Задачи урока: Образовательная – Познакомить учащихся с органами дыхания (носовая, ротовая полости, гортань, трахеи, легкие, альвеолы, кровеносные сосуды), запахами, окружающими нас в естественной среде обитания (спальная, кухонная, ванная, туалетная комнаты), а также во внешней среде – улица, транспорт…
Развивающая – Развивать у учащихся навыки, умения исследовательского эксперимента по доказыванию наличия в выдыхаемом воздухе углекислого газа; образования кислотных дождей в природе; выделение формальдегида при приготовлении пищи…
Воспитательная – На различных примерах показать учащимся значение органов дыхания, влияние запахов на организм человека при работе автотранспорта, лесных пожаров, горение торфянников, террикоников, сухой листвы и т.п., а также при вдохе запахов дезодорантов, стиральных порошков, отбеливателей, других летучих соединений, влияние “ядовитой” детской одежды, игрушек на общее физическое состояние детского организма, включая и взрослое население…
Межпредметные связи:
Химия – Альдегиды. Кислоты. Высокомолекулярные соединения. Физические свойства (запах). Физика – Электроприборы. Кулинария – запахи пищи.
Экология – запахи, окружающие нас.
Учебно-наглядные пособия:
Плакаты – Органы дыхания (носовая, ротовая полости, гортань, трахеи, легкие, альвеолы, кровеносные сосуды). Правила по технике безопасности.
Фотографии. Репродукции. Рисунки. – Спальная, кухонная, ванная, туалетная комнаты, стиральные порошки, дезодоранты, парфюмерия, горящие листья, лесные пожары, смог (дымовая завеса), выхлопные газы (автотранспорт), дымящие терриконики, высокомолекулярные соединения (пластиковые окна, строительные материалы)…
Высказывание: “Запахи определяют чистоту и экологическое состояние нашего жизненного пространства”. А. Ярошенко.
Химические реактивы и лабораторное оборудование: растворы формальдегида, серной кислоты, хлорида или нитрата бария, хлорида или нитрата меди, едкого натра; вода, штативы с пробирками, сухое горючее, спички, подставка для сжигания сухого горючего, пробиркодержатель, раствор гидроксида кальция, стеклянные трубки – это все должно быть на каждой парте.
Ход урока
Вводное слово учителя. Пролетают года, и в общей суматохе нашей жизни с ее стремительным ритмом, мы порой не замечаем, а может и не хотим замечать и обращать внимание на тот факт, что мы живем в мире различных запахов, которые за последнее время нас практически поглотили и в буквальном смысле одержали верх, отбросив все на своем пути. Каждый день человечество сталкивается с новыми различными запахами. Мы никогда не задумываемся о том, что запахи и наши заболевания стоят на одной линии, они находятся во взаимосвязи. А когда узнали, начали бить тревогу. Но природа не прощает издевательств над собой и ее естественная реакция – это нападение (болезни). Корковые центры обоняния находятся в части головного мозга – в обонятельном мозге, в так называемой извилине морского коня и аммониевом роге. И еще я столкнулся с таким фактом, что в русском языке даже не существует глагола, который обозначал бы обонятельное восприятие. Нюхаем, обоняем – как-то некультурно; слышим запахи, но они не издают звука, чувствуем их, но к ним нельзя прикоснуться. Этот факт я бы оставил открытым. А сейчас мы присутствуем на совещании сотрудников одного НИИ по органам дыхания и обоняния. Послушаем, о чем же там идет речь.
Директор НИИ дыхания
Мы собрались здесь, чтобы обсудить – как же будет влиять окружающая нас воздушная среда на наши органы дыхания, которые будут являться важнейшим инструментом нашей жизненной позиции. Живой организм без воды может прожить несколько суток, без пищи – несколько недель, а вот без воздуха всего несколько минут. Организм человека должен постоянно его обновлять, т.е. удалять из крови углекислый газ и вводить в кровь кислород. Как это будет происходить?
Сотрудник № 1. Обновление будет происходить газообменом между окружающей средой и клетками. Обмен происходит в легких с воздушной средой и между легкими и кровью. Когда человек делает вдох, воздух засасывается в легочные пузырьки – альвеолы, кровь попадает в легкие по системе малого круга кровообращения. Кровеносные сосуды как бы обволакивают альвеолы, и происходит газообмен.
Директор НИИ. Я вас не могу понять – альвеолы и кровеносные сосуды имеют стенки. Так почему и как газ из легких поступает в кровь, а кровь не может поступать в альвеолы и не выходить во внешнюю среду?
Сотрудник № 1. Так вы же меня перебили и не дали возможность высказаться дальше.
Директор НИИ. Я извиняюсь, продолжайте, пожалуйста.
Сотрудник № 1. Процесс газообмена происходит диффузийно, т.е. диффузией. При большей концентрации газа его молекулы стремятся через тонкие стенки сосудов проникнуть в то место, где их мало, и это будет продолжаться до тех пор, пока концентрация молекул газа не станет одинаковой по обе стороны оболочек.
Сотрудник № 2. Хочу заметить еще одну особенность. Кислород проникает во время диффузии внутрь эритроцитов и там вступает в соединение с гемоглобином, молекула которого соединяется с атомами кислорода с образованием оксигемоглобина Нв + 4О2 = НвО8 (в легких).
Сотрудник № 12. В тканях газообмен идет также за счет диффузии. При этом кислород покидает кровь и переходит в ткани, а из тканей, в свою очередь, переходит в кровь углекислый газ. Оксигемоглобин разлагается на гемоглобин и на кислород. НвО8 = Нв + 4О2.Оксигемоглобин имеет более светлую окраску, обогащенная кислородом артериальная кровь будет иметь ярко-алый цвет. Гемоглобин без кислорода темно-красный. И поэтому венозная кровь темнее артериальной.
Сотрудник № 7. Также органы дыхания участвуют в теплорегуляции и голосообразовании, но звуки, которые издаются голосовыми связками, это еще не речь. Она формируется в полостях, как рта, так и носа, но все зависит от положения губ, языка, челюстей и как еще распределяются звуковые потоки. Работа всех этих органов называется артикуляцией.
Сотрудник № 14. Могу дополнить, что верхние дыхательные пути это – носовая, ротовая полости, носоглотка, глотка, а нижние – это гортань, трахея, бронхи. В носовой полости задерживается пыль мерцательным эпителием, который выделяет слизь, а также холодный воздух согревается кровеносными сосудами. Носовая полость соединяется с ротовой, поэтому человек может дышать носом и ртом.
Директор НИИ. Так. Достаточно. Мы немного отошли от нашей прямой цели – выяснения влияния воздушной среды на наши органы дыхания. Сейчас, я бы сказал, наступил пик заболеваний на эти органы – в основном аллергического характера и большой процент онкологического. Давайте разбираться вместе – кто виноват, как виноват, в чем виноват? Ведь такие заболевания, как рак легких, рак гортани, рак бронхов и т.д., по сравнению с прошлым, набирают скоростной оборот в системе здравоохранения.
Сотрудник № 4. Вы правы, в воздушной среде очень много запахов, которые влияют на органы дыхания. Они влияют и воздействуют на головной мозг, мышление, психику. В основном запахи ассоциируются с реакциями поведения – задумчивости, суетливости, брезгливости, отвращения, умиротворенности. Одни бывают сильными, неприятными, другие же слабые (незаметные), приятные (“родные”).
Сотрудник № 11. Этот сотрудник проигнорировал тот факт, что все запахи ядовитые. Они по своей сути – химические летучие соединения.
Сотрудник № 5. Я не согласен, что все запахи ядовитые. Возьмите, к примеру, запахи лимона, апельсина, вымытого деревянного пола, выполосканных домотканых половиков в реке. Они имеют другие запахи.
Сотрудник № 10. Здесь можно возразить, и уже доказано, что длительный контакт с любыми запахами может вызвать частичную или полную потерю обоняния, а то и ингаляционное отравление. Различные шутки с запахами, например, токсикомания ведут к смертельному исходу.
Директор НИИ. Вполне согласен с (И. О. сотрудника № 10). Вы все здесь специалисты с экологическим уклоном. А как насчет экологии запахов?
Сотрудник № 6. В этом плане картина очень отрицательная. Все делают евроремонт, используют синтетические полимерные материалы, обои, лакокрасочные покрытия, синтетические ковровые изделия, мебель на клеевой основе, не учитывая вредных последствий.
Сотрудник № 13. Ну и что. Подумаешь там химия. Зато как красиво, культурно, глаза и душа радуются!
Сотрудник № 8. А вы подумали (И. О. сотрудника № 13), что, закрывшись от окружающей среды и даже пластиковыми окнами, вы превратили собственную квартиру – крепость в газовую камеру медленной смертью для себя и своих близких людей.
Сотрудник № 15. Помимо этого ещё плесневые грибки – стены не дышат, рамы оконные тоже пластик, бактерии, пылевые клещи, табачный дым, цветочная пыльца, пыль, запахи животных. И это всё ваш комнатный “аромат”.
Сотрудник № 13. Всё равно я за домашнюю красоту. Я хочу, чтобы в доме всё было красиво.
Директор НИИ. Это до первого хронического заболевания или какого-либо серьёзного, потом будет не до красоты. Кто ещё хочет высказаться?
Сотрудник № 9. А если посмотреть на кухонную комнату. На самом деле кухня – комната смерти. Жарятся пирожки, свинина – полный набор альдегидов (кротоновый, акролеин…), оксиды и диоксиды углерода, азота, алифатические углеводороды, при порче пищи – серосодержащие эфиры и т.д.
Сотрудник № 13. Над плитой стоит газоуловитель. Не пугайте различными ужастиками.
Сотрудник № 9. Никто вас не пугает, всё – равно вы дышите и вдыхаете эти запахи. А взять ванную комнату. Там тоже “ароматизированный букет” – хлор, аммиак, поверхностно – активные вещества, содержащиеся в растворителях, отбеливателях, стиральных порошках, мылах и т.п.
Директор НИИ. Почему-то вы обходите своим вниманием самую приятно пахнувшую комнату – туалет?
Сотрудник № 15. Я только хотел, было сказать об этом ароматизированном месте.
Директор НИИ. Всё внимание только вам. Говорите, пожалуйста.
Сотрудник № 15. Человек нанес себе еще один удар по развитию различных заболеваний. Он перенес так называемое “удобство” – туалет со двора в свой личный дом, квартиру, еще более ухудшив домашнюю воздушную среду. Этот приятный в кавычках клоачный запах летучих веществ распространяется по всей нашей квартире или дома. Этот запах есть разложение белков в кишечнике и каловых массах при гнилостных процессах. Разложение аминокислот цистина, цистеина, метионина дают сероводород, метилмеркаптан и иные кишечные газы. При метаболизме из индола, в процессе распада белка, образуется скатол, триптофан и другие яды, которые вызывают отравление.
Сотрудник № 3. Ой! Сколько различных есть средств! “Пшикнул” и наслаждайся дальше! Это дезодоранты, освежители и прочее.
Сотрудник № 11. Так в чем причина? И живите там, и вдыхайте ароматы воздуха.
Сотрудник № 3. А еще есть и такие способы: на кухне подогревать в сковороде кожуру цитрусовых плодов; удалить запах табака можно махровым полотенцем, смоченное в растворе уксуса – 1:5 вода и уксус.
Сотрудник № 11. И опять это химия, новые запахи. Одни уничтожим, другие появятся. Это не решение проблемы. С химией шутки плохи. Можно получить смертельные отравления, а в лучшем случае аллергическое заболевание от использования дезодорантов, ароматизаторов, отдушек, шампуня и т.д.
Сотрудник № 1. Я тоже хотела это сказать. Аллергия – это на всю жизнь. А потом всего бояться, не выходить из дома, смотреть на протекающую жизнь через оконное стекло.
Директор НИИ. Пока достаточно. Как же можно устранить все-таки такие вездесущие запахи? Есть ли конкретные способы?
Сотрудник № 14. Конкретных способов пока нет. Это проблема будущего. Я могу предложить некоторые способы, но они пока несовершенны. Пылевые фильтры. Это специальная ткань, волокна которой могут задерживать пыль от 0,3 микрон и более: воздух вентилятором прогоняется через ткань, которая будет освобождать его от различных частиц пыли. Один только недостаток в этом фильтре. Очищается воздух только от пыли средней дисперсности, а вот экозагрязнители летучего характера остаются в воздушной среде. Кстати, и расходы в эксплуатации довольно-таки пока еще высоки. Электрофильтры (ионизирующие очистители) – очищают воздух от копоти и пыли, но не задерживают оксиды углерода, азота, формальдегид. И главный “минус” – в процессе работы генерируются оксиды азота и озон – газ токсичнее угарного газа из-за электронапряжения в несколько тысяч вольт.
Сотрудник № 2. Можно предложить популярный способ – люстра Чижевского, но и у нее много “минусов”. Первый – на потолке оставляет много копоти – ее бы использовать в угольной шахте. Он очищает уголь от пыли, но не от токсичных загрязнителей. И, так же как и в предыдущем случае генерируются оксиды азота и озон.
Директор НИИ. Эти способы не совсем приемлемы для нас. У кого будут еще варианты.
Сотрудник № 7. Я бы предложил адсорбционный угольный фильтр, но в нем тоже есть “минусы”. Уголь не адсорбирует легкие соединения – оксиды углерода (II) и азота, а также формальдегид. У него ограниченная емкость, в случае несвоевременной замены адсорбента фильтр сам становится источником болезнетворных бактерий и токсичных органических веществ.
Сотрудник № 12. Могу предложить фотокаталитический фильтр как один из современных новинок, который работает под действием ультрафиолетового излучения и окисляет все органические вещества до безвредных компонентов. Он как бы повторяет природные, т.е. естественные фотохимические процессы. Реакции протекают при комнатной температуре, примеси не накапливаются, а разрушаются. Большой процент запахов органического происхождения полностью разлагается окислителем. Этот фильтр изобрели давно, но выпуск начат недавно из-за прохождения испытаний. Его применяют для подавления патогенной микрофлоры в воздушной среде, лечении астмы и аллергических заболеваний.
Директор НИИ. Ну, что-то уже радует. Посмотрим, как пойдут дела дальше в этом направлении. А теперь нужно поговорить о запахах в естественной среде обитания на улице. Прошу высказывать свою точку зрения.
Сотрудник № 4. Запахи на улице далеки от санитарно-гигиенических норм. Взять, к примеру, сжигание листвы в осеннее время года. Сколько говорят – не сжигать, а воз и ныне там. А ведь этот едкий дым очень ядовитый. В нем собраны все токсичные вещества, которые скапливаются в листьях за их короткий промежуток жизни. А горящие и дымящие терриконики, а когда их разбирают, сколько образуется дыма с токсичными веществами. Нам об этом нужно очень серьезно задуматься. И решить, наконец, эти проблемы. Листья закапывать в землю или засыпать овраги вперемешку с землей. Это будет хорошее органическое удобрение. Породой с отвалов засыпать котлованы, рытвины вперемешку только с глиной, чтобы не произошло самовозгорание. И, пожалуйста, проблема почти решена.
Сотрудник № 10. Хочу в дополнение сказать – лесные пожары, горение торфяников – это на 80 – 90 % дело рук человека. Сколько погибает древесины, животных, которые задыхаются в дыму, страдают от такого дыма люди, целые города. Дым, запахи раздражают дыхательные пути – отсюда различные заболевания, а, попадая в кровь, эти запахи могут вызвать не только лейкемию, но и другие более серьезные заболевания генетического характера. Если мы и дальше так будем относиться к природе, может настать такой момент, когда в детской коляске мы можем увидеть не человеческого детеныша, а настоящего генетического монстра.
Директор НИИ. Это я и хотел услышать. Вот вам и запахи, и воздушная среда, которая окружает нас и создается нами.
Сотрудник № 6. Немного хочу добавить, что влияют на нас и выхлопные газы автомобильного транспорта, которые сокращают нашу жизнь. Там находится одно из самых ядовитых соединений – тетраэтилсвинец. Постепенно идет переход автотранспорта на газовое топливо. Это положительный фактор, что человек начал задумываться о своей жизни и о жизни будущего поколения. Заканчиваю выступление на проблемной ноте, что лучшее горючее – это спирт. Представьте себе – наша страна и горючее спирт. Это конечно другая проблема, но, а результат?..
Директор НИИ. О, результат будет потрясающим! Никакие добавки не спасут спирт как горючее. И опять будет проблема – нехватка горючего. Тут уже говорили о вреде и влиянии запахов на наши органы дыхания. А вот интересно, сколько же всего существует запахов.
Сотрудник № 7. Так, например, по классификации Х. Цваардемакера запахи подразделяются на ароматические – камфорные, пряные, анисовые, лимонные, миндальные и бальзамические – цветочные, лилейные, ванильные, а по классификации Крокера и Хендерсона запахов насчитывается до 8888 и это не предел. Сколько сейчас открыто органических веществ, то есть соединений, столько существует и запахов.
Сотрудник № 5. Я слышал, ученые утверждают, что человек потерявший обоняние, не считает себя инвалидом. А я с этим не согласен, мужчины в этом случае постепенно будут терять колдовские секреты владения запахов многих женщин. И я также считаю, что от девушек и от женщин должен исходить очень тонкий запах парфюмерии, а не такой как сейчас. Садишься в маршрутное такси, и задохнуться можно от грубого запаха дезодорантов.
Директор НИИ. Не надо впадать в крайность.
Сотрудник №9. А я вполне поддерживаю (имя отчество сотрудника №5). Возьмите города средневековья. Они буквально погибали среди отбросов и помойных канав. Даже королей купали два раза за их жизнь: один – при рождении, другой – при погребении. Женщины не знали примитивной гигиены и заглушали неприятный запах сильно пахнущими духами. А путешествующие путники определяли близость городов по запаху помоев и духов.
Сотрудник № 7. Могу привести примеры Древнего Рима и Афин. В Афинах красавицы знали, что руки обязательно должны иметь запах мяты, лицо – пальмового масла. В Риме патриции, буквальным образом, купались в благовониях, опрыскивали не только свою одежду, но и улицы, где будет проезжать римский император.
Сотрудник № 10. Мода капризна. Сейчас неуверенно, но входит опять в моду ароматизированные подушечки – саше, которые хранят в платяных шкафах, белье, постели, чтобы они ароматизировали ванилью и миндалем, лавандой и розами.
Директор НИИ. А как же запахи отражаются на нашем здоровье?
Сотрудник № 14. Могу высказаться по этому вопросу. Наука, изучающая запахи, называется альфактроника. Я к этому совещанию нашел интересные факты. Можно их зачитать?
Директор НИИ. Пожалуйста (имя отчество сотрудника № 14) нам всем будет очень интересно знать эти факты.
Сотрудник № 14. Так, например, розовое, бергамотовое масла, гелиотропин повышают температуру кожи, происходит падение кровяного давления, замедление пульса; запахи гнили, аммиака, сульфида аммония, уксусной кислоты действуют наоборот, понижают температуру, учащают пульс, повышают кровяное давление. Бензол, герантиол улучшают слух, несмотря на то, что бензол – канцерогенное вещество, а индол – ухудшает его. Запах пиридина, толуола, бергамотового масла повышают в сумерках остроту зрения, запах камфары, герантиола, бергамотового масла повышают чувствительность глаз к зеленому цвету и понижают к красному, розмариновое масло расширяет поле зрения для зелёных объектов и суживает для красных, а запах индола действует также, как и розмариновое масло.
Директор НИИ. Я понял, что орган обоняния должен быть очень развитым и тонким. Это парфюмеры для создания своих парфюмерных изделий. Кто ещё должен иметь развитое обоняние?
Сотрудник № 12. Конечно же, дегустаторы, а старые, опытные врачи, в отличие от молодых, поставить могут диагноз больному исключительно по запаху. От больных, которые болеют сахарным диабетом, исходит еле ощутимый запах ацетона. Своеобразные запахи можно ощутить от больных заболеваниями почек, лёгких и т. д. Каждое отделение будут иметь свой специфический запах, который нельзя спутать ни с одним другим отделением.
Директор НИИ. Наверное, на этой ноте мы закончим обсуждение. Можно ещё долго говорить о запахах. Ведь они находятся повсюду. Мы с вами выяснили, как они влияют на общее состояние организма человека. А мне хотелось, чтобы вы экспериментальным путём доказали, что человек выдыхает углекислый газ, проверили некоторые качественные реакции на альдегид и другие соединения. Хочу обратить ваше внимание на технику безопасности с химическими реактивами и лабораторным оборудованием (повторяют правила по технике безопасности).
Практическая часть.
Содержание углекислого газа в организме человека.
Пропускаем через стеклянную трубку углекислый газ, содержащийся в организме человека, в раствор гидроксида кальция. Появляется осадок карбоната кальция.
Качественная реакция на альдегиды.
Приготовить свежий раствор гидроксида меди (сульфат меди и раствор щелочи) осадок голубого цвета и прилить к нему небольшое количество альдегида. Всю смесь нагреть. Сначала появляется жёлтый осадок гидроксида меди (I), который при дальнейшем нагревании изменяет окраску в красную – оксид меди (I).
Доказательство кислотных дождей.
Заранее сжигаем серу в колбе, на дне которой находится вода. Убираем ложечку для сжигания веществ, закрываем обычной пробкой и встряхиваем. Разливаем содержимое по пробиркам на каждую парту. В пробирку приливаем раствор метилоранжа. Окраска ярко – розовая.
Директор НИИ. Я думаю, что все проделали свои исследования. Давайте проанализируем каждый из них. Кто будет первым давать характеристику опыта?
Сотрудник № 8. Содержание углекислого газа в организме человека можно доказать пропусканием выделяемого воздуха через известковый раствор. Будет выделяться осадок карбоната кальция.
Директор НИИ. Хорошо. Кто следующий?
Сотрудник № 3. Я могу охарактеризовать качественную реакцию на альдегиды. Альдегиды можно доказать реакцией медного зеркала. Выделяется красный осадок оксида меди (I).
Директор НИИ. А как можно доказать наличие в природе кислотных дождей?
Сотрудник № 4. При сжигании серы в колбе образуется сернистый газ, который при растворении в воде (а в природе с водяными парами) образует кислоту, которую можно доказать раствором метилоранжа. Окраска ярко – розовая.
Сотрудник № 14. Никто не сказал о запахах одежды и детских игрушек, которые изготавливаются в некоторых странах из ядовитых веществ, и наносят детям непоправимый вред. Об этом можно много говорить, но нельзя все охватить. Можно поговорить специально на каком-либо уроке дополнительно по этому вопросу.
Директор НИИ. Абсолютно верно, но у нас время ограничено. Итак, результаты показали, как и наше совещание, какую опасность таят в себе, казалось бы, на первый взгляд, ничем не примечательные запахи веществ, которые наносят вред не только органам дыхания, но и остальным органам, вызывая различные опасные заболевания…..
Итог урока. Оценивание учащихся. Характерно их деятельности.
Дополнительный материал к уроку: “Запахи, которые нас окружают”
Подагра – кожные выделения имеют запах кислой сыворотки.
Холера – аммониакальный запах, выделения – плесневый запах.
Гангрена – трупный запах.
Язва раковая – запах разлагающей рыбы.
Саркома – запах разлагающей рыбы.
Чесотка – запах плесени, мочекровие – аммониакальный.
Дифтерия – гангренозный запах.
Сахарный диабет – приторно – сладковатый, альдегидо-ацетоновый, сенный запах.
Корь – запах свежее – ощипанных перьев.
Катар носовой – запах озены.
Желтуха – запах мускуса.
Перитонит (воспаление брюшины) – запах мускуса.
Тиф – аммониакальный запах, ближе к мышиному.
Лихорадка тифозная – затхлый запах, запах крови.
Лихорадка молочная – кислый запах.
Лихорадка желтая – трупный запах или запах воды, которой промывали ружейные стволы.
Гноетечение из уха – вонючий, цепкий, сладко – приторный запах.
Золотуха – запах старого кислого пива.
Пиемия (гноекровие) – запах свежеснятого сена, сладкий тошнотворный.
Ревматизм – уксусно-муравьиный запах пота.
Сыпь – запах гнилой соломы.
Больные, подверженный истерики – запах ананаса или фиалки.
Оспа – запах жженого рога или запах зверинца.
Трупный запах – предвестник скорой смерти.
Женщина – имеет запах трески.
Мужчина – имеет запах плесневых грибков.
Человеческие расы – имеют своеобразные запахи, связанные непосредственно с местом коренного проживания.
В Лондонской больнице жил кот, который безошибочно определял скорую смерть пациента, и за несколько часов до смерти ложился к нему на кровать (частые случаи около ног).