Hg > Ag > Си > Ni > Co > Pb > Bi > Cd > Те (III) > Sb (HI) > Zn > Mn (II) > Fe (III), можно
заключить, что на бумаге, импрегнированной диэтилдитиокарбаминатом свинца, при
внесении на неё раствора соли меди пройдёт реакция:
(C2P5)2N » С - S
2+ ----------------
Pb + Cu
(C2H5)2N - С - S
II
s
(C 2 H5 )2 N - С - S
►
Cu+
(C 2 H5 )2 N - С - S
Pb2+.
II
s
Благодаря этому на белом фоне образуется коричневый осадок карбамината меди.
При поднятии растворителя по полоске бумаги, на ней образуются коричневые пики,
длина которых пропорциональна концентрации меди.
Приборы и реактивы.
1. Капилляр вместимостью 0,0015 - 0,0050 мл.
2. Линейка измерительная.
3. Стакан вместимостью 500 мл.
4. Часовое стекло.
5. Чашка Петри.
6. Глицерин, 12 % - ный водный раствор.
7. Диэтилдитиокарбаминат натрия, 0,04 % - ный водный раствор.
8. Нитрат свинца, 0,1 % - ный водный раствор.
9. Стандартный раствор меди, 1 мг/мл. Стандартные растворы меди с концентрацией
50, 100, 200, 500 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением.
Подготовка бумаги. Полоски бумаги размером7*15 см обрабатывают 0,04 % - ным
раствором диэтилдитиокарбаминатом натрия, подсушивают и пропитывают 0,1 % - ным
раствором нитрата свинца и снова высушивают с помощью тепловентилятора, подвесив
бумагу на верёвку, используя прищепки.
Выполнение работы. Помещают несколько капель исследуемого раствора на сухое
чистое часовое стекло. Трижды промывают капилляр исследуемым раствором. Наносят
капилляром каплю исследуемого раствора на полоску бумаги на расстоянии 1,5 - 2 см от
одного из концов полоски. И на расстоянии 1 см от капли исследуемого раствора наносят
стандартные растворы с концентрацией 50, 100, 200, 500 мкг/мл меди также на расстоянии 1
см друг от друга. Высушивают на воздухе полоску и проявляют хроматограмму. Для этого
опускают полоску пятнами вниз в стакан, налив на дно его 25-30 мл проявителя -раствор
глицерина. Пятна при этом должны находиться выше уровня растворителя на 1 см. Стакан
накрывают чашкой Петри, закрепляя бумагу, и оставляют хроматограмму проявляться 20
-25 мин. После проявления хроматограмму высушивают и измеряют высоту
образовавшихся окрашенных пиков от центра пятна до конца пика.
По полученным данным для стандартных растворов строят градуировочный график
на миллиметровой бумаге в координатах: длина окрашенной зоны в миллиметрах,
концентрация - микрограммах на миллилитр меди. Пользуясь градуировочным графиком,
определяют количество меди в исследуемом растворе.
Методика определения Концентрации
ионов Си в водных объектах.
Она основана на реакции ионов Сu2+
с дифенилкарбазоном, в результате
других ионов металлов(Сd2+ ,Со 2+ ,РЬ 2+ и др.), но последние не мешают обнаружению
которой образуется бурый осадок. Дифенилкарбазон применяется для обнаружения и
других ионов металлов(Сё 2+ ,Со ионов меди в нейтральных средах.
Подготовка к проведению анализа.
Перед проведением анализа готовят серию стандартных растворов, содержащих
точные концентрации ионов меди. Для этого навеску медного Kynopoca(CuSO4 * 5H2O)
массой 0,0980 г помещают в мерную колбу на 250 мл, приливают дистиллированную воду и
растворяют в ней вещество, затем раствор доводят до метки и перемешивают.
Приготовленный раствор содержит 100 мг/л ионов меди.
Если взять 25 мл этого раствора, поместить в мерную колбу на 250 мл и довести
содержимое дистиллированной водой до метки, то получится раствор № 2 концентрацией
10 мг/л.
Двукратным разбавлением раствора № 2 получают раствор концентрацией 5 мг/л.
Если взять 25 мл раствора № 2, поместить в мерную колбу на 250 мл и довести её
содержимое водой до метки, то получится раствор концентрацией 1 мг/л.
Кроме того, необходимо изготовить реактивную бумагу. Для этого
фильтровальную бумагу нарезают полосками размером 2 х 5 см, помещают на 30 мин. в
раствор дифенилкарбазона (0,5 вещества, растворённого в 50 мл 96 % -ного раствора
этилового спирта). Затем полоски высушивают на воздухе. Реактивную бумагу можно
использовать в течение 6 месяцев для проведения тест - анализа (хранить в бюксе!).
Выполнение анализа.
В химические стаканы помещают по 50 мл стандартных растворов концентрацией ионов
Си 10; 5 и 1 мг/л и анализируемую пробу природной воды. Во все стаканы опускают
полоски реактивной бумаги (с соответствующими надписями).
В присутствии ионов Си реактивная бумага становится бурой, интенсивность
окраски уменьшается при снижении концентрации. Окраска реактивной бумаги,
извлечённой из природной воды, сравнивают с интенсивностью окрашивания в
стандартных растворах и делают вывод о приблизительной концентрации ионов Си2+.
ЕСЛИ через 30 мин. окрашивания не образуется, то содержание меди в природной
воде не превышает ПДК.
Лабораторная работа №
Тема:
I
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОТЫ Б ОТРАБОТАННЫХ РАСТВОРАХ
ЛЬВАНИЧЕСКИХ ВАНН ТЕСТ-МЕТОД.
Цель работы. Изготовление тест-устройств и определение концентрация кислоты с их
помощью.
Сущность работы. Кислотно-основной индикатор Конго красный в кислых средах
протони р уется по аминогруппе, при этом окраска его изменяется и становится синей.
Конго красный хорошо адсорбируется в порах фильтровальной бумаги и не вымывается из нее при
движении анализируемого раствора по тест-полосе, заклеенной в полимерную пленку. В
присутствии кислот пропорциональна содержанию кислоты в растворе.
Реактивы и материалы.
1. Фильтровальная бумага «красная лента».
2. Липкая или термоклеевая лента.
3. Гепловентилятор, ножницы, электроутюг.
4. Сонго красный, 0,1 %-ный водный раствор.
5. Хлороводородная или серная кислоты, 2 М раствор. Стандартные растворы с
концентрацией кислоты 0,01; 0,05; 0,5 и 1 М готовят разбавлением.
Bвыполнение определения. Фильтровальную бумагу размером 8 х 10 см замачивают в растворе
конго красного и высушивают. Нарезают полосы размером 8 х 0,4 см и заклеивают в термоклеевую
пленку или липкую ленту.
Тест-полосы обрезают, захватив по 1мм индикаторного слоя с обоих концов, и опускают одним
з них в стандартные растворы. После поднятия жидкости до второго конца тест-полосы измеряют
длину окрашенной в синий цвет зоны. По полученный данным строят градуировочный график в
координатах: длина окрашенной зоны в миллиметрах-содержание кислоты в молях.
Содержание кислоты в пробе определяют аналогично стандартным растворам, пользуясь
градуировочным графиком.
_
Лабораторная работа №
Тема: ПОЛУКОЛИЧЕСВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ «АКТИВНОГО ХЛОРА» В
ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ ТЕСТ-МЕТОДОМ.
Цель работы. Изготовление индикаторных бумаг и определение концентрации по
интенсивности их окраски после пропускания через индикаторную бумагу анализируемого
раствора.
Сущность работы. Определение железа основано на образовании малорастворимого синего
комплекса «берлинской лазури» в результате взаимодействия с гексацианоферратом меди,
осажденным на бумаге:
3Cu2[Fe(CN)6] + Fe3+ = Fe4[Fe(CN)6]3 + 6Cu2+
Определение меди основано на образовании коричневого диэтилдитиокарбамината меди в
результате взаимодействия с диэтилтиокарбаминатом свинца, осажденным на бумаге (см. работу
10).
Концентрацию определяют по интенсивности окраски индикаторных бумаг после
пропускания через них 20 мл подкисленного анализируемого раствора.
Реактивы и материалы.
1. Фильтровальная бумага «красная лента».
2. Тест-устройство со шприцем вместимостью 20 мл.
3. Тепловентилятор.
4. Гексацианоферрат(П) калия, 0,5 %-ный водный раствор.
5. Сульфат меди, 0,05 %-ный водный раствор.
6. Диэтилдитиокарбаминат натрия, 0,1 %-ный водный раствор.
7. Нитрат свинца, 0,01 %-ный водный раствор.
8. Соляная кислота, 2М.
9. Стандартные цветовые шкалы для определения меди и железа.
Выполнение определения. Для определения меди бумагу готовят как указано в работе № 12 и
нарезают квадратики размером 1,5 х 3 см.
Бумагу для определения железа готовят следующим образом. Фильтровальную бумагу вначале
пропитывают раствором сульфата меди в течении 2-3 мин, высушивают и затем пропитывают
раствором гексацианоферрата калия и снова высушивают. Из полученной бумаги вырезают
квадратики размером 1,5 х 3 см.
Индикаторные бумаги складывают вдвое и зажимают между двумя усеченными конусами, как
показано на рис. 5.
При определении меди отбирают с помощью шприца 20 мл природной воды в стакан,
прибавляют 20 капель соляной кислоты, перемешивают, набирают в шприц, присоединяют
тест-устройство круговыми вращениями к шприцу и пропускают анализируемую жидкость через
бумагу небольшой струей (не допускать разрыва бумаги!). Разбирают тест-устройство и
сравнивают интенсивность окраски второй от шприца индикаторной бумаги (первая служит для
задерживания взвешенных частиц) со стандартной цветовой шкалой.
Аналогично поступают и при определении железа.
Лабораторная
работа.
Определение наличия свинца в растительности,
произрастающей на разном расстоянии от
автомобильной дороги.
Проведение работы
1.Собрать небольшое количество растительности (листьев, травы) на
расстоянии 2-3 м, 100 м, 300 м, 500 м, 800 м от оживлённой автомагистрали.
Пронумеровать соответствующие пробы.
2.Размолоть собранную растительность и добавить во все пробы строго
одинаковое количество спирта или воды (или водки).Затем кипятить или упаривать
полученный экстракт, чтобы свинец перешел в раствор.
З.Добавить к раствору Na2S (сернистый натрий),который можно взять в
химикалиях для фотографических работ.
Сернистый натрий следует предварительно растворить в воде и капнуть в раствор
растительности. В результате в растворе выпадет чёрный осадок, разной степени
концентрации и, соответственно , более или менее тёмный осадок у различных проб
растительности .
Растворы разных проб налить в стеклянные пробирки с
отметками .указывающими , на каком расстоянии от дорог они взяты.
Тогда .рассматривая их на свет, можно будет легко увидеть, что чем дальше от дороги,
тем меньше концентрация свинца (тёмный осадок) в растительности.
Лабораторная
р а б о т а 2. Определение
загрязнений в пробах снега, взятых В разных районах
города.
Образцы снега берутся в разных районах города (в парке , у автострады .около
промышленного объекта и т.п.)
В работе проводится качественный анализ на содержание катионов тяжёлых
металлов и ряда анионов. Объём разных проб должен быть одинаков, как и
количество используемых химикалиев и воды. При этом условии можно сравнивать
концентрацию различных веществ в растворе по степени его
прозрачности(окрашенности).
1.Жидкую смесь тщательно отфильтровать, отделив растворимые соединения в воде
от нерастворимых.
2.Твёрдую часть прокалить и поместить на несколько дней в раствор.
3.Раствор подвергнуть частичному выпариванию.
Исследование раствора.
Вытяжка на содержание анионов:
1)СОз2При добавлении к образцам раствора 30% концентрации наблюдалось
выделение СО2:
СО2
СО32- + 2Н-» Н2СО3
Н2О
2
2) SO4 "
При добавлении к образцам двунормального раствора Ba(NO3)2
наблюдалось: —I образец —выраженное образование осадка Ba2++SO4 2--»
BaSO4; —II образец — слабое помутнение раствора ;
Ba 2++SO 42--*BaSO 4
—Ill образец— изменений нет ; SO42-—не обнаружено осадка и помутнения.
3)NO3Реактивы: концентрация H2SO4 как 3:2 и медь.
В 3-х образцах медь даёт изменение цвета в слабо-зелёный цвет --- что означает
присутствие нитратов. NO3--+ H+—>NO3;
4HNO3+ Cu-^Cu(NO3)2+ 2 NO2+ 2H2O.-2Н2O
Исследование фильтрата на содержание катионов.
1)РЬ2+ при добавлении H2S:
—I образец — заметное помутнение:
—II образец — слабая реакция образцов осадка. При дополнительном
нагревании осадок концентрируется:
Pb 2 + +S 2 ^ PbSi;
—Ill образец не дал изменения, но этот опыт не исключает наличие других
катионов: Cu2++ Zn2+ ,AI3+.
Реактив : двунормальный раствор NaOH подвергнуть нагреванию.
I и II образцы с горячей щелочью в начальной стадии дают творожистый осадок ,
растворимый в избытке NaOH: 2
Zn(OH2)+2OH-+. [Zn(OH)4]2-; III
образец изменений не даёт.
Выводы (для данных образцов):
Определено наличие ионов: Сu2+ , Pb2+ ,Zn2+ ,AI3+ ,CO32" ,SO42~ ,NO3', в том числе и
катиона свинца: РЬ2+.
Вопросы и задания
1. Назовите известные вам экологические проблемы современности.
2. Кроме перечисленных здесь, приведите ещё примеры химических
веществ-посредников, осуществляющих внутривидовые и межвидовые
взаимодействия экологического характера.
3. Взаимоотношения человечества с биосферой имеют свою историю (от
каменного топора до космических ракет). Подготовьте сообщение на эту
тему, выделив узловые моменты развития цивилизации, оказавшие
существенное влияние на биосферу в целом.
4. Приведите примеры веществ, встречающихся в окружающей человека
среде, и назовите, в каких химических формах они там присутствуют
(ионы, атомы, молекулы, простые вещества, соединения, свободные
радикалы). Укажите, в каких процессах и реакциях участвуют эти
вещества. Какое влияние они оказывают на человека и другие существа?
5. Опишите способы перемещения веществ (которые вы называли, отвечая
на вопрос 4) с одного места в окружающей нас среде в другое. Откуда
появились эти вещества в природе? Влияет ли деятельность человека на
поведение; тих веществ в биосфере?
6. Обсудите вопрос биогенного или абиогенного происхождения
перечисленных ниже продуктов биосферы:
1) нефть; 2) уголь и торф; 3) озонный экран; 4) почва; 5) О 2 в
атмосфере Земли; 6) известняки; 7) железная руда Курской
магнитной аномалии; 8) соль морей и океанов.
7. Великий русский биолог Н. В. Тимофеев-Ресовский (1900-1981), чья
яркая жизнь описана в романе Д. Гранина «Зубр», сформулировал
принцип «Биосфера и человек, а не человек и биосфера», который по
мнению, должен лечь в основу нашего взаимоотношения с окружающим
миром. Как бы вы прокомментировали этот принцип?
8. Приведите примеры, которые бы показывали, что в трансформированных
антропогенным прессом природных сообществах происходят изменения
разнообразия и численности животных и растений. Выявите и обсудите
химический аспект этих изменений.
9. Какие, по вашему мнению, химические явления и процессы лежат в
основе следующих экологических проблемах:
1) «озонная дыра»; 2) «парниковый эффект»; 3) «кислотные дожди»; 4)
гибель гидробионтов в озёрах?
10.Какие, по вашему мнению, «спасательные средства» могут предложить
химики для решения следующих проблем:
1) энергетический кризис; 2) выбросы вредных веществ в атмосферу; 3)
белковый голод; 4) контроль загрязнений воды и почвы; 5) «озонная дыра»;
6) регуляция рождаемости?
ЭКОЛОГО - ХИМИЧЕСКИЙ АСПЕКТ
РАЗВИТИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ.
ПРОИСХОЖДЕНИЯ И
1.Еще Ч.Дарвин задавался интереснейшим вопросом : «Если жизнь возникла
из неживой природы, то почему нам неизвестны случаи происхождения
жизни из неживого сейчас, в наши дни?».Ч.Дарвин отвечал на этот вопрос
с экологических позиций. Попытайтесь и вы дать пояснения по этому
поводу.
2.Когда в начале 90-х годов в биохимических лабораториях были синтезированы «гибридные» молекулы, способные к самовоспроизведению, многие
исследователи отказали этим молекулам в праве называться первыми био
полимерами. Ученые утверждали, что эти вещества не могут быть
«предковыми молекулами жизни, так как слишком безошибочно копируют
сами себя».Объясните ,что значит это утверждение.
3.Американский исследователь проблемы возникновения жизни Р.Фокс пишет:
«Водная среда первобытной Земли была весьма неблагоприятна для реакции
конденсации мономеров в биополимеры.
...Когда полимеры - белки и полинуклеотиды - помещают в водную среду то
в конце концов они гидролизуются, а когда в водную среду помещают
аминокислоты и нуклеозид - монофосфаты,то эти молекулы не полимер
изуются.»Как природа нашла выход из этой ,казалось,тупиковой
ситу-ации?Приготовьте сообщение,восполизовавшись дополнительной
литературой.
4.В.И.Вернадский писал о девяти функциях живого вещества в биосфере.
Осуществляя эти функции, организмы созидали себе среду обитания. Среди
таких функций ученый выделял : газовую,кислородную, кальциевую,
Восстановительную,окислительную, концентрационную и др.Опишите
под-Робнее процессы, которые подразумевал здесь В.И.Вернадский.
Приводила ли замена одних организмов другими в ходе эволюции к
Изменению биогеохимических функций живого вещества?
5.Как выглядели или могли выглядеть древние круговороты биогенных
элементов (например , углерода в каменноугольном периоде)?Какие отличительные черты от современных биогеохимических циклов носили
древ-рие круговороты биогенных элементов?Насколько существенны для
биосферы были эти различия?
Химические реакции в атмосфере и ее защитные свойства
1 .Фотодиссоираация воды играла большую роль в образовании кислородной атмосферы на ранних этапах истории Земли. Объясните, каким образом это
происходило.
2. Докажите роль гидроксила НО в появлении "кислотных дождей".
Приведите примеры реакций с его участием.
3. Рассчитайте, пользуясь справочниками, какая длина волны фотона соот
ветствует энергии диссоциации связи, равной 495 кДж/моль?
4. Пользуясь известными соотношениями
E=hv
и
v = C/A
докажите, что молекулы О^ поглощают фотоны именно коротковолновой
УФ-области спектра.
5. Молекулы N2 в верхних слоях атмосферы практически не участвуют в
"ловле" фотонов. Объясните, чем это может быть обусловлено.
6. Энергия диссоциации связи С-С1 в молекуле СС1^ равна 293 кДж/моль,
а в молекуле СЕ, CI- 339 кДж/моль. Определите интервал длин волн, в котором
4ютоны могут вызывать диссоциацию связи С-С1 только в одной из этих молекул.
7. Напишите уравнения реакций, которые являются источниками следующих
частиц в верхних слоях атмосферы :
а ) N O + б ) N 2 +; B ) N ; г ) О .
" Озонный щит" и " озонная дыра "
1. Реакция разложения озона является экзотермической :
О3 . ----- ->. Oг + о, Н = -144 кДж/моль.
Обсудите, в каком направлении будет смешаться равновесие в озонном
цикле в следующих ситуациях : а) при накоплении озона; 6) при увеличении
температуры ; в) при накоплении молекулярного кислорода ; г) в присутствии
фотонов с Л = 242 нм ; д) при солнечной радиации с h = 160 им ; е) при наличии
N0 ; ж) в присутствии молекул-восстановителей ; з) при величин атомарного
хлора.
2. Связи С-Вг в среднем менее прочны, чем связи C-Cl .Можно ли
надеяться, что, заменив CFz Cl2, например, на CF3 Вг, мы решим проблему защиты
озонного слоя от ХФУ (хлорфгоруглероды)? Дайте обоснованный ответ.
3. Массовое использование азотсодержащих удобрений может повысить
содержание NO в тропосфере. Поясните, как это изменит условия жизни на
Земле. Какие меры здесь можно предпринять?
4. Ученые утверждают, что "озонному щиту" грозит опасность также со
стороны таких второстепенных компонентов атмосферы, как NO? ,N£ О, ИгО, НО
и СЮ. Докажите, что эти опасения небеспочвенны. Каковы источники этих
веществ? Каким образом они могут "уничтожать" молекулы озона? Приведите
соответствующие уравнения реакций.
5. Что представляют собой галогенпроизводные углеводородов?
Дайте им физико-химические характеристики и приведите структурные формулы
пяти представителей этой группы органических соединений. Где они используются?
Чем отличаются галогенопроизводные углеводородов от ХФУ? Составьте
сравнительную таблицу, оценив опасность тех и других с экологических позиций.
6. Какими методами получают ХФУ? Дайте оценку экологической без
опасности их производств.
Строение, состав и изменения атмосферы.
1. Назовите примеры человеческой деятельности, которые приводят к
выбросам (эмиссии) в атмосферу газовых примесей или к изменениям газового
состава атмосферы.
2. Перечислите возможные источники (включая естественные) появления
в атмосфере следующих газов : SO2 ,СО2, СО, NO, CFCl3, CH4, О3, Сl2.
3. По гипотезе американского ученого Г. Юри первичная земная
атмосфера была похожа на ныне существующие атмосферы Сатурна, Юпитера
и Урана и состояла в основном из метана и аммиака. Именно от этой гипотезы
отталкивался и С. Миллер, когда в 1953 году поставил свои знаменитые
эксперименты, показавшие возможность небиологического синтеза аминокислот
в условиях древней Земли. Охарактеризуйте свойства подобной атмосферы.
Подготовьте сообщение на тему " Проблема происхождения жизни на Земле
глазами химика".
Изменение климата - следствие "парникового эффекта"
1. Молекулы СО2 и Н^О интенсивно поглощают инфракрасное излучение,
испускаемое земной поверхностью. Объясните, почему в пустынях с очень
засушливым климатом днем невыносимо жарко, а ночью очень холодно ?
2. Какие меры можно предпринять против эмиссии метана в атмосферу ?
3. Довольно много метана запасено в осадках на континентальном
шельфе, а также под слоем вечной мерзлоты в Арктике и Субарктике виде
клатратов - молекулярных решеток, состоящих из молекул СН4 и Н2О.
Предскажите возможную судьбу этого метана в случае дальнейшей реализации
явления "парникового эффекта".
4. В 1986 году был установлен механизм фиксации СО2 растениями с
помощью наиболее распространенного природного магнийсодержащего
фермента рибулозодифосфаткарбоксилазьи Некоторые ученые предлагают
синтезировать подобные соединения в химических лабораториях для связывания
CO., из атмосферы и борьбы с "парниковым эффектом". Один такой
искусственный заменитель фермента был получен японскими химиками
Н. Китадзимой и Ю. Мороока. Это органическое соединение , в структуру
которого входят два иона меди (Сu2 +), связанные между собой гидроксидионами ОН .Каждый ион меди связан также с ионом трис (3,5- диизопропилпиразол-1 -ил) бората.
Оцените реальные возможности использования подобных заменителей
фермента. Дайте приблизительную оценку количества природного фермента,
работающего в составе растительной биомассы Земли.
5. Назовите три возможных решения проблемы глобального потепления.
Вещества помогают живым организмам адаптироваться к
условиям окружающей среды.
1.Некоторые феромоны насекомых имеют довольно простую химическую
природу. Так, среди них найдены : пентадекан, октадекан, гентанол-1,
геп-танол-2, З-метил-3-бутенол , гексаналь, 2-бутил-2-октеналь,
З-метил-2-цикло-гексен-1-он, н-гексановая кислота, валериановая кислота,
метиловый эфир 2-метил-2-бутеновой кислоты, этиловый эфир капроновой
кислоты, 2,5-диме-тилпиразин, 2-метил-6-виншширазин.
Напишите формулы этих веществ и определите классы органических
соединений, к которым они относятся.
Содержание химических элементов в биосфере и
теле человека.
1.Проверьте, знаете ли вы ? В правой колонке приведены названия процессов,
в которых участвуют указанные слева химические элементы. Составьте
правильные пары.
A. Кальций
Б. Фосфор
B. Углерод
Г. Йод
Д. Калий
Е. Натрий и калий
Ж. Азот
3. Кобальт
И. Кремний
К. Медь
Л. Бор
М. Железо
Н. Ртуть
О. Кислород
П. Магний
а. Содержание гемоглобина в крови
б. Профилактика гипертонии
в. Развитие костей и зубов
г. Элемент, очень важный для растений и "необязательный" для животных
д. Обеспечение организма энергией
е. Регуляция водно-электролитного и кислотноосновного равновесий в организме
ж. Нарушение функций щитовидной железы(зоб)
з. Основной компонент вдыхаемого воздуха
и. Важнейший строительный материал неживой
природы
к. Основной составной элемент растительного и
живого мира
л. Самый распространенный элемент на планете
м. Элемент, чрезвычайно опасный (токсичный)
для живого организма
о. Способствует правильному усвоению железа п.
Недостаток приводит к развитию злокачественного
малокровия (пернициоз-ной анемии) р. Элемент,
соединения которого составляют 75%
по массе земной коры с. Участие в фотосинтезе в
качестве компонента
хлорофилла т. Нормальная работа
сердечной мышцы.
Химические элементы в биосфере.
1. Напишите схемы химических процессов, которые осуществляют микро
организмы - нитрификаторы, азотфиксаторы и денитрификаторы. Как эти
процессы взаимосвязаны между собой ? Каковы экологические значения этих
процессов?
2. Учитывая громадное практическое значение для сельского хозяйства
фиксации азота, представляют интерес попытки химиков разработать
эффективные неферментативные модели нитрогеназы, например, с
использованием
комплексов переходных металлов. Так, смесь аминокислоты цистеина,
содержащего группу SH, и молибдата натрия в соотношении 1:1 обрабатывали
восстанавливающим агентом NaBH4, предполагая образование комплекса с
Mo(IV).
В чем сходство указанного комплекса с природной нитрогеназой ? Как она
функционирует ? Каковы сейчас успехи в области искусственной фиксации азота?
Воздействие химического компонента абиотического фактора
на живые организмы.
1. Почему углекислый газ практически никогда не выступает в роли
лимитирующего фактора в водных экосистемах ?
2. "Азот не играет никакой биологической роли в водных экосистемах".
Это утверждение можно считать и абсолютно верным, и абсолютно неверным.
Как это объяснить ?
3. Сероводород H2S и метан CH4 - два присутствующих в воде газа могут в природных сообществах влиять на жизнь. Приведите примеры,
доказывающие это.
Токсичность. Стандарты качества окружающей среды.
1. Фтор и натрий не относят к токсичным элементам. Однако фторацетат
натрия H2CFCOONa, цианид натрия NaCN и монофторуксусная кислота
H2CFCOOH являются сильно токсичными соединениями.
Чем это можно объяснить?
2. Приведите примеры, показывающие, какие конкретно и каким образом
использует человек ядовитые вещества в быту и производственной деятельности.
Как эти вещества влияют на экологию самого человека?
Экологический компонент программы курса химии для средней
общеобразовательной школы . VIII-XI классы.
Для реализации экологического подхода к изучению школьного курса
химии предлагаю следующую корректировку программы, которая
предусматривает ознакомление учащихся с химическими проблемами
экологии. Основное внимание сосредоточено на тех явлениях, которые
вызывают серьёзную обеспокоенность за состояние природной среды и
будущее цивилизации.
Экологический компонент программы преследует следующие идеи:
-природа в своём естественном развитии находится в динамическом
равновесии;
-непосредственным результатом взаимодействия человека и природы
становится изменение химического состава компонентов окружающей среды,
приводящее к смещению природного равновесия;
-химические знания - неотъемлемая часть знаний об основах охраны
природы, рациональном природопользовании и разумном преобразовании
окружающей человека среды.
Введение экологического компонента даёт возможность школьной
программе по химии раскрыть особую роль этой науки в борьбе с
экологическим невежеством, проявляющемся в укоренившемся
представлении о «виновности» химии в сложившейся экологической
ситуации, привлечь школьников к исследовательской работе по изучению
состояния природной среды, воспитать у них чувство личной
ответственности за её сохранение.
VIII класс.
Введение.
Место химии в системе естественных наук. Взаимосвязь химии и
экологии. Основные направления развития химической науки на пути
решения экологических проблем (создание экологически безопасных
технологий, производство экологически чистых продуктов и материалов,
совершенствование способов очистки отходов).
Тема: Простые вещества.
Защитная роль озонового слоя Земли. Масштабы использования
кислорода в промышленности, быту, энергетике. Продукты полного и
неполного сгорания веществ как загрязнители окружающей человека среды.
Проблема накопления углекислого газа в атмосфере.
Водород — как источник экологически чистой тепловой энергии в
будущем. Гидриды металлов — источник водородного топлива для
автомобилей сегодня.
Демонстрационные опыты:
1.Горение водорода на воздухе и в кислороде как пример экологически
чистого процесса.
Лабораторные опыты:
1.Разложение токсичного пероксида водорода в присутствии
катализаторов: а) МпО2; б) катал азы.
Тема: Соединения химических элементов.
Роль кислот и солей в организме человека. Закисление организма - одна
из причин быстрого и преждевременного старения. Кислотные дожди:
причины, последствия и пути предупреждения. Засоление почвы и воды как
фактор ухудшения качества природной среды. Методы понижения
кислотности и засоления почв. Химический состав природных вод.
Санитария питьевой воды. Основные источники загрязнения водных
бассейнов. Понятие о ПДК веществ в водных стоках. Понятие о сырье и
отходах, о современных способах очистки веществ.
Демонстрационные опыты:
1.Влияние кислых почв и воды на рост и развитие растений
(имитационный опыт) 2.По лучение кислот из кислотных оксидов (имитация
образования кислотных дождей) 3.Зависимость поглощения растениями
ионов тяжёлых металлов от кислотности водного раствора.
Лабораторные опыты:
1 .Определение кислотности образца почвы. 2.Известкование как способ
понижения кислотности среды (взаимодействие карбоната кальция с
кислотами). 3.Сравнение чистой и грязной воды по параметрам: запах, цвет,
прозрачность, рН, наличие осадка после отстаивания, пригодность для жизни
растений. 4.Разделение искусственно созданной смеси веществ - мусора.
Тема: Изменение, происходящие с веществами.
Водоочистительные станции. Методы, применяемые для очистки воды, и
их эффективность. Внедрение бессточных процессов, работающих по
замкнутому циклу, как пример рационального природопользования.
Демонстрационные опыты:
1. Очистка воды от содержания в ней солей и примесей.
2. Растворение
веществ в воде - образование «морского дна»
(моделирование природного процесса).
3. Очистка поверхности воды от загрязнителей (масло, нефть, взвеси
минерального и органического происхождения, красители и др.).
Тема: Скорость химических реакций. Химическое равновесие.
Живые организмы как арена протекания многочисленных и
разнообразных химических реакций. Концентрация веществ — важный
фактор функционирования организма. Химическое равновесие как важное
условие нормального существования живого организма. Буферные
системы в организме как основная мера защиты от повышения
концентраций некоторых ионов. Ферменты - биологические
катализаторы, изменяющие скорость биохимических реакций в организме.
Тема: Растворение. Растворы. Свойства растворов электролитов.
Применение электролитов в промышленности, сельском хозяйстве,
быту, медицине. Роль электролитов в живом организме. Механизм
закисления и засоления воды и почв. Обеднение почв подвижными
элементами как следствие закисления среды (дефицит кальция). Понятие
о буферных системах и их роли в самоочищении водоёмов, сохранении
кислотно-основного равновесия в организме человека, биохимической
очистке сточных вод.
Ионообменные процессы, протекающие в живой и неживой природе.
Ионы, проявляющие токсичность. Ионообменная адсорбция как метод,
используемый для уменьшения жёсткости воды, очистке загрязнённой
воды.
Значение окислительно-восстановительных реакций в биологических
системах. Окислительно-восстановительные реакции как источник
появления в природной среде токсичных веществ. Нарушение цепи
окислительно-восстановительных реакций в организме (дыхание,
пищеварение)
и
их
последствия.
Использование
окислительно-восстановительных реакций для очистки сточных вод,
обеззараживания
воды
и
воздуха,
обезвреживания
токсинов.
Демонстрационные опыты:
1. Действие буферных систем (пробирочный опыт).
2. Питание растений (поглощение питательных компонентов из
почвенного раствора).
Требования к знаниям и умениям учащихся VIII класса.
Учащиеся должны знать:
о биологической роли важнейших представителей оксидов, кислот,
оснований и солей (в организмах, экосистемах, биосфере);
о последствиях загрязнения окружающей среды оксидами, кислотами,
основаниями и солями;
качественный и количественный состав атмосферного воздуха;
о роли компонентов воздуха в жизни живой природы;
о проблеме загрязнения воздушного бассейна (причины, источники, пути
сохранения чистоты);
примерный качественный состав природных вод;
о нормировании качества питьевой воды;
о проблеме загрязнения водного бассейна (причины, источники, пути
сохранения чистоты);
о проблеме пресной воды (запасы, получение, экономия, рациональное
использование);
о законодательстве в области охраны атмосферного воздуха и водных
ресурсов планеты;
положение биогенных элементов в периодической системе химических
элементов Д.И.Менделеева;
закономерности, обусловливающие:
а) распространение химических элементов в природе (элементы с
чётными и нечётными атомными номерами; зависимость распространения
в природе близких по свойствам элементов от их атомного номера; для
металлов - от температуры плавления и плотности);
б) зависимость количественного содержания элементов в организмах от
их относительных атомных масс;
в) зависимость появления токсичности у элементов (их соединений) от
величины относительной атомной массы и радиуса атома;
г) биологическую взаимозаменяемость близких по свойствам элементов
(аналогов) на основе конкурентных отношений в природе;
д) зависимость доли участия элементов (в виде соединений) в
метаболизме живых систем от заряда ядра, радиуса атома и относительной
атомной массы;
причины образования радиоактивных частиц, последствия загрязнения
природной среды радионуклидами;
экологические проблемы местного значения.
Учащиеся должны уметь:
составлять схему круговорота воды в природе, обосновывать его роль в
сохранении природного равновесия, анализировать причины и последствия
его нарушения;
оценивать состояние водной и воздушной сред, сопоставляя фактические
данные и нормы качества;
раскрывать сущность проблем загрязнения воздушной и водной сред
планеты пути их решения;
бережно относиться к воде, экономно её расходовать;
вести себя в природной среде в соответствии с экологическими
требованиями;
раскрывать роль живой и «неживой» природы в формировании
химического состава внешней среды, а также внутренней среды организмов;
давать характеристики биогенных элементов на основании их положения
в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева, приводить
примеры, иллюстрирующие биологическую роль этих элементов;
приводить примеры биологической взаимозаменяемости элементов в
природе, анализировать последствия этого процесса для живых организмов;
прогнозировать последствия радиоактивного загрязнения окружающей
среды для всего живого;
критически оценивать состояние природной среды своей местности,
находить пути его улучшения.
IX класс
Тема: Металлы.
Ионы металлов как участники биохимических процессов в организме.
Макро- и микро-элементы. Двойственная роль ионов металлов в природе в
зависимости от их концентраций. Металлы - опасные загрязнители
природной среды. Зависимость наличия биогенных свойств у металлов от
положения в ПСХЭ Д.И.Менделеева. Биологическая взаимозаменяемость
металлов в живых системах, причины и последствия этого процесса. ПДК
некоторых металлов в почве, сточных водах. Коррозия как результат и как
фактор загрязнения окружающей среды. Продукты химической и
электрохимической коррозии как загрязнители среды обитания. Влияние
продуктов коррозии на обитателей водоёмов. Борьба с коррозией - борьба за
сохранение качества природной среды.
Натрий и калий — важные биогенные элементы, их роль в организме
человека. Антропогенные источники лития в биосфере, последствия
биологической взаимозаменяемости натрия и лития в организме человека.
Применение препаратов лития при лечении некоторых форм шизофрении.
Создание экологически чистых технологий в производстве щелочных
металлов.
Кальций и магний - важные макроэлементы, входящие в состав животных
и растительных организмов. Содержание ионов магния и кальция в
организме человека. Участие ионов кальция в процессе свёртывания крови.
Загрязнение среды обитания стронцием; последствия биологической замены
кальция на стронций в организме человека и животных (разрушение костной
системы, размягчение роговых образований, выпадение волос и шерсти).
Жёсткость воды и методы её устранения.
Биологическая роль алюминия в организме человека. Влияние алюминия
(в повышенных концентрациях) на нервную систему человека.
Антропогенные источники алюминия. Выщелачивание алюминия в водоёмах
при их зачислении. Отрицательное действие алюминия на дыхательную
систему рыб. Фтороводород — как основной загрязнитель окружающей среды
в производстве алюминия, его отрицательное действие на организмы.
Флюороз — поражение эмали зубов — признак хронической интоксикации
организма животных и человека фтороводородом. Совершенствование
технологии производства алюминия.
Железо - как важный биогенный элемент, его роль в организме человека.
Общетоксическое действие солей двухвалентного железа на организм
человека. Техногенные источники соединений железа в биосфере.
Подготовка руды и топлива к плавке - причина сильной запылённости
атмосферного воздуха вблизи металлургических предприятий. Дымовые газы
- загрязнители атмосферного воздуха (содержит угарный газ, частицы
оксидов кремния, фосфора, марганца). Внедрение безотходного
производства. Прямое восстановление железа из руды - путь к сохранению
природной среды.
Демонстрационные опыты:
1. Действие ионов металлов на растения.
2. Действие продуктов электрохимической коррозии на водные растения.
3. Обнаружение кальция и магния в костной ткани.
4. Роль кальция в свёртывании крови.
5. Разложение пероксида водорода каталазой крови.
Лабораторные опыты:
1. Определение состава сточных вод металлургического предприятия.
2. Исследование образцов почв, взятых вблизи металлургического завода
(рН, наличие ионов металлов и неметаллов).
Тема: Неметаллы.
Макро- и микроэлементы, их роль в жизнедеятельности растений,
животных и человека. Биологическая роль галогенов. Техногенные
источники галогенов и их соединений в биосфере. Отрицательное действие
галогенов на растительные и животные организмы. Охрана здоровья
человека. Меры по предупреждению попадания галогенов в природную
среду.
Биогенность кислорода и серы. Значение озона для сохранения жизни на
Земле. Озон - сильнейший окислитель и токсикант. ПДК озона в
атмосферном воздухе. Применение озона для обеззараживания воды и
дезинфекции воздуха в помещении. Естественные и техногенные источники
соединений серы в биосфере. Оксиды серы как основные действующие
компоненты
«токсичных
туманов».
Последствия
образования
сернокислотных дождей (влияние на водоёмы, хвойные породы деревьев и
др.). Промышленные способы обеззараживания оксидов серы и
сероводорода.
Причины биогенности атома азота. Проблема связанного азота.
Применение жидкого азота для утилизации вышедшей из употребления
продукции. Естественные и техногенные источники аммиака в биосфере.
Аммиак - как загрязнитель окружающей среды. Производство аммиака как
пример экологически чистой технологии. Оксиды азота как загрязнители
биосферы. Проблемы накопления оксидов азота в атмосфере, их участие в
фотохимическом смоге, образовании «кислотных дождей». ПДК оксидов
азота в биосфере. Химические методы очистки газообразных выбросов,
содержащих оксиды азота. Антропогенные источники азотной кислоты в
биосфере, причины её токсичности. ПДК азотной кислоты в сточных водах,
закисление водоёмов и почв. Промышленные установки для улавливания
вредных выбросов в азотнокислом производстве. Понятие о «нитратном»
отравлении организма человека. Причины нарушения круговорота азота в
природе (выбросы автотранспорта, нерациональное применение
минеральных удобрений и др.). Пути сохранения цикличности
биогеохимического круговорота азота.
Фосфор - биогенный элемент. Роль ортофосфорной кислоты в
жизнедеятельности растительных и животных организмов. Положительное и
отрицательное влияние соединений фосфора на биологические системы.
Влияние удобрений на качество почвы. Понятие об эутрофикации водоёмов.
Использование отходов производства минеральных удобрений.
Биогенность углерода. Области применения адсорбционных свойств угля.
Оксиды углерода как загрязнители, их ПДК в атмосфере. Влияние СОг (в
больших концентрациях) на жизнедеятельность организмов: снижение
фотосинтеза у растений, ухудшение дыхания человека. Отравляющее
действие угарного газа - образование карбоксигемоглобина. «Парниковый
эффект»: причины возникновения, возможные последствия и пути
предотвращения. Химические методы улавливания и обезвреживания
оксидов углерода в промышленных отходящих газах. Угольная кислота и её
соли; угроза вымирания птиц в зоне кислотных дождей. Разрушение
осадочных пород под действием кислотных дождей. Антропогенное влияние
на биогеохимический цикл углерода (увеличение концентрации СОг в
атмосфере, образование нерастворимых карбонатов, уничтожение
тропических лесов, загрязнение поверхности Мирового океана).
Соединения кремния как загрязнители среды обитания живых организмов.
Цементный завод — зона повышенной концентрации пыли. Силикоз
(заболевание верхних дыхательных путей) как следствие повышенной
концентрации кремнезема в воздухе. Природоохранные мероприятия,
проводимые в цементной и стекольной промышленности.
Демонстрационные опыты:
1. Действие оксида серы (IV) на растения.
2. Обнаружение серы в составе органических веществ.
3. Моделирование образований кислотных дождей.
4. Получение оксидов азота.
5. Свёртывание белка под действием азотной кислоты.
6. Воспламенение тлеющей лучинки над концентрированной азотной
кислотой.
7. Растворение нитратов в воде.
8. Адсорбция углём различных веществ (красителей, газов).
9. Поглощение инфракрасного излучения углекислым газом.
Лабораторные опыты:
1. Обнаружение азота в животных и растительных белках.
2. Обезвреживание оксидов азота методом адсорбции с использованием
растворов аммиака и карбоната аммония.
3. Моделирование действия кислотных дождей на скорлупу яиц птиц.
Практические занятия:
1. Обнаружение нитратов в овощах, фруктах, продуктах питания.
2. Обнаружение соединений фосфора в овощах и фруктах.
3. Установление состава яичной скорлупы.
Требования к знаниям и умениям учащихся IX класса
Учащиеся должны знать:
о взаимосвязи ионообменных процессов, протекающих в живой и
«неживой» природе;
о роли воды как активной внутренней среды организма и как
непосредственного участника многих биохимических процессов; сущность
биогеохимических круговоротов веществ;
о зависимости поглощения организмом какого-либо иона от присутствия в
среде других ионов;
о значении природных буферных систем (в регуляции обмена веществ,
сохранении определенной концентрации ионов водорода (рН) в организме,
почве, водоемах, биологической очистке сточных вод);
методы очистки пресной воды от загрязнения;
физиологические свойства почв;
процесс питания растений (поглощение питательных компонентов из
почвенных растворов);
о последствиях закисления почв и водоемов для живых обитателей этих
сред;
о последствиях засоления почвы для сельскохозяйственных культур;
важнейших представителей неметаллов (С, Н, О, P,N ,S ), их положение в
периодической системе химических элементов ( характеристики атомов,
обусловливающие их биогенность: заряд ядра, радиус атома, относительная
атомная масса, способность образовывать кратные связи ( кроме водорода),
участие в образовании компонентов клетки и переносе энергии);
о роли биогенных элементов в живых организмах, биосфере;
о сущности биогеохимических циклов кислорода, углерода, азота,
фосфора и серы; их взаимовлиянии; причинах нарушения и путях сохранения
цикличности;
основные соединения серы, углерода и азота как загрязнителей природной
среды, их влияние на жизнедеятельность растительных и животных
организмов, здоровье человека (примеры);
о роли озонового слоя в биосфере; причинах и последствиях его
истощения (понятие « озоновые дыры»);
биогенные элементы- металлы ( макро-, микро- и ультрамикроэлементы);
о двойственной роли металлов в природной среде в зависимости от их
концентрации;
о последствиях техногенного воздействия некоторых металлов и их
соединений на биологические системы;
о закономерностях, обуславливающих распространение металлов в
природе, их токсичность для организмов, долю участия в метаболизме,
возможность биологической взаимозаменяемости близких по свойствам
элементов- металлов и последствия этого процесса;
основные причины и источники загрязнения окружающей среды
металлами;
принцип биологического накопления применительно к металлам и их
соединениям и последствия этого процесса (примеры); пути трансформации
некоторых металлов (их соединений) в пищевых цепях; основные направления
« оздоровления» экологической ситуации на планете.
Учащиеся должны уметь:
объяснять аномальные свойства воды, используя п римеры,
иллюстрирующие роль воды в природе и живых организмах;
устанавливать зависимость между изменением концентрации ионов
водорода ( рН ) и поглощением организмами различных ионов из природных
растворов;
оценивать состояние природных водоемов и почвы своей местности;
определять физиологические свойства почвы и по необходимости их
корректировать ( на пришкольном или садовом участке);
прогнозировать последствия закисления и засоления природных почв и
вод;
применять простейшие методы очистки питьевой воды;
составлять схемы круговоротов кислорода, углерода, азота, фосфора и
серы в природе; анализировать причины и последствия их нарушения;
приводить
примеры
биологической
взаимозаменямости
элементов-аналогов в природе и прогнозировать последствия этого процесса
для живых организмов;
прогнозировать последствия загрязнения окружающей среды
соединениями некоторых неметаллов и металлов, приводить примеры
воздействия тяжелых металлов на здоровье человека, на развитие растений и
животных;
приводить примеры влияния кислой среды на миграцию металлов в почве,
на выщелачивание (извлечение) в водоемах;
обнаруживать в образцах почвы и воды ионы металлов и неметаллов;
определять источники соединений, загрязняющих природную среду;
обезвреживать вредные вещества, образующиеся при проведении
химического эксперимента.
X класс
Введение.
Предмет органической химии. Органические вещества в живой природе, в
организме человека. Использование органических веществ в быту,
медицине, сельском хозяйстве, строительстве и других областях
деятельности человека. Проблема загрязнения окружающей среды
органическими веществами, не свойственными живой природе, некоторые
пути её решения.
Тема: Теория химического строения органических соединений.
Зависимость появления токсичности у органических соединений
состава и строения их молекул( длина углеродной цепи и степень
разветвлённости, наличие кратных связей, образование циклов
пероксидных мостиков, присутствие атомов галогенов), а также
растворимости и летучести соединения.
от
её
и
от
Тема: Предельные углеводороды.
Естественные и техногенные источники метана в природной среде.
Двойственная роль метана в биосфере: источник углерода для
метанокислящих бактерий и загрязнитель — разрушитель озонового слоя
Земли. Использование метана в биотехнологии, в процессах обезвреживания
токсичных оксидов азота (высокотемпературное каталитическое
восстановление), получения водорода и др. Биологическая роль некоторых
высших алканов. Галогенопроизводные метана - фреоны как загрязнители
окружающей среды. Экологические проблемы, связанные с использованием
гомологов метана в качестве топлива.
10
Тема: Непредельные углеводороды.
Биологическая роль этилена как хемомедиатора у некоторых растений.
Усиление токсичности в ряду гомологов этилена. Полиэтилен и
полипропилен как примеры стойких загрязнителей природной среды.
Экономические и экологические преимущества получения ацетилена из
метана карбидным способом. Взрывоопасность, возникающая при смешении
ацетилена с воздухом; техника безопасности при работе с ацетиленом.
Токсичность в ряду гомологов ацетилена.
Тема: Ароматические углеводороды.
Примеры природных и синтезированных человеком ароматических
соединений. Токсичность ароматических соединений. Антропогенные
источники ароматических углеводородов в биосфере. Ядохимикаты на
основе ароматических углеводородов, последствия их применения для живой
природы (сокращение видового разнообразия и численности особей,
изменения в поведении, размножении и т.п.). Влияние ядохимикатов на
наследственность человека, появление новых болезней. Биологические
способы борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур и сорняками.
Понятие о «биологическом земледелии».
Тема: Природные источники углеводородов.
Проблемы истощения невозобновляемых источников энергии.
Загрязнение биосферы продуктами сгорания природного газа, нефти,
нефтепродуктов и угля. «Парниковый эффект», пути решения проблемы.
Масштабы и последствия загрязнения Мирового океана нефтью и
нефтепродуктами. Нарушение биологического равновесия водной
экосистемы в результате нефтяного загрязнения: изменение обмена теплом,
влагой и газами между водной средой и атмосферой; угнетение фотосинтеза у
сине-зелёных водорослей, снижение выживаемости и воспроизводства
водных животных, появление уродств, патологий, изменение видового
состава и трофических связей в экосистеме. Опасность глобального
потепления климата. Способы очистки водоёмов от нефтяного загрязнения.
Перспективные направления рационального использования нефти и
нефтепродуктов.
Твёрдое топливо. Открытые и закрытые месторождения каменного угля:
проблемы их экологически безопасной разработки. Интенсивная
запылённость и нарушение водного режима территорий, прилегающих к
угольным разрезам. Угольная пыль как опасный аллерген. Загрязнение
окружающей среды при добыче, транспортировке, хранении и переработке
твёрдого топлива. Проблема метана в угольных шахтах. Способы сжигания
твёрдого топлива. Продукты неполного сгорания топлива, их влияние на
организм человека. Природоохранные меры в угольной промышленности
11
(создание лесозащитных полос; предварительное извлечение серы из
топлива, применение очистных сооружений; сокращение территорий,
занимаемых ТЭС; рекультивация терриконов и др.).
Развитие производства синтетического жидкого топлива из угля.
Альтернативные источники энергии с точки зрения экономической и
экологической выгоды. Получение биогаза из бытовых отходов. Понятие о
комплексном использовании органического ископаемого топлива.
Природозащитные мероприятия в промышленности, добывающей и
перерабатывающей ископаемое топливо.
Демонстрационные опыты:
1. Способы очистки воды от нефтяного загрязнения.
2. Действие нефти и нефтепродуктов на растения.
Тема: Кислородосодержащие органические соединения.
Спирты и фенолы. Токсичность спиртов. Действие метанола и этанола на
организм человека. Этанол - социальный токсин. Здоровый образ жизни
-путь к избавлению от алкоголизма. Метанол — топливо будущего.
Биологическая роль этиленгликоля и глицерина.
Токсичность фенолов. Причины попадания фенолов в природную среду,
их отрицательное действие на живые организмы. Методы обезвреживания
фенолов.
Демонстрационные опыты:
1. Действие этанола на белок.
2. Действие фенола на водную экосистему (аквариум).
Тема: Альдегиды. Карбоновые кислоты.
Альдегиды и карбоновые кислоты в живой природе. Токсичность
альдегидов и некоторых карбоновых кислот. Превращение этилового спирта
в уксусный альдегид в организме человека и последствия этого процесса.
Антропогенные источники альдегида в биосфере. Синтетические моющие
средства (CMC) как загрязнители природной среды. Меры по
предупреждению попадания CMC в водоёмы. Способы нейтрализации CMC,
удаления их с поверхности воды.
Демонстрационные опыты:
1. Действие CMC на водную экосистему (аквариум).
2. Способы очистки воды от CMC.
12
Тема: Жиры.
Растительные и животные жиры. Биологические функции жиров.
Питательная ценность жиров. Причины нарушения обмена жиров в
организме человека; возникновение патологий. Проблема ожирения;
культура питания. Переработка природных жиров для получения непищевой
продукции как пример нерационального использования природных ресурсов.
Замена пищевого сырья на не пищевое в производстве мыла, олифы,
масляных красок и т.д. Совершенствование способов утилизации отходов в
производстве и переработке жиров.
Демонстрационный опыт:
Качественная реакция на жиры.
Лабораторный опыт:
Эмульгирование жиров.
Тема: Углеводы.
Биологическая роль углеводов. Участие углеводов в обмене веществ в
организме человека, основные этапы этого процесса. Спиртовое и
молочнокислое брожение в организме человека. Молочная кислота - причина
утомляемости.
Производство сахара. Отходы сахарных заводов как загрязнители, пути их
утилизации. Условия хранения продукции на заводах (сахарная пыль
взрывоопасна). Профзаболевания работников сахарных заводов.
Целлюлозно-бумажная промышленность и проблема загрязнения воздуха
и водоёмов отходами этого производства. Образование диоксинов в процессе
отбеливания бумаги. Диоксины - аллергены, канцерогены, мутагены.
Природозащитные мероприятия по снижению газопылевых выбросов в
атмосферу. Способы очистки сточных вод: физико-химические и
биологические. Извлечение фенола из сточных вод и его обезвреживание.
Экологически чистые способы отбеливания бумаги.
Лабораторные опыты:
1. Обнаружение молочной кислоты в скисшем молоке и мышечной ткани.
2. Выделение лактозы из молока и определение её свойств.
3. Обнаружение пентоз в биологическом материале (опилках, отрубях,
жмыхе).
Тема: Азотосодержащие органические соединения
Амины. Амины как продукты превращения аминокислот в организме
человека. Биологическая роль аминов. Токсичность ароматических аминов.
13
Образование в организме нитрозоаминов (ядов) по схеме: нитратынитриты-нитрозоамины. Проблема получения экологически чистых
продуктов питания.
Аминокислоты. Биологическая роль аминокислот. Заменимые и
незаменимые аминокислоты. Проблема сбалансированного питания.
Применение аминокислот в пищевой промышленности, медицине (для
лечения некоторых заболеваний), животноводстве, ветеринарии.
Белки. Белки - главные носители жизни. Важнейшие биологические
функции белков в организме человека. Растительные и животные белки.
Проблема голода и пути ее решения. Понятие о биотехнологии. Сырье для
получения искусственного белка, кормовых добавок для
сельскохозяйственных животных, лекарственных препаратов для населения.
Отходы биотехнологической промышленности как загрязнители
окружающей среды, их негативное влияние на здоровье человека. Создание
экологически чистых технологий, совершенствование способов очистки
отходов, производство экологически чистой продукции — основные
направления развития биотехнологии.
Практические занятия. 1. Обнаружение белка в курином яйце, молоке,
твороге, мясе и мясном
бульоне.
2. Обнаружение в составе белков углерода, азота, серы.
3. Действие солей тяжелых металлов на белок (соли свинца, меди, ртути).
4. Действие кислот (минеральных и органических) и щелочей на белок.
5. Действие ферментов слюны на крахмал.
Тема: Гетероциклические соединения
Общие сведения о гетероциклических соединениях, их нахождении в
природе. Биологическая роль гетероциклов. Использование
гетероциклических соединений в медицине, сельском хозяйстве.
Пиррол — представитель пятичленных гетероциклов. Природные
соединения на основе пиррола и продуктов его восстановления: хлорофилл,
гемоглобин, аминокислота триптофан, гетероауксины (стимуляторы роста
растений), индиго ( краситель синего цвета) и др.
I Гири дин - представитель шестичленных гетероциклов. Биологически
активные соединения, содержащие ядра пиридина- витамин Вб, витамин РР,
алкалоиды (никотин, конин - токсины растительного происхождения), их
использование
в
медицине,
сельском
хозяйстве.
Тема: Синтетические высокомолекулярные соединения.
Значение синтетических полимеров в жизни человека. Проблема загрязнения
окружающей среды отходами и продукцией в производстве полимеров.
Создание полимеров, способных разрушаться в природной среде под
воздействием природных факторов.
Требования к знаниям и умениям учащихся X класса.
Учащиеся должны знать:
зависимость появления токсичности у органических соединений от состава
и строения их молекул;
роль метана в органическом мире и в глобальном круговороте углерода;
о проблеме загрязнения природной среды ароматическими углеводородами
(причины, опасность, способы обезвреживания);
о негативной роли ядохимикатов (на основе ароматических углеводородов)
в природной среде;
об экологических требованиях к химическим средствам защиты растений
по их применению;
о новых препаратах (их достоинствах и недостатках); о биологических
способах борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур;
о проблеме истощения невозобновляемых источниках энергии;
о проблеме загрязнения природной среды продуктами сгорания природного
газа, нефти и нефтепродуктов, каменного угля;
содержание понятия «парниковый эффект»; пути решения проблемы;
о проблеме загрязнения Мирового океана нефтью и нефтепродуктами;
основных способах очистки водоёмов от нефтяного загрязнения;
перспективные направления в сжигании и переработке угля с точки зрения
экологической безопасности;
пути рационального использования природных источников углеводородов;
важнейшие природозащитные мероприятия в промышленности ,
добывающей и перерабатывающей ископаемое топливо;
о действии спиртов на организм человека, их токсичности (на примере
метанола и этанола); о проблеме алкоголизма;
о возможности использования спиртов в качестве топлива (на примере
метанола);
о токсичности фенолов; причинах их попадания в природную среду и
методах их обезвреживания;
о токсичности альдегидов, карбоновых кислот, их действие на организм
человека;
о проблеме загрязнения окружающей среды CMC;
15
о проблеме загрязнения природной среды отходами целлюлозно-бумажной
промышленности.
Учащиеся должны знать:
предполагать возможность проявления органическим веществом
токсичности по его структурной формуле;
сравнивать и объяснять роль метана и углекислого газа в глобальном
круговороте углерода;
обнаруживать фенолы в образцах воды;
составлять схемы миграции ядохимикатов по пищевым цепям,
прогнозировать последствия их накопления в живых системах;
обосновывать преимущества биологических методов борьбы с вредителями
сельскохозяйственных культур по сравнению с химическими средствами;
анализировать с точки зрения экономической и экологической выгоды,
преимущества и недостатки различных источников энергии;
объяснить влияние нефти нефтепродуктов на биологические системы, на
изменение климата;
применять лабораторные методы очистки поверхности воды от нефтяного
загрязнения;
прогнозировать последствия загрязнения природной среды отходами
коксохимического производства, теплоэлектростанций, работающих на угле
и мазуте; определять основные пути решения проблемы;
приводить примеры действия спиртов, фенолов, альдегидов и других
органических соединений на организм человека.
XI класс
Тема: Периодический закон и периодическая система химических
элементов Д. И. Менделеева.
Содержание химических элементов в организме человека. Макро-, микро-,
и ультрамикроэлементы. Важнейшие элементы- биогены, особенности
строения их атомов, способность к образованию специфических связей.
Закономерности, обусловливающие изменение биологических свойств
элементов ( в виде их соединений ). Химический состав организма как
отражение химического состава окружающей человека среды. Изменение
качества среды обитания - причина экологического кризиса на планете.
Международное сотрудничество в области сохранения биосферы Земли.
16
Тема: Строение вещества.
Зависимость биологических функций от состава и строения веществ.
Причины проявления веществом токсичности (виды связи, строение
молекулы, тип кристаллической решетки, агрегатное состояние).
Обезвреживание токсичных веществ — изменение их состава и строения.
Тема: Химические реакции.
Типы химических реакций. Условия протекания химических реакций.
Реакции, протекающие в «неживой природе». Реакции, протекающие в
живых организмах ( биокаталитические процессы ). Реакции, лежащие в
основе биогеохимических круговоротов веществ. Изменения в основных
круговоротах, связанные с загрязнением окружающей среды ( нарушение
биокаталитических процессов из-за изменения концентрации реагирующих
веществ или появления других, неспецифичных, биокатализаторов,
изменение рН среды, температуры и др.). Химические реакции, лежащие в
основе саморегуляции природных систем ( самоочищение водоемов и почвы,
действие буферных систем и др.). Химические реакции, направленные на
поддержание равновесных условий биохимических и химических процессов
в биосфере (природоохранные мероприятия ).
Демонстрационные опыты
Химические реакции различных типов, иллюстрирующие процессы: а)
происходящие естественно в природной среде; б) происходящие в результате
антропогенного воздействия; в) проводимые с целью защиты среды обитания
или восстановления биологического равновесия.
Тема: Неметаллы
Неметаллы в организме человека, их биологическая роль. Примеры
соединений неметаллов - основных загрязнителей биосферы. Глобальные
экологические изменения, которые могут вызвать эти загрязнители. Пути
сохранения чистоты биосферы.
Тема: Металлы.
Двойственная роль металлов в отношении живой природы. Проблема
«металлизации» окружающей человека среды: причины, последствия, пути
решения.
17
Требования к знаниям и умениям учащихся XI класса.
Учащиеся должны знать:
о биологической роли аминокислот, белков, жиров, углеводов; о понятии
сбалансированного питания и возможных путях решения проблемы голода в
некоторых регионах Земли;
содержание понятия «биотехнология» (проблема создания искусственной
пищи, кормового белка, лекарственных препаратов, витаминов);
о роли химии в познании окружающего мира;
вклад химии и химической технологии в развитие важнейших направлений
хозяйственной деятельности человека в соответствии с задачами охраны
среды и жизни человека;
основные химические методы, используемые в экологических
исследованиях, в решении проблемы защиты окружающей среды;
характер и причины возникновения экологических проблем (локального,
регионального и глобального уровней);
об изменении качества природной среды вследствие химического
загрязнения и последствиях, связанных с этим процессом (на уровне
экосистем, здоровья человека);
компоненты природной среды; факторы, действующие на экосистемы;
экологические законы и принципы;
основные причины и последствия нарушения природного равновесия;
влияние различных форм хозяйственной деятельности и загрязнения
природной среды на биологические ресурсы;
простейшие экологические циклы и их функционирование
(самовосстановление в естественных условиях и деградация в результате
антропогенного воздействия);
сущность понятий «экологический кризис», «антропогенный пресс»,
«экологическая безопасность»;
сущность экологических понятий: живой организм, экосистема,
экологические факторы, биосфера, биогеохимические циклы, трофические
цепи и сети, жизнь, природа, окружающая среда ;
сущность понятий: загрязнитель, загрязнение, источник загрязнения,
нормирование качества среды (ПДК, ПДВ) ;
о роли экологических знаний как научной основы рационального
природопользования и охраны природы;
нормы и правила поведения в природной среде;
аспекты глобальной экологической проблемы: технико-экономический,
политический, социально-культурный (на уровне примеров);
о роли химии в решении экологических проблем.
18
Учащиеся должны уметь:
составлять схемы сбалансированного питания (с учётом индивидуальных
особенностей организма);
анализировать и оценивать процесс формирования и проведения общественной
политики в области защиты окружающей среды, а также роль каждого гражданина в
этом процессе;
применять знания по химии для объяснения причин возникновения экологических
проблем (разного уровня) и поиска путей их решения;
прогнозировать последствия воздействия антропогенного фактора на природные
экосистемы;
использовать дополнительный информационный материал для проведения
исследований по изучению местных экологических проблем.
19
Введение. Общая характеристика химических элементов. (5 ч.)
1.Характеристика хим.
элемента на основе его
положения в ПСХЭ.
Повтор.беседа,упр.
2.Амфотерные оксиды
и гидроксиды
Рассказ,беседа,упр.
3.Периодический з-н
и система хим.эл-ов
Д.И.Менделеева
Повтор.беседа.
4.Урок-упражнений:
описание свойств х\э
на основе положения в
ПСХЭ.
Беседа, упражнения.
5.Химические св-ва
основных классов неор
ганич.соединений.
Упражнения.
З.строение атома.У.давать хар-ку эл-ту
по плану,составлять генетические ряды.
Физика,история
З. понятие амфотерности. У. составлять ур-я х\р
амфотеных соединений с кислотами и щелочами.
Значение Сr,Zn,Al на организм человека.
З.физический смысл порядкового № х\э, № группы,
периода.У. выявлять закономерность измениения
хим.св-в веществ и их соединений.
З.классификацию и свойства основных классов
неорганических соединений.
Значение и метаболизм основных классов неорганических соединений.
У.составлять молекулярные и ионные ур-я химических
реакций.
Тема 1. М Е Т А Л Л Ы ( 22 ч.)
6.Значение металлов в
жизни человеческого
общества.
Реферирование
7.Положение металлов
в ПСХЭ.
Рассказ с элементами
беседы.
8.Физические св-ва
металлов.
Беседа,раб.с литер.
9.Сплавы
Беседа, раб. С коллек.
10.Химические св-ва
металлов.
Беседа, лаб.опыты
11.Электро-химич. ряд
напряжений Ме
Лекция с элементами
упр-й
12.Получение металлов
Лекция, упр.
13.Коррозия Ме.
Беседа.
14.Щелочные Ме.
Лекция, упр.
З понятия черных и цветных металлов.
Экономическое значение сплавов металлов.Кольчугинский з-д цв.мет-ов.Экологические проблемы переработки цветных металлов.
З.периодическую зависимость св-в Ме от положения в
ПСХЭ, основные физические и хим-е св-ва Ме 1 и 2
групп.
Значение Na, K, Ca в организме человека.
З.физические св-ва Ме и их применение.
З. виды сплавов их классификацию и свойства.
Перспективы развития Кольчугинского з-да цв. мет-в.
З.хим. св-ва Ме, уметь составлять о-в, ионные и молек-е
ур-я хим.реакций.
З. особенности взаимодействия Ме с кислотами и растворами солей.
Экрномический ущерб от о-в процессов Ме в природе и
хоз-й деятельости человека.
З. основные способы произв-ва Ме, нахождение Ме в
природе.
Экологические проблемы при про-ве Ме и сплавов,
пути их решения.
З. виды, мех-м коррозии и способы защиты от нее.
Экономический ущерб от коррозии.
З. физ. и хим. св-ва щелочных Ме, основные соединения, применение.
Значение натрия и калия в организме человека.
15.Бериллий, магний
и щелочно-земельн.Ме
Рассказ с элем. Беседы
16.Соединения щ-з Ме
Беседа,раб с коллекц.
17.Алюминий.
Рассказ, работа с колл.
18.Соединения алюминия.
Беседа, лаб. опыты
19.Металлы главных
п\гр.
Семинар
20.Практическая раб.№1
Определение выхода
продукта р-ии.
21.Практическая раб.№2
«Осуществление цепей
хим. превращений»
22.Железо.
Лекция с элем.беседы
23.Соединения железа.
Беседа, лаб.опыт
24.Практическая раб.№3
«Качественные реакции
на ионы Ме» .
25. Роль тяжелых Ме в
жизни человека.
Конференция
26.Практическая раб.№4
«Решение эксперим-х
задач на распознавание и
получение вещетв»
27.Обобщение и систем-я
Знаний по теме «Металлы»
28.Контрольная раб.№1
У. давать сравнительную хар-ку Ме гл п\гр 2 гр.
З. св-ва,нахождение в природе, применение основных
соединений щ-з Ме.
Биологическая роль кальция и магния, жесткость воды и способы ее устранения.
З. св-ва алюминия и его соединений на основе его положения в ПСХЭ.
Экономическое значение вторичной перерабоки
алюминия.
З. основные природные соединения алюминия и их
использование, амфотерный характер свойств.
Закрепить знания о Ме главных п\р, их соединений
на основе их положения в ПСХЭ.
У.определять выход продукта р-ии от теоретически
возможного.
Закрепить знания о хим. св-х Ме, умения и навыки
работы с лабораторным оборудованием.
З. физические и химические св-ва железа
Экологические проблемы при произ-ве черных Ме,
значение ионов железа в организме человека.
З. основные соединения железа 11 и 111, качественные
реакции на ионы железа.
Закрепить знания качественных реакций на ионы
металлов и умения работать с лабор.оборудованием.
Закрепить и расширить знания о значении металлов и
их соединений для человека.
Валеологические аспекты применения соединений тяжелых Ме, экологические проблемы утилизации соединений меди, ртути, свинца и кадмия.
Закрепить знания о химических св-х металлов и их
соединений на практике.
Закрепить и обобщить знания по теме «Металлы»,
отработать умения и навыки написания о-в, ионных,
молекулярных ур-й реакций.
Проверить степень усвоения знаний учащимися.
Тема 2. Н Е М Е Т А Л Л Ы ( 36 ч.)
29.Неметаллы.
Беседа,раб. с коллекц.
30.Химические элементы
в клетках живых организмов.
Конференция.
31.Галогены.
Киноурок.
32.Получение и примененение галогенов.
Рассказ с элем.беседы
З. положение неМе в ПСХЭ, их физ.св-ва, состав
воздуха.
Экология атмосферы.
З. биологическую роль микро и макроэлементов.
Биологическая роль микро и макроэлементов в
жизнедеятельности растений,животных и человека.
З. физические и химические св-ва галогенов, уметь
объяснять их с позиций строения атома.
З.основные природные соединения галогенов,их нахождение в природе и основные области применения
Биологическая роль брома и йода для организма че-
33.Соляная кислота и ее
соли.
Рассказ, лабор. опыты
34.Обобщение по теме:
«Галогены»
Урок –упражнений.
35.Практическая раб.№5
«Получение соляной
кислоты,изучение ее
свойств».
36.Контрольная раб.№2
37.Кислород.
Беседа,лаб.опыты
38.Сера.
Киноурок.
39.Оксиды серы,
сернистая кислота и
ее соли.
Рассказ с элем.беседы.
40.Серная кислота
Беседа, кинофрагм.
41.Соли серной кислоты
Рассказ, лаб. опыты
42.Практическая раб.№6
«Решение эксперим-х
задач»
43.Азот.
Лекция.
44.Аммиак.
Рассказ, лаб. опыты
45.Соли аммония.
Беседа, лаб. опыты
46.Практическая раб.№7
«Получение аммиака,
изучение его свойств»
47.Оксиды азота.
Лекция
48.Азотная кислота.
Рассказ, дем. опыты
49.Нитраты.
Беседа.
ловека, хлорорганические загрязнители атмосферы.
З.основные свойства соляной кислоты, уметь записывать ур-я хим.р-й с участием соляной кислоты и
ее соединений.
Биологическое значения р-ра соляной кислоты в организме человека.
Закрепить знания по теме и навыки решения расчетных задач.
З. навыки работы с лаб. оборудованием и хим. реактивами, проделать качественные реакции на соляную кислоту иее соли.
Проверить степень усвоения темы учащимися.
З.способы получения, применение и свойства кислорода.
Значение кислорода в атмосфере, литосфере и гидросфере. Роль кислорода в процессах дыхания и фотосинтеза.Экологические проблемы.
З. природные соединения серы, ее аллотропные
модификации, применение.
Положительное и отрицательное значение сероводорода в природе.
З. химические св-ва оксидов серы, уметь иллюстрировать их хим. ур-ми реакций.
Кислотные дожди-как результат загрязнения атмосры оксидами серы.
З. особенности хим. свойств серной кислоты, уметь
подтверждать их о-в ур-ми реакций, знать основнные принципы и стадии пр-ва серной кислоты.
Экологические проблемы, связанные с пр-вом серной кислоты.
Уметь качественно определять сульфат-ионы, знать
основные области применения сульфатов.
Закрепить практические навыки и теоретические
знания по теме «Элементы п\гр кислорода»
З. хим. и физ. св-ва азота, нахождение в природе и
основные области применения.
Биологическое значение азота, круговорот азота в
природе.
З. физ. и хим. св-ва аммиака, донорно-акцепторный
механизм образования связи, основные отрасли
менения, промышленный синтез.
Экологические проблемы,связанные с промышленными выбросами аммиака в атмосферу.
З. способы получения солей аммония, качественную реакцию на ион аммония, основные области
применения.
Закрепить знания о качественных реакциях, умения работать с лабораторным оборудованием.
З. физические и химические св-ва оксидов азота,
основные области применения.
Экологические проблемы, связанные с выбросом
в атмосферу моноксида и диоксида азота.
З. особенности взаимодействия азотной кислоты
с металлами.
З. способы получения, применение и химические
св-ва нитратов.
Накопление нитратов в продуктах растениеводства.
50.Практическая раб.№8
«Решение экспериментальных задач»
51. Фосфор.
Киноурок.
52.Соединения фосфора.
Рассказ с элем. беседы
53.Решение расчетных
задач.
Урок-упражнений
54.Обобщение по темам:
«Сера. Азот.Фосфор».
Урок-упражнений
55.Контрольная работа №3
56. Углерод.
Лекция.
57.Оксиды углерода.
Ролевая игра.
58.Угольная кислота
и ее соли.
Конференция
59.Практическая раб.№9
«Получение углекислого
газа. Распознавание
карбонатов.»
60.Кремний.
Киноурок.
61.Силикаты.
Беседа, упр.
62.Силикатная пр-ть
Конференция
63.Решение расчетных задач.
Урок-упражнений
64.Обобщение и систематизация знаний по темам:
Урок-упражнений
«Углерод.Кремний»
65.Контрольная раб.№ 4
(итоговая)
66.Повторение.
67.Повторение.
68.Повторение.
Закрепить знания о химических св-вах соединений
азота, уметь осуществлять цепи превращений.
З. аллотропные модификации фосфора, их физические и химические св-ва, нахождение в природе,
применение.
Значение фосфора в организме человека, кругорот фосфора в природе.
З. химические св-ва солей фосфора и фосфорной
кислоты, качественную реакцию на фосфат-ион.
Закрепить навыки решения расчетных задач на
избыток-недостаток.
Закрепить и обобщить знания по темам: «Сера.
Азот. Фосфор.», отработать умения и навыки
написания ионных, окислительно-восстанов.
реакций.
Проверить степень усвоения знаний учащимися.
З. строение атома углерода, его аллотропные
модификации, их физические и химические св-ва,
основные области применения.
Круговорот углерода в природе, биологическое
значение углерода.
З. строение молекул, физические и химические
свойства и области применения оксидов углерода.
Экологические проблемы, связанные с накоплением моноксида и диоксида углерода в атмосфере.
З. свойства угольной кислоты и ее солей, качественную реакцию на карбонат-ион, области применения и нахождение карбонатов в природе.
Жесткость воды как показатель качества воды.
Закрепить умения и навыки работы с лабораторным оборудованием, закрепить знания о качест-венных реакциях.
З. строение атома, физические и химические св-ва
кремния, его основные соединения, значение для
человека.
Биологическое значение кремния.
З. физические и химические св-ва силикатов, области применения.
З. основные принципы пр-ва стекла, цемента, керамических изделий.
Пр-во кирпича в г.Владимире, стекольное дело в
Гусь-Хрустальном районе.
Закрепить навыки и умения решения расчетных
задач основных типов.
Закрепить и обобщить знания по темам «Углерод.
Кремний.», навыки написания хим. ур-й реакций.
Проверить знания учащихся по основным разделам неорганической химии.
Повторить основные понятия и законы химии.
Повторить алгоритмы решения расчетных задач
Повторить качественные реакции на основные
руппы катионов и анионов.
ТЕМАТИЧЕСКОЕ
ПЛАНИРОВАНИЕ
ХИМИЯ
9 кл.
2008 – 2009 уч.год
Преподаватель: Буткеева Н.Р.
Объяснительная записка.
Тематическое планирование по курсу «Химия 9 класс» составлено по программе
Габриеляна О.С., базового уровня, построенная на основе концентрической
концепции школьного химического образования.
Планирование рассчитано на 68 ч.- два учебных часа в неделю, содержит
следующие разделы: тема урока, тип урока, планируемые результаты,
возможность реализации экологического и регионального компонентов.
Выбранная мной программа курса химии-9кл содержит ведущие идеи:
-в природе существует связь между составом, строением веществ и их
свойствами,
-знание законов химии дает возможность управлять химическими
превращениями веществ,
-развитие химической науки служит интересам человечества.
Теоретическую основу изучения неорганической химии составляют
атомно-молекулярное учение с краткими сведениями о строении атомов,
периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.
Менделеева, закономерности протекания химических реакций.
Данные теоретические основы курса позволяют учащимся не только объяснять
свойства изучаемых веществ, но и прогнозировать свойства веществ, которые не
изучались в этом курсе.
Значительное место в содержании курса отводится химическому эксперименту ( 9
практических работ). При выполнении его у учащихся формируется умение
правильно обращаться с веществами. Химический эксперимент служит
источником знаний, основой для выдвижения гипотез и их проверки, раскрывает
теоретико-экспериментальный характер химической науки.
Курс включает материал, в процессе преподавания которого открывается
возможность реализовать систему обобщений. Реализация в процессе обучения
системы обобщений позволит учащимся не только лучше усвоить знания основ
химической науки, но и понять роль и место химии среди других наук о природе, а
также значение ее для человечества.
Введение. Общая характеристика химических элементов. (5 ч.)
1.Характеристика хим.
элемента на основе его
положения в ПСХЭ.
Повтор.беседа,упр.
2.Амфотерные оксиды
и гидроксиды
Рассказ,беседа,упр.
3.Периодический з-н
и система хим.эл-ов
Д.И.Менделеева
Повтор.беседа.
4.Урок-упражнений:
описание свойств х\э
на основе положения в
ПСХЭ.
Беседа, упражнения.
5.Химические св-ва
основных классов неор
ганич.соединений.
Упражнения.
З.строение атома.У.давать хар-ку эл-ту
по плану,составлять генетические ряды.
Физика,история
З. понятие амфотерности. У. составлять ур-я х\р
амфотеных соединений с кислотами и щелочами.
Значение Сr,Zn,Al на организм человека.
З.физический смысл порядкового № х\э, № группы,
периода.У. выявлять закономерность измениения
хим.св-в веществ и их соединений.
З.классификацию и свойства основных классов
неорганических соединений.
Значение и метаболизм основных классов неорганических соединений.
У.составлять молекулярные и ионные ур-я химических
реакций.
Тема 1. М Е Т А Л Л Ы ( 22 ч.)
6.Значение металлов в
жизни человеческого
общества.
Реферирование
7.Положение металлов
в ПСХЭ.
Рассказ с элементами
беседы.
8.Физические св-ва
металлов.
Беседа,раб.с литер.
9.Сплавы
Беседа, раб. С коллек.
10.Химические св-ва
металлов.
Беседа, лаб.опыты
11.Электро-химич. ряд
напряжений Ме
Лекция с элементами
упр-й
12.Получение металлов
Лекция, упр.
13.Коррозия Ме.
Беседа.
14.Щелочные Ме.
Лекция, упр.
15.Бериллий, магний
З понятия черных и цветных металлов.
Экономическое значение сплавов металлов.Кольчугинский з-д цв.мет-ов.Экологические проблемы переработки цветных металлов.
З.периодическую зависимость св-в Ме от положения в
ПСХЭ, основные физические и хим-е св-ва Ме 1 и 2
групп.
Значение Na, K, Ca в организме человека.
З.физические св-ва Ме и их применение.
З. виды сплавов их классификацию и свойства.
Перспективы развития Кольчугинского з-да цв. мет-в.
З.хим. св-ва Ме, уметь составлять о-в, ионные и молек-е
ур-я хим.реакций.
З. особенности взаимодействия Ме с кислотами и растворами солей.
Экрномический ущерб от о-в процессов Ме в природе и
хоз-й деятельости человека.
З. основные способы произв-ва Ме, нахождение Ме в
природе.
Экологические проблемы при про-ве Ме и сплавов,
пути их решения.
З. виды, мех-м коррозии и способы защиты от нее.
Экономический ущерб от коррозии.
З. физ. и хим. св-ва щелочных Ме, основные соединения, применение.
Значение натрия и калия в организме человека.
У. давать сравнительную хар-ку Ме гл п\гр 2 гр.
и щелочно-земельн.Ме
Рассказ с элем. Беседы
16.Соединения щ-з Ме
Беседа,раб с коллекц.
17.Алюминий.
Рассказ, работа с колл.
18.Соединения алюминия.
Беседа, лаб. опыты
19.Металлы главных
п\гр.
Семинар
20.Практическая раб.№1
Определение выхода
продукта р-ии.
21.Практическая раб.№2
«Осуществление цепей
хим. превращений»
22.Железо.
Лекция с элем.беседы
23.Соединения железа.
Беседа, лаб.опыт
24.Практическая раб.№3
«Качественные реакции
на ионы Ме» .
25. Роль тяжелых Ме в
жизни человека.
Конференция
26.Практическая раб.№4
«Решение эксперим-х
задач на распознавание и
получение вещетв»
27.Обобщение и систем-я
Знаний по теме «Металлы»
28.Контрольная раб.№1
З. св-ва,нахождение в природе, применение основных
соединений щ-з Ме.
Биологическая роль кальция и магния, жесткость воды и способы ее устранения.
З. св-ва алюминия и его соединений на основе его положения в ПСХЭ.
Экономическое значение вторичной перерабоки
алюминия.
З. основные природные соединения алюминия и их
использование, амфотерный характер свойств.
Закрепить знания о Ме главных п\р, их соединений
на основе их положения в ПСХЭ.
У.определять выход продукта р-ии от теоретически
возможного.
Закрепить знания о хим. св-х Ме, умения и навыки
работы с лабораторным оборудованием.
З. физические и химические св-ва железа
Экологические проблемы при произ-ве черных Ме,
значение ионов железа в организме человека.
З. основные соединения железа 11 и 111, качественные
реакции на ионы железа.
Закрепить знания качественных реакций на ионы
металлов и умения работать с лабор.оборудованием.
Закрепить и расширить знания о значении металлов и
их соединений для человека.
Валеологические аспекты применения соединений тяжелых Ме, экологические проблемы утилизации соединений меди, ртути, свинца и кадмия.
Закрепить знания о химических св-х металлов и их
соединений на практике.
Закрепить и обобщить знания по теме «Металлы»,
отработать умения и навыки написания о-в, ионных,
молекулярных ур-й реакций.
Проверить степень усвоения знаний учащимися.
Тема 2. Н Е М Е Т А Л Л Ы ( 36 ч.)
29.Неметаллы.
Беседа,раб. с коллекц.
30.Химические элементы
в клетках живых организмов.
Конференция.
31.Галогены.
Киноурок.
32.Получение и примененение галогенов.
Рассказ с элем.беседы
З. положение неМе в ПСХЭ, их физ.св-ва, состав
воздуха.
Экология атмосферы.
З. биологическую роль микро и макроэлементов.
Биологическая роль микро и макроэлементов в
жизнедеятельности растений,животных и человека.
З. физические и химические св-ва галогенов, уметь
объяснять их с позиций строения атома.
З.основные природные соединения галогенов,их нахождение в природе и основные области применения
Биологическая роль брома и йода для организма человека, хлорорганические загрязнители атмосферы.
33.Соляная кислота и ее
соли.
Рассказ, лабор. опыты
34.Обобщение по теме:
«Галогены»
Урок –упражнений.
35.Практическая раб.№5
«Получение соляной
кислоты,изучение ее
свойств».
36.Контрольная раб.№2
37.Кислород.
Беседа,лаб.опыты
38.Сера.
Киноурок.
39.Оксиды серы,
сернистая кислота и
ее соли.
Рассказ с элем.беседы.
40.Серная кислота
Беседа, кинофрагм.
41.Соли серной кислоты
Рассказ, лаб. опыты
42.Практическая раб.№6
«Решение эксперим-х
задач»
43.Азот.
Лекция.
44.Аммиак.
Рассказ, лаб. опыты
45.Соли аммония.
Беседа, лаб. опыты
46.Практическая раб.№7
«Получение аммиака,
изучение его свойств»
47.Оксиды азота.
Лекция
48.Азотная кислота.
Рассказ, дем. опыты
49.Нитраты.
Беседа.
50.Практическая раб.№8
З.основные свойства соляной кислоты, уметь записывать ур-я хим.р-й с участием соляной кислоты и
ее соединений.
Биологическое значения р-ра соляной кислоты в организме человека.
Закрепить знания по теме и навыки решения расчетных задач.
З. навыки работы с лаб. оборудованием и хим. реактивами, проделать качественные реакции на соляную кислоту иее соли.
Проверить степень усвоения темы учащимися.
З.способы получения, применение и свойства кислорода.
Значение кислорода в атмосфере, литосфере и гидросфере. Роль кислорода в процессах дыхания и фотосинтеза.Экологические проблемы.
З. природные соединения серы, ее аллотропные
модификации, применение.
Положительное и отрицательное значение сероводорода в природе.
З. химические св-ва оксидов серы, уметь иллюстрировать их хим. ур-ми реакций.
Кислотные дожди-как результат загрязнения атмосры оксидами серы.
З. особенности хим. свойств серной кислоты, уметь
подтверждать их о-в ур-ми реакций, знать основнные принципы и стадии пр-ва серной кислоты.
Экологические проблемы, связанные с пр-вом серной кислоты.
Уметь качественно определять сульфат-ионы, знать
основные области применения сульфатов.
Закрепить практические навыки и теоретические
знания по теме «Элементы п\гр кислорода»
З. хим. и физ. св-ва азота, нахождение в природе и
основные области применения.
Биологическое значение азота, круговорот азота в
природе.
З. физ. и хим. св-ва аммиака, донорно-акцепторный
механизм образования связи, основные отрасли
менения, промышленный синтез.
Экологические проблемы,связанные с промышленными выбросами аммиака в атмосферу.
З. способы получения солей аммония, качественную реакцию на ион аммония, основные области
применения.
Закрепить знания о качественных реакциях, умения работать с лабораторным оборудованием.
З. физические и химические св-ва оксидов азота,
основные области применения.
Экологические проблемы, связанные с выбросом
в атмосферу моноксида и диоксида азота.
З. особенности взаимодействия азотной кислоты
с металлами.
З. способы получения, применение и химические
св-ва нитратов.
Накопление нитратов в продуктах растениеводства.
Закрепить знания о химических св-вах соединений
«Решение экспериментальных задач»
51. Фосфор.
Киноурок.
52.Соединения фосфора.
Рассказ с элем. беседы
53.Решение расчетных
задач.
Урок-упражнений
54.Обобщение по темам:
«Сера. Азот.Фосфор».
Урок-упражнений
55.Контрольная работа №3
56. Углерод.
Лекция.
57.Оксиды углерода.
Ролевая игра.
58.Угольная кислота
и ее соли.
Конференция
59.Практическая раб.№9
«Получение углекислого
газа. Распознавание
карбонатов.»
60.Кремний.
Киноурок.
61.Силикаты.
Беседа, упр.
62.Силикатная пр-ть
Конференция
63.Решение расчетных задач.
Урок-упражнений
64.Обобщение и систематизация знаний по темам:
Урок-упражнений
«Углерод.Кремний»
65.Контрольная раб.№ 4
(итоговая)
66.Повторение.
67.Повторение.
68.Повторение.
азота, уметь осуществлять цепи превращений.
З. аллотропные модификации фосфора, их физические и химические св-ва, нахождение в природе,
применение.
Значение фосфора в организме человека, кругорот фосфора в природе.
З. химические св-ва солей фосфора и фосфорной
кислоты, качественную реакцию на фосфат-ион.
Закрепить навыки решения расчетных задач на
избыток-недостаток.
Закрепить и обобщить знания по темам: «Сера.
Азот. Фосфор.», отработать умения и навыки
написания ионных, окислительно-восстанов.
реакций.
Проверить степень усвоения знаний учащимися.
З. строение атома углерода, его аллотропные
модификации, их физические и химические св-ва,
основные области применения.
Круговорот углерода в природе, биологическое
значение углерода.
З. строение молекул, физические и химические
свойства и области применения оксидов углерода.
Экологические проблемы, связанные с накоплением моноксида и диоксида углерода в атмосфере.
З. свойства угольной кислоты и ее солей, качественную реакцию на карбонат-ион, области применения и нахождение карбонатов в природе.
Жесткость воды как показатель качества воды.
Закрепить умения и навыки работы с лабораторным оборудованием, закрепить знания о качест-венных реакциях.
З. строение атома, физические и химические св-ва
кремния, его основные соединения, значение для
человека.
Биологическое значение кремния.
З. физические и химические св-ва силикатов, области применения.
З. основные принципы пр-ва стекла, цемента, керамических изделий.
Пр-во кирпича в г.Владимире, стекольное дело в
Гусь-Хрустальном районе.
Закрепить навыки и умения решения расчетных
задач основных типов.
Закрепить и обобщить знания по темам «Углерод.
Кремний.», навыки написания хим. ур-й реакций.
Проверить знания учащихся по основным разделам неорганической химии.
Повторить основные понятия и законы химии.
Повторить алгоритмы решения расчетных задач
Повторить качественные реакции на основные
руппы катионов и анионов.
Введение. Общая характеристика химических элементов. (5 ч.)
1.Характеристика хим.
элемента на основе его
положения в ПСХЭ.
Повтор.беседа,упр.
2.Амфотерные оксиды
и гидроксиды
Рассказ,беседа,упр.
3.Периодический з-н
и система хим.эл-ов
Д.И.Менделеева
Повтор.беседа.
4.Урок-упражнений:
описание свойств х\э
на основе положения в
ПСХЭ.
Беседа, упражнения.
5.Химические св-ва
основных классов неор
ганич.соединений.
Упражнения.
З.строение атома.У.давать хар-ку эл-ту
по плану,составлять генетические ряды.
Физика,история
З. понятие амфотерности. У. составлять ур-я х\р
амфотеных соединений с кислотами и щелочами.
Значение Сr,Zn,Al на организм человека.
З.физический смысл порядкового № х\э, № группы,
периода.У. выявлять закономерность измениения
хим.св-в веществ и их соединений.
З.классификацию и свойства основных классов
неорганических соединений.
Значение и метаболизм основных классов неорганических соединений.
У.составлять молекулярные и ионные ур-я химических
реакций.
Тема 1. М Е Т А Л Л Ы ( 22 ч.)
6.Значение металлов в
жизни человеческого
общества.
Реферирование
7.Положение металлов
в ПСХЭ.
Рассказ с элементами
беседы.
8.Физические св-ва
металлов.
Беседа,раб.с литер.
9.Сплавы
Беседа, раб. С коллек.
10.Химические св-ва
металлов.
Беседа, лаб.опыты
11.Электро-химич. ряд
напряжений Ме
Лекция с элементами
упр-й
12.Получение металлов
Лекция, упр.
13.Коррозия Ме.
Беседа.
14.Щелочные Ме.
Лекция, упр.
15.Бериллий, магний
и щелочно-земельн.Ме
З понятия черных и цветных металлов.
Экономическое значение сплавов металлов.Кольчугинский з-д цв.мет-ов.Экологические проблемы переработки цветных металлов.
З.периодическую зависимость св-в Ме от положения в
ПСХЭ, основные физические и хим-е св-ва Ме 1 и 2
групп.
Значение Na, K, Ca в организме человека.
З.физические св-ва Ме и их применение.
З. виды сплавов их классификацию и свойства.
Перспективы развития Кольчугинского з-да цв. мет-в.
З.хим. св-ва Ме, уметь составлять о-в, ионные и молек-е
ур-я хим.реакций.
З. особенности взаимодействия Ме с кислотами и растворами солей.
Экрномический ущерб от о-в процессов Ме в природе и
хоз-й деятельости человека.
З. основные способы произв-ва Ме, нахождение Ме в
природе.
Экологические проблемы при про-ве Ме и сплавов,
пути их решения.
З. виды, мех-м коррозии и способы защиты от нее.
Экономический ущерб от коррозии.
З. физ. и хим. св-ва щелочных Ме, основные соединения, применение.
Значение натрия и калия в организме человека.
У. давать сравнительную хар-ку Ме гл п\гр 2 гр.
Рассказ с элем. Беседы
16.Соединения щ-з Ме
Беседа,раб с коллекц.
17.Алюминий.
Рассказ, работа с колл.
18.Соединения алюминия.
Беседа, лаб. опыты
19.Металлы главных
п\гр.
Семинар
20.Практическая раб.№1
Определение выхода
продукта р-ии.
21.Практическая раб.№2
«Осуществление цепей
хим. превращений»
22.Железо.
Лекция с элем.беседы
23.Соединения железа.
Беседа, лаб.опыт
24.Практическая раб.№3
«Качественные реакции
на ионы Ме» .
25. Роль тяжелых Ме в
жизни человека.
Конференция
26.Практическая раб.№4
«Решение эксперим-х
задач на распознавание и
получение вещетв»
27.Обобщение и систем-я
Знаний по теме «Металлы»
28.Контрольная раб.№1
З. св-ва,нахождение в природе, применение основных
соединений щ-з Ме.
Биологическая роль кальция и магния, жесткость воды и способы ее устранения.
З. св-ва алюминия и его соединений на основе его положения в ПСХЭ.
Экономическое значение вторичной перерабоки
алюминия.
З. основные природные соединения алюминия и их
использование, амфотерный характер свойств.
Закрепить знания о Ме главных п\р, их соединений
на основе их положения в ПСХЭ.
У.определять выход продукта р-ии от теоретически
возможного.
Закрепить знания о хим. св-х Ме, умения и навыки
работы с лабораторным оборудованием.
З. физические и химические св-ва железа
Экологические проблемы при произ-ве черных Ме,
значение ионов железа в организме человека.
З. основные соединения железа 11 и 111, качественные
реакции на ионы железа.
Закрепить знания качественных реакций на ионы
металлов и умения работать с лабор.оборудованием.
Закрепить и расширить знания о значении металлов и
их соединений для человека.
Валеологические аспекты применения соединений тяжелых Ме, экологические проблемы утилизации соединений меди, ртути, свинца и кадмия.
Закрепить знания о химических св-х металлов и их
соединений на практике.
Закрепить и обобщить знания по теме «Металлы»,
отработать умения и навыки написания о-в, ионных,
молекулярных ур-й реакций.
Проверить степень усвоения знаний учащимися.
Тема 2. Н Е М Е Т А Л Л Ы ( 36 ч.)
29.Неметаллы.
Беседа,раб. с коллекц.
30.Химические элементы
в клетках живых организмов.
Конференция.
31.Галогены.
Киноурок.
32.Получение и примененение галогенов.
Рассказ с элем.беседы
33.Соляная кислота и ее
З. положение неМе в ПСХЭ, их физ.св-ва, состав
воздуха.
Экология атмосферы.
З. биологическую роль микро и макроэлементов.
Биологическая роль микро и макроэлементов в
жизнедеятельности растений,животных и человека.
З. физические и химические св-ва галогенов, уметь
объяснять их с позиций строения атома.
З.основные природные соединения галогенов,их нахождение в природе и основные области применения
Биологическая роль брома и йода для организма человека, хлорорганические загрязнители атмосферы.
З.основные свойства соляной кислоты, уметь запи-
соли.
Рассказ, лабор. опыты
34.Обобщение по теме:
«Галогены»
Урок –упражнений.
35.Практическая раб.№5
«Получение соляной
кислоты,изучение ее
свойств».
36.Контрольная раб.№2
37.Кислород.
Беседа,лаб.опыты
38.Сера.
Киноурок.
39.Оксиды серы,
сернистая кислота и
ее соли.
Рассказ с элем.беседы.
40.Серная кислота
Беседа, кинофрагм.
41.Соли серной кислоты
Рассказ, лаб. опыты
42.Практическая раб.№6
«Решение эксперим-х
задач»
43.Азот.
Лекция.
44.Аммиак.
Рассказ, лаб. опыты
45.Соли аммония.
Беседа, лаб. опыты
46.Практическая раб.№7
«Получение аммиака,
изучение его свойств»
47.Оксиды азота.
Лекция
48.Азотная кислота.
Рассказ, дем. опыты
49.Нитраты.
Беседа.
50.Практическая раб.№8
«Решение эксперимен-
сывать ур-я хим.р-й с участием соляной кислоты и
ее соединений.
Биологическое значения р-ра соляной кислоты в организме человека.
Закрепить знания по теме и навыки решения расчетных задач.
З. навыки работы с лаб. оборудованием и хим. реактивами, проделать качественные реакции на соляную кислоту иее соли.
Проверить степень усвоения темы учащимися.
З.способы получения, применение и свойства кислорода.
Значение кислорода в атмосфере, литосфере и гидросфере. Роль кислорода в процессах дыхания и фотосинтеза.Экологические проблемы.
З. природные соединения серы, ее аллотропные
модификации, применение.
Положительное и отрицательное значение сероводорода в природе.
З. химические св-ва оксидов серы, уметь иллюстрировать их хим. ур-ми реакций.
Кислотные дожди-как результат загрязнения атмосры оксидами серы.
З. особенности хим. свойств серной кислоты, уметь
подтверждать их о-в ур-ми реакций, знать основнные принципы и стадии пр-ва серной кислоты.
Экологические проблемы, связанные с пр-вом серной кислоты.
Уметь качественно определять сульфат-ионы, знать
основные области применения сульфатов.
Закрепить практические навыки и теоретические
знания по теме «Элементы п\гр кислорода»
З. хим. и физ. св-ва азота, нахождение в природе и
основные области применения.
Биологическое значение азота, круговорот азота в
природе.
З. физ. и хим. св-ва аммиака, донорно-акцепторный
механизм образования связи, основные отрасли
менения, промышленный синтез.
Экологические проблемы,связанные с промышленными выбросами аммиака в атмосферу.
З. способы получения солей аммония, качественную реакцию на ион аммония, основные области
применения.
Закрепить знания о качественных реакциях, умения работать с лабораторным оборудованием.
З. физические и химические св-ва оксидов азота,
основные области применения.
Экологические проблемы, связанные с выбросом
в атмосферу моноксида и диоксида азота.
З. особенности взаимодействия азотной кислоты
с металлами.
З. способы получения, применение и химические
св-ва нитратов.
Накопление нитратов в продуктах растениеводства.
Закрепить знания о химических св-вах соединений
азота, уметь осуществлять цепи превращений.
тальных задач»
51. Фосфор.
Киноурок.
52.Соединения фосфора.
Рассказ с элем. беседы
53.Решение расчетных
задач.
Урок-упражнений
54.Обобщение по темам:
«Сера. Азот.Фосфор».
Урок-упражнений
55.Контрольная работа №3
56. Углерод.
Лекция.
57.Оксиды углерода.
Ролевая игра.
58.Угольная кислота
и ее соли.
Конференция
59.Практическая раб.№9
«Получение углекислого
газа. Распознавание
карбонатов.»
60.Кремний.
Киноурок.
61.Силикаты.
Беседа, упр.
62.Силикатная пр-ть
Конференция
63.Решение расчетных задач.
Урок-упражнений
64.Обобщение и систематизация знаний по темам:
Урок-упражнений
«Углерод.Кремний»
65.Контрольная раб.№ 4
(итоговая)
66.Повторение.
67.Повторение.
68.Повторение.
З. аллотропные модификации фосфора, их физические и химические св-ва, нахождение в природе,
применение.
Значение фосфора в организме человека, кругорот фосфора в природе.
З. химические св-ва солей фосфора и фосфорной
кислоты, качественную реакцию на фосфат-ион.
Закрепить навыки решения расчетных задач на
избыток-недостаток.
Закрепить и обобщить знания по темам: «Сера.
Азот. Фосфор.», отработать умения и навыки
написания ионных, окислительно-восстанов.
реакций.
Проверить степень усвоения знаний учащимися.
З. строение атома углерода, его аллотропные
модификации, их физические и химические св-ва,
основные области применения.
Круговорот углерода в природе, биологическое
значение углерода.
З. строение молекул, физические и химические
свойства и области применения оксидов углерода.
Экологические проблемы, связанные с накоплением моноксида и диоксида углерода в атмосфере.
З. свойства угольной кислоты и ее солей, качественную реакцию на карбонат-ион, области применения и нахождение карбонатов в природе.
Жесткость воды как показатель качества воды.
Закрепить умения и навыки работы с лабораторным оборудованием, закрепить знания о качест-венных реакциях.
З. строение атома, физические и химические св-ва
кремния, его основные соединения, значение для
человека.
Биологическое значение кремния.
З. физические и химические св-ва силикатов, области применения.
З. основные принципы пр-ва стекла, цемента, керамических изделий.
Пр-во кирпича в г.Владимире, стекольное дело в
Гусь-Хрустальном районе.
Закрепить навыки и умения решения расчетных
задач основных типов.
Закрепить и обобщить знания по темам «Углерод.
Кремний.», навыки написания хим. ур-й реакций.
Проверить знания учащихся по основным разделам неорганической химии.
Повторить основные понятия и законы химии.
Повторить алгоритмы решения расчетных задач
Повторить качественные реакции на основные
руппы катионов и анионов.
ТЕМЫ ЗАЧЕТНОЙ РАБОТЫ VIII класс
I. Атомы химических элементов.
II. Простые вещества. Количественные отношения в химии.
III. Соединения химических элементов.
IV. Химические реакции и уравнения.
V. Скорость химических реакций. Химическое равновесие.
VI. Реакции ионного обмена и окислительно-восстановительные
реакции.
VII. Решение расчетных и экспериментальных задач.
IX класс
I. Периодический закон и периодическая система элементов Д.И.
Менделеева.
П. Металлы.
III. Неметаллы.
IV. Органические вещества.
V. Решение расчетных задач.
VI. Решение экспериментальных задач.
VII. Химия в жизни общества.
X класс
I. Теория строения органических соединений A.M. Бутлерова.
Классификация органических соединений.
П. Химические реакции в органической химии.
III. Углеводороды.
IV. Спирты, фенолы, альдегиды, кетоны.
V. Карбоновые кислоты, сложные эфиры, жиры.
VI. Углеводы. Азотсодержащие соединения. Биологически активные
вещества.
VII. Решение расчетных и экспериментальных задач.
XI класс
I. Строение атома.
П. Строение вещества.
III. Химические реакции.
IV. Вещества и их свойства.
V. Химия в жизни общества.
VI. Решение расчетных задач.
VII. Решение экспериментальных задач.
Диагностическая карта по химии учащихся 8 «А» класса (2006г.)
Диагностическая карта по химии учащихся 8 «А» класса (2006 г.)
Диагностическая карта по химии учащихся 9 «А» класса (2007 г.)
Диагностическая карта по химии учащихся 10 «А» класса (2008 г.)
Диагностическая карта по химии учащихся 11 «А» класса
(2009 г.)
Гкеуу
ншгщнгщн
Динамика развития творческой активности учащихся
на примере 8-11 «А» класса за период 2006-2008 уч.г.
количество
учащихся,
выбравших
и выполнивших
задания
творческого
характера
---- 8 кл.
---- 9 кл.
---- 10 кл
---- 11 кл