Урок химии по теме Диссоциация веществ в природе

Цели:

  1. Повторить диссоциацию кислот, взаимодействие кислотных оксидов с водой, правила записи реакций ионного обмена
  2. Развивать навыки проведения эксперимента и умение его анализировать.
  3. Показать учащимся значение диссоциации веществ в природе (на примере кислот), её влияние на окружающую среду (кислотные дожди, закисление почв).
  4. Пробудить интерес к проблемам естествознания, рассматривающего природу как единое и неразрывное целое.
  5. Способствовать воспитанию активной экологической позиции, основанной на убеждении, что каждый ответственен за состояние окружающей среды.

Оборудование:

  1. Плакат «Кислотные дожди», выполненный кадетами до урока.
  2. Раздаточный материал: таблицы «Десять главных загрязнителей биосферы», «Зависимость разнообразия рыб от реакции среды», заготовка таблицы для фиксирования результатов эксперимента.
  3. Шкалы для определения pH.
  4. универсальная индикаторная бумага (по 4 полоски).
  5. Стаканы с дистиллированной, водопроводной, дождевой водой и с раствором почвы.
  6. Азотная кислота, мрамор.

Методы:

  1. Проблемный.
  2. Объяснительно-иллюстративный.

Ход урока

Девиз урока: «Что пользы в том, что ты много знал,
раз ты не умел применять твои знания к твоим нуждам»
Ф. Петрарка

«Недостаточно овладеть премудростью,
нужно также уметь пользоваться ею»
Цицерон Марк Тулий (106 – 43г до н.э.)

I. Организация класса

II. Этапы урока:

1. Вводное слово

Сравнительно недавно под понятием «окружающая среда» понимали природную среду, окружающую человека. Понятие «среда», воздействующая на здоровье человека, значительно шире, чем естественное природное окружение. В наш век бурного развития техники и промышленности понятие «окружающая среда» включает элементы искусственной (антропогенной) среды – жилые строения, транспорт, промышленные предприятия, электростанции, каналы, водохранилища и т.д. несмотря на технический прогресс мы остаемся детьми природы, зависящими от климата, плодородия почв, водного баланса… Таким образом, человек, как и ранее, находится в тесной взаимосвязи со всеми природными факторами.

К сожалению, вещества, получаемые в промышленности, часто используются непродуманно, в неоправданно больших количествах. Несовершенство технологий по производству многих химических веществ также приводит к их утечке и как следствие – к гибели природы. Промышленные отходы вносят большую долю в загрязнение, отравление и разрушение окружающей среды.

Так в 70-х годах ежегодно в биосферу выбрасывалось в среднем 40 млрд. т. отходов производства. А к 2005году их объем достиг 100 млрд. т. Объем загрязненной воды к 2005году увеличился в 10 раз. Многие техногенные выбросы в природе претерпевают превращения и становятся еще более опасными. Очень часто в природных условиях протекают процессы диссоциации веществ. Следствием этого явления, например, являются кислотные дожди. При изучении кислотных дождей нужно, прежде всего, ответить на три основных вопроса: а) Что является причиной кислотных дождей?; б) Как они воздействуют на различные земные сферы, живые существа, предметы и т.д. ?; в) Как приостановить нежелательные процессы?

2. Поиск ответа на вопрос 1

(Для работы класс разбит на группы, в которых идет обсуждение проблемных вопросов, формулируются выводы по каждому этапу работы, в том числе и эксперимента.)

Учитель: Обратимся к перечню десяти главных загрязнителей биосферы (табл. 1).

Таблица 1 Десять главных загрязнителей биосферы

1. Сернистый газ SO2 Содержится в дымах промышленных предприятий. Вызывает респираторные заболевания, кислотные дожди, наносит вред растениям.
2. Углекислый газ CO2 Образуется при сгорании всех видов топлива. повышает температуру атмосферы.
3. Оксид углерода СО Образуется при неполном сгорании топлива. Может нарушить тепловой баланс верхней атмосферы.
4. Оксиды азота Создают смог и вызывают респираторные заболевания и бронхит. Способствуют чрезмерному разрастанию водной растительности.
5. Фосфаты Содержатся в удобрениях. Главный загрязнитель вод в реках и озерах.
6. Ртуть Опасный загрязнитель пищевых продуктов, особенно морского происхождения. Вредно действуют на нервную систему человека.
7. Свинец Добавляется в бензин. Действует на ферментные системы и обмен веществ в живых клетках.
8. Нефть Приводит к пагубным экологическим последствиям, вызывает гибель планктонных организмов, рыбы, морских птиц и млекопитающих.
9. ДДТ и другие пестициды Очень токсичны для ракообразных, убивают рыбу и организмы, служащие кормом для рыб. Многие являются канцерогенами.
10. Радиация В повышенно допустимых дозах приводит к злокачественным новообразованиям и генетическим мутациям.

В результате переизбытка новых веществ, природа оказалась не в состоянии уничтожить промышленные отходы. Давайте попробуем поразмышлять, что же будет происходить с первыми четырьмя загрязнителями после их попадания в атмосферу, учитывая то, что эти вещества газообразны?

Ответ: это кислотные оксиды за исключением CO, следовательно, оседая в облаках, представляющих собой капли воды, будут протекать химические реакции.



Составление уравнений кадетами в тетрадях, запись на доске:

SO2 + H2O = H2SO3 CO + H2O ≠ 4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3
SO3 + H2O = H2SO4 CO2 + H2O = H2CO3

Учитель: Из этих реакций следует, что конечный их результат – дождь, содержащий угольную, сернистую, серную и азотную кислоты. Что будет происходить с кислотами при разбавлении их водой?

Составление кадетами уравнений диссоциации кислот, обсуждении и запись на доске:

Учитель: Что такое кислота с точки зрения теории диссоциации?Как обнаружить катионы водорода в растворах кислот? (Объяснение правил пользования шкалой определения pH универсальным индикатором.)

3. Поиск ответа на вопрос 2

Опыт 1: Определение pH дистиллированной воды, воды из реки Енисей, дождевой воды, почвенного раствора.Обсуждение результатов экспериментов. Усредненный результат вносится в таблицу.

Результаты эксперимента:

Проба pH Реакция среды
1. Раствор HNO3 3 сильно кислая
2. Дистиллированная вода 7 нейтральная
3.Вода из реки Енисей 7,5-8 слабощелочная
4. Дождевая вода 6 слабокислая
5. Почвенный раствор 5,5-6 слабокислая

Учитель: Как видно из результатов экспериментов, проблема кислотных дождей затрагивает и нас с вами. Попробуем ответить на второй вопрос – как кислотные дожди воздействуют на окружающую среду? (Далее идут сообщения учащихся о влиянии кислотных дождей на различные объекты живой и неживой природы, приготовленные до урока. Здесь приводятся только краткие выводы по их выступлениям.)

а) Кислотные осадки разрушают хлорофилл в листьях растений, в связи с этим затрудняется фотосинтез и дыхание, замедляется рост, снижается урожайность с/х культур, ухудшается состояние древесных насаждений. При более высоких дозах и продолжительном воздействии растения, особенно хвойные, погибают. Самый значительный ущерб причинен Германии, где треть всех лесов наполовину погибла.

б) Эти вещества повышают кислотность почв, что снижает эффективность применения удобрений и угнетает наиболее ценные многолетние травы.

в) От кислотных выбросов разрушаются здания и архитектурные памятники, содержащие в своем составе CaCO3 (песчаник, известняк, мрамор), а также металлические конструкции.

Опыт 1: Действие кислоты на мрамор.

Запись уравнения кадетами реакции в полном и кратком ионном виде:

В Италии, Греции, сохранившиеся на протяжении сотен и тысяч лет памятники старины, за последние десятилетия сильно разрушились в результате воздействия кислотных осадков.

г) Закисление пресных вод – особенно интенсивно происходит закисление озер в скандинавских странах и в Канаде.
Рыбы могут существовать в воде в интервале кислотности от 5 до 9, при pH < 5 не обеспечиваются условия для нормальной жизни (табл. 2).

Таблица 2

Среда
Кислая Нейтр. Щелоч.
pH 1 pH 2 pH 3 pH 4 pH 5 pH 6

pH 7

pH 8
Недоступная среда для рыб Закисленная вода Природные озера
Редкие Нормальные
Угорь Угорь Угорь
Щука Щука Щука
Ерш Ерш
Лосось Лосось
Форель

4. Поиск ответа на вопрос 3 (Обсуждение в группах.)

Варианты ответов:
- Снижение выбросов, в том числе за счет очистки выбросов.
- Использование новых технологий в химическом производстве.
– Для уменьшения закисления почв и воды добавлять щелочные вещества (Ca(OH)2, CaCO3).

III. Выставление оценок, подведение итогов урока

IV. Домашнее задание

Ответьте на следующие вопросы:
а) Как отразится на биоценозе водоема воздействие кислотных дождей (образовавшихся с участием SO2), выпавших на почву?
б) Каким образом могут быть устранены изменения, происшедшие в водоеме под воздействием попавшего туда SO2?
в) С давних пор для стерилизации питьевой воды использовали кипячение. Древние греки добавляли в воду сухое вино, что создавало, кислую среду, в которой погибали многие болезнетворные микробы. Могут ли быть эти методы эффективны при использовании питьевой воды из указанных на рисунке источников? Ответ поясните.
г) Вы – директор предприятия. Экспертами-экологами обнаружены отклонения от нормы состава воды из близлежащего озера и установлена причина: большие выбросы SO2 вашим предприятием. Что вы предпримете?
– Закроете предприятие.
– Усовершенствуете очистные сооружения.
– Займетесь очисткой воды в озере.
Обоснуйте выбранный вами вариант.




Следующий: