Цели урока: обобщить, проанализировать и расширить знания учащихся о воде, ее роли и живой и неживой природе, в жизни человека, о необходимости бережного отношения к водным ресурсам, роли каждого человека в решении экологических и экономических проблем гидросферы; сориентировать учащихся на применение новых знаний в системе мультидисциплинарных понятий.
Девиз урока: “Вода – это жизнь!”
Оборудование (на демонстрационном столе ): колба с дистиллированной водой, бутылки с минеральной водой “Нарзан”, “Боржоми”, “Ессентуки”, уксусной эссенцией и столовым уксусом., колбочки с желудочным соком и известковым молоком, пакет молока, банка с водоэмульсионной краской, освежитель воздуха (спрей), 2%-ный водный раствор питьевой соды и спиртовой раствор йода из аптечки кабинета химии.
За неделю до семинара учитель сообщает учащимся его тему, формирует семь групп, приблизительно одинаковых и по числу учащихся, и по способностям. Можно назначить руководителей групп из числа хорошо успевающих по химии учащихся, обладающих задатками организатора и имеющих авторитет у одноклассников.
I. Формулировка познавательной цели
Эмоциональное погружение в тему
Создание на уроке условий для эмоционального погружения в тему - весьма важный момент. Для этого можно использовать укрепленные на классной доске репродукции картин известных художников, изображающих эмоционально и романтично воду в природе, например”Девятый вал” и “Море” К. И. Айвазовского, “Весна – большая вода” И., Левитана, “Снежная буря” У. Тернера, “Волна” Г. Курбе, “Морской пейзаж” А. Маньяско и др., а также фотоэтюды аналогичного содержания, например из настенных перекидных календарей, на которых изображены картины русской природы в разные времена года - тихая речка и задумчиво плывущие облака, заснеженные леса и горы, черные проталины и журчащие меж ними в апреле ручьи и т. п.
Потом учитель укрепляет на доске плакат со словами “аквариум”, “акватория”, “акварель” и продолжает беседу с учащимися.
? Понятно ли значение этих слов?
? Какое отношение они имеют к теме сегодняшнего урока?
“Agua” в переводе с латинского языка значит “вода”. Как алфавит начинается с буквы “а”, так жизнь начинается с воды. Вода содержится в каждом человеке, животном и растении и уходит из них только вместе с жизнью. Вот почему девиз урока “Вода – это жизнь!”.
? Какова химическая формула воды?
Сегодня любой школьник без труда назовет формулу воды H2O и скажет, что это сложное вещество - оксид водорода. А древнегреческие философы принимали воду за простое вещество. Хотя некоторые представления менялись, она считалась единым и неделимым веществом вплоть до конца XVIII в. Завершить многолетний гигантский марафон по изучению состава воды суждено было выдающемуся французскому химику А. Лавуазье и его коллеге, математику и физику П. Лапласу. В присутствии группы французских ученых 24 июня 1783 г. они синтезировали воду из “горючего воздуха”. При этом масса образовавшейся воды была равна массе водорода и кислорода, участвующих в реакции. Вот так в один день стало ясно, что вода не простой элемент, а сложное вещество.
Синтезировав воду, А. Лавуазье вскоре провел опыт по ее разложению: пропуская водяной пар над раскаленным железом, он получил водород и оксид металла. Новый способ получения водорода заинтересовал парижскую академию наук, поскольку работы эти совершенно неожиданно нашли практическое применение в воздухоплавании.
Первый запуск воздушного шара, наполненного водородом, осуществил французский ученый Жак Шарль 1 декабря 1783 г. Таким образом, вода стала причастной к первым полетам на воздушных шарах, открыв путь к практическому воздухоплаванию.
Опыты по синтезу и разложению воды продолжались. А. Лавуазье и Ж. Менье в феврале 1785 г. пришли к выводу, что вода содержит 85% кислорода и 15% водорода (по современным данным, 88,81% кислорода и 11,19% водорода).
Итак, природа воды была раскрыта. В середине 80-х годов XVIII в. было окончательно установлено, что вода образуется двумя газообразными веществами – кислородом и водородом. Это выдающееся открытие сыграло исключительно важную роль в познании окружающей природы. Ведь все живые организмы планеты содержит от65 до 99% воды.
II. Аналитическая работа в группах
Учитель обращает внимание учащихся на эпиграф к уроку, разъясняет задачи урока, и учащиеся приступают к аналитической групповой работе (10-12 мин. ), во время который звучит классическая музыка (учитель выбирает ее на свой вкус), например “Времена года ” П. И. Чайковского.
Работа групп включает следующие виды деятельности:
- Работа с наглядным материалом (его графический атлас для 9-го класса) физической карты мира и России, таблица растворимости некоторых веществ в воде, плакаты “Круговорот воды в природе”, “Схема очистки речной воды”, “Схема водоочистной станции”;
- Анализ диаграмм “Содержание в организме взрослого человека”, “Доля различных типов электростанции в выработке электроэнергии в России”, “Расход воды потребителем г. Москвы”, “Ежедневный расход воды в разных городах Европы”;
- Заполнение таблиц, отражающих классификацию взвесей и растворов.
Обязательное условие успешной работы на семинаре и реализации поставленных задач – обеспечение каждого рабочего места комплектом литературы, наглядных пособий и других средств (в зависимости от темы семинара). Ниже раскрыто содержание всех карточек с заданиями для аналитической работы учащихся в группах со списками литературы, приведены диаграммы и справочные материалы.
Значение воды для жизни организмов
- Что называется гидросферой? Что такой мировой океан? Велики ли запасы воды на нашей планете? Чего больше на земле – соленой или простой воды? Где сосредоточены основные запасы пресной воды?
- Какой океан самый большой по площади? В каком море самая соленая вода? Как влияет соленость воды на жизнь в ней? В каком море самая горячая вода (44С0)? Какое озеро самое глубокое?
- Какова роль воды неживой природы?
- Прочитайте в справочный материал “Вода в организме человека”, рассмотрите диаграмму (“Вода в организме человека”) и ответьте на вопрос: какова роль воды в жизни человека?
- Какова роль воды в жизни растении и животных?
При ответе на вопрос 1 или 2 используйте физическую карту мира.
Гидросфера – это водная оболочка Земли. Гидросферу составляет мировой океан (70%), поверхностные воды (озера), реки, подземны воды. Значительные запасы воды (24 млн/км) содержит ледники.
Океаны занимают 97,41% воды; грунтовые воды и снеговые шапки с ледниками – 2,59%; атмосфера, реки, болота – 0,014%.
Доступная для наземных организмов вода составляет ничтожную часть от ее общего количества всего около 0,01%. Вода океанов могла покрыть весь земной шар слоем 2700 м, вода рек и озер – в 0,4 м, вода атмосферного пара – в 3 см.
Основные показатели мирового океана
| Название океана | площадь,млн. кв. км | объем,млн. куб. км | глубина,м | температура воды на поверхности, 0 С | соленость воды на поверх-ности | ||
| средняя | небольшая | наименьшая. | наибольшая | ||||
| Атланти-ческий Индийский |
91,4 75,9 |
329,7 282,6 |
3600 3710 |
8440 7729 |
-2 -1 |
31 36 |
30-37 32-36,5 |
| Тихий Северный Ледовитый |
178,6
14. 8 |
710,4
18,1 |
3980
1220 |
11022
5527 |
-1,8
-1,8 |
29
17 |
30-35,5
10-35 |
| Мировойокеан | 361,1 | 1340,8 | 3800 | 11022 | -2 | 36 | 35 |
Большое имеют газы, растворенные воде: кислород и диоксид углерода. Их количество широко варьирует в зависимости от температуры воды и присутствия живых организмов. Гидросфера формировалась в связи с развитием литосферы, которая в течение эволюции Земли выделяла большое количества водяного пара.
Какова роль воды в формировании неживой природы.
Вода испаряется и воздушными течениями переносится на большие расстояния. Выпадая на поверхность в виде осадков, она способствует разрушению горных пород, делает их недоступными для растений и микроорганизмов. Благодаря этому процессу происходит постепенное разрушение литосферы, компоненты которой переносятся в моря и океаны.
Зачем телу нужна вода
Примерно 65% человеческого тела - это вода.
Эта вода, которая отличается от обычной наличием различных веществ необходима для тело. Примерно галлон (около 4,5л. ) этой воды содержится кровеносных сосудов. Вода, имеющаяся в крови, омывает все клетки организма постоянным током. Вода служит также проводником тепла по организму. Вода - хороший растворитель.
Количество воды в крови всегда остается постоянным.
Что происходит с лишней водой? Она накапливается в разных частях организма: в кишечнике, в печени, в мышцах и почках.
Задание 2.
Физические свойства воды.
Вода в энергетике.
1. Назовите важнейшие физические свойства воды. При какой температуре плотность воды максимальна? Что называется летучестью? В каких агрегатных состояниях встречается вода в природе? Ответ поясните примерами.
2. Благодаря какому свойству воды водные бассейны регулируют температуру на нашей планете? Поясните, как вы понимаете это свойство.
3. Почему даже в лютую зиму вода в водоемах не промерзает до дна? Какое это имеет значение для живой природы? В чем опасность айсбергов для судоходство?
Удельная теплоемкость воды наибольшая, следовательно, при замерзания воды для слой льда мешает выделению большого количества теплоты, поэтому вода не замерзает до дна. Это явление благоприятно действует обитателям водоема для переноса холодной зимы.
4. Расшифруйте аббревиатуру ГЭС. Каков принцип работы ГЭ? Назовите наиболее крупные ГЭС нашей страны и покажите их на карте России.
Ответ: 1. Вода является жидким веществом. * температура кипения 100 градусов, замерзания-0 градусов. При нормальных условиях (760 мм. рт. ст, 20 градусов.) имеет максимальную плотность. Летучесть воды происходит при переходе ее из состояния жидкости в пар. Существует три агрегатные состояния воды: твердое (лед), жидкое (вода), парообразное (водяной пар). Земная вода и поглощает, и возвращает очень много тепла и тем самым “выравнивает” климат.
Плотность жидкой воды при температуре, близкой к нулю, больше, чем, у льда. При 0С0 1г льда занимает объем 1,0905 см3, а 1 г жидкой воды - 1,0001 см 3 и лед плавает, от того и не промерзает обычно насквозь водоемы, а лишь покрываются ледяным покровом.
В России созданы крупнейшие в мире гидроэнергетические каскады, в основном на равнинных реках. Общая мощность Камского каскада - 11,5 млн. кВт. В него входят крупные ГЭС: Самарская (2,5 млн. кВт.), Волгоградская (2,3 млн. кВт.) и др. Еще более мощный (22 млн. кВт.) - Ангаро-Енисейский каскад, включающий Саяно-Шушенскую (6. 4 млн. кВт.), Красноярскую (6 млн. кВт.), Братскую (4,6 млн. кВт.), Усть-Илимскую (4. 3 млн. кВт.), сооружающуюся Богучанскую (4 млн. кВт. ) и другие гидроэлектростанции.
Республику Татарстан обеспечивает электроэнергией Заинская ГРЭС, Набережно-челнинская ГЭС.
Строительство множества ГЭС на равнинных реках наряду с очевидными плюсами (выработка дешевой электроэнергии, улучшение условий судоходства и орошения в сельском хозяйстве) имело и негативные последствия. Главные из них: были затоплены ценные сельскохозяйственные земли, например пойменные луга в долине Волги; ухудшились экологическая обстановка. Так, до появления станций на Волге ее полный водообмен (т. е. полная смена русловых вод реки) на участке от Рыбинска до Волгограда происходил за 50 суток, а теперь длится 450-500 суток. В результате в “полустоячей” реке, перекрытой плотинами-пробками, очень медленно идет процесс самоочищения, а ведь в бассейн Волги поступает почти 40% всех загрязненных сточных вод страны.
ТЭС работает на основе твердого топлива и они расположены по месту наличия энергоресурсов. ГЭС имеют малую мощность по сравнению с ТЭС, так как нельзя построить оптимальный уровень воды для падения на турбины.
Задание 4
Очистка воды.
1. Можно ли считать природную воду чистым (индивидуальным) вещество? Какая вода называется пресной? Соленой? Рассолом? Минеральной? Назовите известные вам природные источники минеральных вод.
2. Изучите справочный материал “Работа водоочистной станции”, прочитайте дополнительную литературу и ответе на вопрос: как речная вода превращается в чистую питьевую воду? При ответе используйте плакат “Схема очистки речной воды”.
3. Как, находясь в походе, сделать речную воду пригодной для питья?
4. В чем сущность дистилляции воды? Что называется дистиллированной воды? Назовите основные этапы дистилляции воды.
5. Можно ли отожествлять понятия “дистиллированная вода” и “пресная вода”? Почему? Можно ли использовать дистиллированную воду для питья? Почему?
Ответ: 1. Когда идет дождь, он растворяет частицы солей, содержащихся в почве и каменистых породах. Ручейки дождевой воды попадают в реки. Течение реки переносит соли в моря. Вода под действием солнца испаряется и выпадает на землю в виде осадков, но соль остается в море вот почему вода морская является соленой, а речная пресной.
Природную воду нельзя считать чистой водой, так как она имеет инородные вещества (соли, глина и т. д. ) Пресная вода состоит только из молекул воды; соленая – это раствор соли в воде; рассол – это кипяченная соленая вода; минеральная – раствор минеральных солей.
- Известные минеральные источники следующие:
- Санаторий “Васильевский. ” (Зеленодольский район,)
- Тетюшское. (Тетюшский район)
- Морквашинское (Пестречинский район)
- Булгарское (Алькеевский район )
- ЗАО “Санта” (Лаишевский район)
- Лечебно-оздоровительный комплекс КМПО (Верхне-Услонский р-н)
- Санаторий “Ливадия” (г. Казань)
- Санаторий “Крутушка” (Высоко горский район)
- Кощаковское (Пестречинский район)
- Детский санаторий в г. Чистополь
- Дом отдыха “Берсут” (Мамадышский район)
- Черемшан (Черемшанский район)
- Нижнекамская городская больница №3.
- Бакировское (Лениногорский район)
- Санаторий “Космос” (г. Елабуга)
- Булай (Набережные Челны)
- Ромашинское (Сармановский район)
- Санаторий-профилакторий “ЯН” (г. Альметьевск)
- Набережные Челны
- Прикамское (Набережные Челны )
- Алиса (Набережные Челны)
- Ижминводы (Менделеевский район)
- Мензелинское (Мензелинский район)
- Санаторий – профилакторий “Иволга” ( р. п. Бавлы)
2. Работа водоочистной станции
Мы открываем кран, и из него сверкающей струйкой бежит чистая и прозрачная вода. А ведь вода попадает в наш дом из реки Камы. Из той реки, по которой ходят теплоходы и катера, в которой купаются люди на берегах которой стоят заводы и фабрики
Поэтому прежде чем вода из реки попадет в кран утолит нашу жажду, ей предстоит пройти через многочисленные механические фильтры и системы очистки, выдержать контрольные замеры и тесты инженеров, технологов, химиков и врачей. Труд многих специалистов служат высокой цели - напоить всех жителей Альметьевска и Альметьевского района чистой водой.
Водозаборник забирает воду для дальнейшей подачи в систему и очищает её от крупного мусора и веток.
Насосы подают воду в систему дальнейшей очистки.
В смесителях с помощью химических реагентов осаждаются вредные вещества и мелкие частицы ила.
В отстойниках вода освобождается от осадков.
1. Фильтры, состоящие из угля и песка, не дают микрочастицам грязи просочиться в трубы. Чтобы избавиться от бактерий, в воду добавляют хлор.
2. Для накопления питьевой воды служат резервуары чистой воды, из которых насосы подают очищенную воды в дома и школы, столовые и детские сады, бассейны и на промышленные предприятия.
3. Речная вода содержит инородные тела и поэтому ее необходимо отстаивать и фильтровать.
4. Дистиллированная вода это абсолютно чистое вещество. Основные
Этапы дистилляции: отстаивание, кипячение, конденсация.
5. Нельзя отождествлять пресную и дистиллированную воду, так как дистиллированная вода не имеет минеральных веществ. Вот почему нельзя использовать дистиллированную воду для питья.
Задание 5
Применение воды и растворов.
Вода как сырье. Круговорот воды в природе
1. Как применяют воду и растворы в промышленности и сельском хозяйстве?
Где вода используется как сырье?
2. Охарактеризуйте использование воды в быту. Для чего в аптечке первой помощи кабинета химии находятся водный раствор питьевой соды и спиртовой раствор йода?
Когда и как их применяют?
3. Прочитайте справочный материал “Берегите воду!” и дайте несколько советов по экономии воды в быту.
4. Как происходит круговорот воды в природе? При ответе используйте плакат.
Ответ:
1. Водопользование – это применение воды для хозяйственных нужд, то есть в промышленности, в сельском хозяйстве.
Водопотребление - это использование пресной воды для обеспечения живых организмов, в том числе человека.
В промышленности, в сельском хозяйстве вода используется в качестве растворителя, для обогрева школ, детских садов, больниц, заводов и фабрик…
2. Сельское хозяйство – один из наиболее значительных потребителей воды (наряду с промышленностью, энергетикой и коммунальным хозяйством городов. ) Около3/4 воды в сельском хозяйстве расходуется безвозвратно. Чтобы составить мнение о водоемкости этой отрасли, напомним некоторые цифры: на выращивание 1 т пшеницы требуется за вегетационный период 1. 500 т воды; на выращивание 1 т риса – более 7 тыс. т ; на получения 1т хлопка – около 10 тыс. т воды. Подсчитано, что для производства суточной нормы пищевых продуктов в расчёте на одного человека требуется не менее 6 м3 воды…
В промышленности на 1т синтетического волокна нужно израсходовать 500 – 2. 500тыс. м3 воды; на 1т пластмассы: 500-1000м3; на 1 т бумаги: 400-800 м3; на 1т стали и чугуна: 160-200 м3. Одна теплоэлектростанция мощностью 300 тыс. кВт расходуется до 120 м3 воды, или более 300 млн. м3 в год. Вода, как сырье, используется для получения водорода и кислорода.
3. Человеческую жизнь нельзя представить без использования воды в быту.
В первую очередь она источник гигиены,
Раствор питьевой воды соды используется для нейтрализации кислой среды, а спиртовой раствор йода - для дезинфекции.
Экономия воды в быту можно осуществить следующими способами: хорошо закрывать водяные краны, мыть посуду лучше всего в раковине с двумя делениями, ставить водяные счётчики.
4. Круговорот воды осуществляется в основном непосредственно за счет энергии Солнца, однако организмы оказывает на него важное регулирующее воздействие. Наличие круговорота основано на том, что поверхности океана испаряется больше воды, чем выпадает над океанами в виде осадков. “Лишняя” испарившаяся вода переносится в виде осадков над сушей и поступает обратно в океаны с поверхностным речным стоком и через грунтовые воды.
Незначительная часть воды при фотосинтезе разлагается на кислород и водород. Значительно больше воды растения расходуют на транспирацию.
Расчеты показывают, что большая часть воды испаряется с поверхности суши растениями.
Задание 6
Водоснабжение и водопотребления Татарстана, в том числе в городе Альметьевск
1. Какие задачи решают водоснабжение?
2. Дайте краткую характеристику систему водоснабжения Альметьевска по плану
- Важнейшие поверхностные источники;
- Количество водохранилищ;
- Протяженность сетей водоснабжения;
- Количество, названия и суммарная мощность водопроводных станций.
3. Каким трем главным критериям (по нормативам) должна отвечать водопроводная питьевая вода? Отвечает ли этим критериям Альметьевская водопроводная вода?
4. Какую воду вы предпочли бы в качестве питьевой – подземную или речную? Обоснуйте ваш выбор.
Ответ:
1. Обеспечивает водой населения, удовлетворяет гигиенические требования и жизнедеятельность всего живого.
2. Четыре основных участка занимают водоподготовкой, водоснабжением и обслуживанием 241 км водопроводных сетей, а так же 200,8 км канализационных сетей и 13 КМС и обслуживают очистные сооружения.
В помощь им приданы 5 вспомогательных служб. В их числе испытательная лаборатория качества вод, энергетическое обслуживание и КИПиА и другие.
В 2005 году ОАО “Альметьевск-Водоканал ” было реализовано 13млн. 372 тыс. м3 воды, в том числе 10 млн. 82 тыс. м3- населению, что составляет 75,3 % от общего объема
3. Критерий водопровод питьевой воды: токсичность, гигиена, минерализация
Альметьевск вода отвечает всем этим критериям.
4. В качестве питьевой более пригодная подземная вода, так как она фильтрует и минерализуется землей.
Задание 7
Водные ресурсы и человек.
Экологические проблемы гидросферы.
- Проблемы пресной воды.
- Загрязнение подземных вод.
- Кислотные осадки. Наводнения, засухи.
- Что такое бессточное производство, безотходная технология?
Ответ:
1. Чистой воды на нашей планете не хватает. Причина хорошо известна - неконтролируемый рост различных загрязнений, интенсивное использование водных ресурсов.
Человечество почти полностью зависит от поверхностных вод суши - рек и озер.
Пресная вода используется на нужды промышленности, сельского хозяйства, покрывать потребности человека в питьевой воде.
Главные источники загрязнения пресных вод - промышленные предприятия и сельского хозяйства.
Загрязнение подземных вод: неумеренное применение пестицидов и минеральных удобрений привело к тому, что они в большом количестве оказались в грунтовых водах. У нас в стране разрешено к применению 500 различных пестицидов. Многие страны прекращают субсидирование использования химических средств защиты растения.
2. Кислотные осадки. В результате выбросов в атмосферу оксидов серы,азота, углерода стало увеличение кислотности дождей, снега, туманов.
3. Кислотные осадки вызывают перевод нерастворимых соединений, находящихся в почве в растворимые формы. В результате закисления почв соединения алюминия, кобальта и других металлов могут попасть в выращиваемые растения, в водоемы в опасно больших дозах.
4. Безотходная технология это производство при котором первичный отход является вторичным сырьем производства. Бессточное производство это применение использованной воды в промышленности для других целей (отопление домов, теплиц и т. д).
Вывод: Во время аналитической групповой работы мы коснулись важнейшим свойствам воды; о значении воды как для неживой, так и живой природы; рассматривали об особенностях водоснабжения как местного, так глобального значения и пути их разрешения.
Оказывается, гидросфера нашей планеты уязвима. Цель будущего поколения – исправить и предотвратить ошибки.
ЛИТЕРАТУРА
- Алексеев. А И., Николина. В. В. География: Население хозяйство России. – М: Просвещение, 1999.
- Атлас по географии для 9 класса.
- Ахметов Н. С. Химия, 8 класс. М: Просвещение, 1994.
- Бурштейн Л. М. Обыкновенное чудо- вода. М. : Детский экологический центр, 1997.
- Габриелян О. С. Химия 9 класс. М. : Дрофа,2001.
- Естесвознание. 5класс. Под ред. проф. А. Г. Хрипковой. -М. : Просвещение,1999.
- Книга для чтения по неорганической химии. Сост. В. А. Криман. -Ч. 1. -М. : Просвещение, 1993.
- Новиков Ю. В. Природа и человек. М. : Просвещение, 1991.
- Энциклопедия для детей. Т. 14. Техника. М. : Аванта+, 2000 г