"Химическое загрязнение окружающей седы", урок для 9-го класса

Разделы: Химия

Урок проводится после изучения раздела “Неметаллы”

Цели урока: учащиеся знают основные проблемы, связанные с химическим загрязнением окружающей среды, имеют представление о влиянии загрязнений на живые существа, металлы, мрамор, предлагают пути выхода из создавшегося положения.

Оборудование: Опыт№1. “ Кислотный дождь”. 2 колбы, 2 пробирки, ложечка для сжигания веществ, индикаторная бумага, сера, магний, яблоко, нож, стеклянные пластинки, дистиллированная вода, спиртовка.

Опыт№2. Химический штатив, кольцо малого диаметра, газета, спички.

Ход урока

I. Постановка цели

Проблема химического загрязнения планеты – одна из глобальных и актуальных экологических проблем. В современной школе при изучении химии нельзя обойти вниманием эту проблему. Знания, полученные на уроках химии, биологии, географии помогут нам для понимания и усвоения химического аспекта данной экологической проблемы. На сегодняшнем уроке мы обобщим наши знания о влиянии химического загрязнения на окружающую среду и попытаемся найти выход из создавшегося положения.

Вы только что закончили изучение неметаллов, при этом говорили об оксидах неметаллов – серы, азота, углерода. Эти оксиды газообразные. Поэтому сегодня мы обобщим наши знания и поговорим о загрязнении атмосферы. Какие экологические проблемы связанные с загрязнением атмосферы вам знакомы? Что волнует сейчас человечество?

/ Учащиеся называют, а учитель записывает на доске /

  1. Кислотные осадки
  2. Парниковый эффект
  3. Общее загрязнение атмосферы
  4. Озоновая дыра
  5. Радиоактивное загрязнение

Сегодня мы рассмотрит некоторые из этих проблем более подробно

1. Кислотные осадки.

Кислотность природных водоемов и атмосферных осадков в норме,  если рН 5,6 / из-за растворенного в воде СО2/

Кислотные осадки –любые осадки кислотность которых выше нормы. Впервые были зарегистрированы в Англии в 1907-1908г. Сейчас бывают осадки с рН 2,2-2,3.

Источники кислотных осадков: кислотные оксиды: SO2, NO2

Механизм образования кислотных осадков: газы+ пары воды образуют растворы кислот с рН< 7

Соединение серы в атмосферу попадают :а/ естественным путем т.е. биологические процессы разрушения, действие анаэробных бактерий заболоченных мест, вулканическая деятельность.

б/ антропогенным -59-60% от общего количества выбросов в атмосферу, переработка разных видов топлива, работа предприятий металлургии, цементные работы, производство серной кислоты и др.

Вспомним химические реакции, лежащие в основе поступления оксидов серы в атмосферу.

Дети пишут на доске уравнения реакций

2 H 2S + 3O2 = 2H2 O + 2SO2

2ZnS+3O2 = 2ZnO + 2SO2

Далее в атмосфере SO2 превращается в SO3

Учащиеся самостоятельно пишут в тетради уравнение реакции, один комментирует.

Надо отметить, что в чистом воздухе возможность превращения оксида серы / IV/ в оксид серы /VI/ мала, но пылевые частицы, несущие частицы железа и марганца играют роль катализатора.

Влажность воздуха тоже помогает

2SO2+ 3O2= 2SO3

Далее происходит процесс:

SO3 + H 2O =H 2SO4

Демонстрация опыта №1

Отрезать кусочек кожуры яблока и положить в колбу. Сжечь серу в пламени спиртовки и внести в пустую колбу, горлышко закрыть стеклянной пластинкой. После образования дыма удалить ложечку, а остаток серы дымящей погасить каплями воды. В колбу с дымом добавить дистиллированной воды. Исследовать рН полученного раствора.

Из колбы отлить полученную жидкость в 2 пробирки и в колбу с кожурой яблока. В одну пробирку добавить ленту или порошок магния, а в другую кусочки мрамора. Проводим наблюдения. Делаем выводы о действии кислотных осадков на живые объекты, на металлы, на памятники архитектуры. Выводы: кислотные осадки разрушают живые организмы, усиливают коррозию металлов, губят памятники .

Оксиды азота поступают в атмосферу: а/ естественным путем –грозой, или под действием почвенных бактерий б/ антропогенным - из-за деятельности автотранспорта, теплоэнергетических установок, производства минеральных удобрений, азотной кислоты, нитросоединений, взрывных работ.

Запишите уравнения реакций получения оксида азота /II/ в атмосфере и окисления его до оксида азота /IV/

N2 + O2=2NO

2NO + O2 = 2NO2

Запишите уравнения реакций растворения оксида азота /IV/ в воде с образованием азотной кислоты и азотистой и уравнение реакций до окисления оксида азота /IV/ и взаимодействия с водой с образованием азотной кислоты.

2NO2 + H 2O = HNO3 +HNO2

4NO2+ 2H 2O+O2 = 4HNO3

Как видим, здесь происходят аналогичные процессы, как и при попадании оксидов серы в атмосферу.

II. Парниковый эффект.

Это понятие было впервые сформулировано еще в 1863г. Тидаллом. В 1896г. С. Аррениус показал, что углекислый газ повышает температуру атмосферы на 50. В 70-ые годы 20 века доказано, что и другие газы дают парниковый эффект: углекислый газ-50-60%, метан-20%,  оксиды азота-5%.

На поверхность Земли поступает поток видимых лучей, через парниковые газы они проходят не изменяясь, а при встрече с Землей их часть трансформируется в длинноволновые Иф-лучи. Эти лучи задерживаются парниковыми газами и тепло остается на Земле.

В 1890г. – средняя температура планеты 14,50 в 1980-15,20

Опасность в тенденции роста. По прогнозам 2030-50г. еще вырастет  на1,5-4,5 0

Последствия:

Отрицательные: таяние вечных снегов и подъем уровня океана на 1,5м. затопление наиболее урожайных территорий, неустойчивая погода, ускорение темпов вымирания животных и растений, таяние вечной мерзлоты, что приведет к разрушению зданий, построенных на сваях.

Положительные: теплые зимы в северных областях нашей страны, некоторые преимущества для ведения с/х.

III. Общее загрязнение атмосферы.

Кроме перечисленных оксидов азота и серы в атмосферу выбрасываются еще и другие газы.

Углерод образует два оксида: углекислый и угарный газ.

Угарный газ-яд. Он образуется при неполном сгорании топлива.

Демонстрация опыта: В кольцо, закрепленное в штативе, под наклоном вставляем газету в виде свернутого кулька. Поджигаем с нижнего широкого конца. Из верхнего отверстия начинает выходить дым, который при поджигании горит фиолетовым пламенем, что доказывает образование СО при неполном сгорании топлива.

Основные поставщики вредных газов - автомобили.

ПДК СО - 9 -10 мкг/м3.

IV.

А должны ли волноваться жители Тулы и области по поводу таких проблем?

Вспомним, какие предприятия работают на территории нашей области?

Учащиеся называют Косогорский металлургический комбинат, Тулачермет, Резино-технический завод г.Тулы, ОАО “Щекиноазот” Завод синтетического каучука (СК) , Глюкозо-паточный комбинат г.Ефремова Ефремовский химический завод, ОАО “Пластик” г.Узловая , “Новомосковскбытхим”, АО СП “Гипс-Кнауф” и другие. .

С преимущественными заболевания жителей этих городов учащиеся могут познакомиться на выданных таблицах /См. приложение 1./

Итак, проблемы названы и мы видим, что они актуальны и для нашей области. Ваши предложения по выходу из создавшегося положения:

  1. Озеленение.
  2. Реконструкция охранно-растительного покрова.
  3. Жилой фонд размещать не ближе 12 км. от промышленных предприятий.
  4. Уменьшение выбросов. Для этого заменить низкие трубы на более высокие. Выше 18 м.
  5. Замена устаревших котлов ГРЭС на новые. Закрытие предприятий с морально устаревшим оборудованием.
  6. Перевод котельных на природный газ.
  7. Постановка электрофильтров.
  8. Исключить для автомобилей этилированный бензин, установить газозаправочные станции.
  9. Снабжение автомобилей авто-каталитическими преобразователями.
  10. Перевод автомобилей на водородное топливо, получаемое из гидридов водорода, а со временем и на топливо, получаемое из растений.

Задание на дом: С учетом личного интереса.

I. Минимальный уровень на 3

  1. Что такое “кислотные дожди”?
  2. Назовите источники “кислотных” дождей.
  3. Что такое “парниковый эффект”?
  4. В чем заключается опасность глобального потепления климата?

II. Общий уровень на 4

  1. Назовите основные загрязнители атмосферного воздуха и их влияние на окружающую среду.
  2. К каким нежелательным явлениям в биосфере приводит попадание в воздух оксидов азота? Как они попадают в атмосферу?
  3. Почему в биосфере происходит полная нейтрализация естественных загрязнителей, а с антропогенными (такими же )природа не справляется?

III. Продвинутый уровень на 5

  1. Что такое фотохимический смог?
  2. Можно ли бороться с попаданием в атмосферу оксидов азота, серы, углерода? Предложите пути выхода из этой проблемы.

Литература:

  1. Каменев В., Кузнецов В., Никитин И. Автомобиль на водороде // Autoshop. Ноябрь- декабрь, 1994.
  2. Небел Б. наука об окружающей среде.- М.: Мир, 1993.
  3. Степин У., Персонс Т. Общая химия.- М.: Мир, 1979.