Радость видеть и понимать – есть самый прекрасный дар природы.
А.Эйнштейн
Тема: Нефть и продукты её переработки.
Учебные темы:
- Химия: природные источники углеводородов; химические свойства основных классов неорганических веществ;
- Биология: взаимосвязь организмов с окружающей средой.
- Экология: влияние антропогенных факторов на природу, экологические катастрофы.
- География: полезные ископаемые, топливно-энергетический комплекс, работа с картами.
Основная цель проекта: расширить знания по предмету химии.
- Выработать эмоциональное отношение к проблемам экологии, связанные с нефтяными загрязнениями.
- Обсуждение полученной информации, работа по рекламированию созданногопараграфа.
Дидактические цели:
- Формировать умение выделять проблемы и наметить пути её решения.
- Формирование экологической грамотности.
Методические задачи:
- Ознакомить учащихся с природными источниками углеводородов на примере нефти.
- Формировать умения и навыки критического мышления.
- Обрабатывать полученную информацию с помощью ИКТ.
Какие компетентности формирует:
- В сфере самостоятельной деятельности.
- Основанные на усвоении способов приобретения знаний из различных источников информации.
- В сфере гражданско-общественной деятельности.
- В бытовой сфере.
Основополагающий вопрос: Что значит нефть для нас?
Оформление результатов проекта. Брошюра: параграф к учебнику «Химия – 10» Е.Е.Минченкова, 2008 г.
Программно-техническое обеспечение:
- Техническое оснащение: компьютер, цифровая камера, доступ к Интернету,принтер, сканер, проекционная система.
- Материалы на печатной основе: учебники, справочники, периодическая печать.
- Другие принадлежности: хим.реактивы, биологические объекты, хим. оборудование.
План работы по проекту.
1. Подготовительный этап
- Обсудить с родителями учащихся вопросы, связанные с проведением проекта, использованием домашних компьютеров, доступа к Интернету и …
- Составить список необходимого оборудования (фотоаппарат, сканер, лаб.оборудование).
- Подготовить необходимые книги и электронные материалы.
- Купить необходимые принадлежности для практических занятий.
2. Обучающий этап.
Этапы теоретические | Сроки |
Этапы экспериментальные |
Сроки |
1. «Мозговой штурм» (формирование тем
исследований учащихся). 2. Формирование групп для проведения исследований, выдвижение гипотез решения проблем. 3. Выбор творческого названия проекта (совместно с учащимися). 4. Обсуждение плана работы учащихся в группе и индивидуально. 5. Обсуждение со школьниками возможных источников информации, вопросов защиты авторских прав. 6. Самостоятельная работа учащихся в группах по выполнению заданий. 7. Консультации учителя в группе и индивидуально. 8. Подготовка школьниками презентаций по отчету о проделанной работе. 9. Защита полученных результатов и выводов. |
15 мин. 20 мин. 5 мин. 20 мин. 10 мин. 1 месяц 1 в нед. 1 нед. 1 час. |
1. Лабораторные опыты «Физические
свойства нефти» 2. Экологические опыты: №1 «Влияние нефти и нефтепродуктов на живые организмы». №2 « Моделирование промышленных процессов очистки газовых выбросов (получение и адсорбция оксида серы (iv)). |
15 мин. 2 недели. 1 час. |
3. Завершающий этап
На завершающем этапе заслушивается отчет групп в форме защиты свой части общего проекта.
Способ реализации проекта
Учебный проект реализуется в рамках месячника «Нетрадиционные формы проведения урока», который проводится в школе и предполагает использовать материал учащимися 10 класса при изучении органической химии
Как будет оцениваться деятельность учащихся
Принципы |
Баллы (от 1 до 5). |
1. Принцип доступности: были просты и доступны по изложению учебной информации. | |
2. Принцип научности: содержали всю необходимую информацию | |
3. Принцип наглядности: были хорошо иллюстрированы. | |
4. Были интересны и увлекательны. |
Для тех, кто оценивает. Закончите по 2-3 наиболее значимые лично для вас предложения:
- Больше всего мне понравилось…
- Сегодня я научился…
- Самым интересным для меня было
Рефлексия. Закончите предложения:
- Доволен ли я результатом…
- Где нам пригодится это умение…
ХОД УРОКА
Предисловие. (Приложение. Слайд № 1)
Дорогие друзья!
Параграф «Химия 10» является приложением к
учебнику «Химия 10» Е. Е. Минченкова и опирается на
знания, которые вы, наши ученики, должны (могли)
приобрести. Предлагаемый материал распределен
на абзацы. Главное содержание настоящего
параграфа – нефтехимия. В отличие от основного
учебника в этом сделан упор на происхождение и
свойства нефти, её применение и влияние на
окружающую среду. Мы предлагаем варианты
проведения лабораторных опытов. Учебный
материал в параграфе структурирован так же, как в
учебнике «Химия 10» (Е. Е. Минченков, А. А. Журин, П.
А. Оржековский).
Происхождение нефти: (Приложение. Слайд № 2).
Слово “нефть” появилось в русском языке в XVII веке и происходит от арабского “нафата”, что означает “извергать”. Так назвали в IV–III тыс. до н.э. жители Двуречья – древнего очага цивилизации – маслянистую через легковоспламеняющуюся жидкость, которая действительно иногда извергается на поверхность земли в виде фонтанов. Сейчас на его территории располагаются крупнейшие нефтеперерабатывающие страны Ирак и Кувейт.
Происхождение нефти:
- Карбидная (неорганическая) теория. Д. И. Менделеев
- Органическое происхождение. Нефть возникла из сапропелевого вещества (это ил образованный планктоном) И. М. Губкин.
- Космическая теория. Нефть произошла из углеводородов, содержащихся в газовой оболочке Земли, при формировании её как планеты. В. Д. Соколов
География мировых ресурсов. (Приложение. Слайд № 3).
В начале XIX века нефть добывалась в 19
странах, в основном с помощью колодцев. Главными
районами нефтедобычи были Баку в Российской
империи, Пенсильвания в США и Индонезия. В
настоящее время насчитывается свыше 8о
нефтедобывающих стран во всех частях света кроме
Антарктиды. Больше всего нефти сосредоточено в
Азии, на Ближнем и Среднем Востоке, в Западной
Сибири и Казахстане. Крупнейшее месторождения
есть также в Северной и Южной Америке и Северном
море у берегов Европы. Главная
особенность географии мировых ресурсов нефти
заключается в том, что большая часть из них
приходиться на развивающиеся страны, в первую
очередь Ближнего востока. Ведущее же место по
добыче нефти занимают США, Саудовская Аравия,
Россия. Растет добыча нефти в КНР. В США добыча
нефти ведется на Юге, а в последние годы на шельфе
Аляски. Нефть – основное природное богатство
Ближнего востока, при этом в Саудовской Аравии
находится около четверти мировых запасов нефти.
В число ведущих поставщиков нефти входят также
Ирак, Иран, Кувейт, Оман, Катар, Бахрейн и
Объединенные Арабские Эмираты. Нефтедобыча на
территории России достигла своего максимума в
1987г. – тогда наша страна находилась на первом
месте в мире. Около 2/3 российской нефти
добывается в Среднем Приобье, в основном на
территории Ханты-мансийского автономного
округа, частично в Ямало-ненецком округе и в
Томской области. Второй крупный район
нефтедобычи – Волго-уральский. Здесь нефть
начала добываться с 50-х гг. Остальные районы
нефтедобычи в совокупности дают менее 10% и не
определяют ситуацию в целом. Однако нефтедобыча
в них оказывает воздействие на развитие самих
этих регионов. Перспективными районами добычи в
России считаются шельф побережья Баренцева моря
и Охотского моря. Интенсивная нефтеразведка
ведется в Нижнем Поволжье. Возможно, что большие
запасы хранит в себе полуостров Таймыр.
Физические свойства нефти. Нефть – маслянистая
жидкость от светло-бурого до черного цвета, с
характерным запахом. Она немного легче воды и
практически в ней не растворяется. Так как нефть
– смесь различных углеводородов, то у неё нет
определенной температуры кипения.
Применение нефтепродуктов. (Приложение. Слайд № 4).
«Нефть – не топливо, топить можно и ассигнациями».
Д. И. Менделеев
Нефтяная промышленность зародилась в середине ХIХ века. Из нефти получали осветительное масло, названое в России “фотогеном”, а в Америке – “керосином”. Добывалась нефть в небольших количествах в основном из неглубоких колодцев. Промышленная революция и широкое использование паровых машин потребовали более качественного горючего для освещения фабрик, а также смазочных веществ. В практику вошли буровые скважины. Нефть являются основой топливно–энергетического комплекса (ТЭК – 48% в перспективе эта доля будет уменьшаться вследствие возрастания применения атомной и иных видов энергии, а также увеличения стоимости добычи.), это еще и основа сырья для органического синтеза.
В связи с быстрым развитием в мире химической и нефтехимической промышленности потребность в нефти увеличивается не только с целью повышения выработки топлив и масел, но и как источника ценного сырья для производства синтетических каучуков и волокон, пластмасс, ПАВ, моющих средств, пластификаторов, присадок, красителей и др. (более 8% от объема мировой добычи). Среди получаемых из нефти исходных веществ для этих производств наибольшее применение нашли: парафиновые углеводороды — метан, этан, пропан, бутаны, пентаны, гексаны, а также высокомолекулярные (10—20 атомов углерода в молекуле); нафтеновые; ароматические углеводороды — бензол, толуол, ксилолы, этилбензол; олефиновые и диолефиновые — этилен, пропилен, бутадиен; ацетилен. Истощение ресурсов нефти, рост цен на нее и др причины вызвали интенсивный поиск заменителей жидких топлив.
Нефть и политика. (Приложение. Слайд № 5).
В XX веке ни один другой вид первичных
энергоресурсов не оказал столь большого влияния
на экономическое и социальное развитие как
нефть. Она определяет политику государств,
особенно тех, которые природа обделила нефтяными
местонахождениями. Нефть добывают в 80
странах мира. Но географию этой отрасли
определяют страны “первой десятки”, для
большинства из которых нефтяная промышленность
стала важной, а иногда и единственной отраслью
международной специализации (Ирак, ОАЭ,
Катар).Одна из особенностей географии мировой
нефтяной промышленности заключается в том, что
более 4/5 запасов добычи нефти приходится на
развивающиеся страны. Эти страны, в особенности
страны – члены ОПЕК, выступают и в качестве ее
главных экспортеров:
ОПЕК: Алжир, Венесуэла, Габон, Индонезия,
Ирак, Ирак, Катар, Кувейт, Ливия, Нигерия, ОАЭ,
Оман, Саудовская Аравия. В международную
торговлю поступает 40 % всей добываемой нефти.
Страны ОПЕК устанавливают квоту на добычу. Ни
больше, ни меньше, для поддержания уровня мировых
цен на сырую нефть в зависимости от качества.
Поднимать добычу нельзя – цены поползут вниз,
снижать – значит, лишится доход.
Проблемы.
- Энергетическая проблема является одной из самых острых. Бурно развивающаяся экономика в ХХI веке требует все больше энергозатрат.
- Наука предупреждает, что при современных объемах энергопотребления разведанных запасов органического топлива на Земле хватит примерно на 150 лет, в том числе нефти – на 35, газа – на 50.
- Таким образом, ограниченность природных запасов углеводородного сырья составляет сегодня главный стержень глобальной энергопроблемы.
- Наступает период энергосберегающих технологий и всемирной экономии энергии.
Пути энергосбережения: (Приложение. Слайд № 6).
- выпуск более экономичных автомашин;
- усовершенствование в коммунальном хозяйстве;
- структурные изменения в экономике (рост доли менее энергоемких отраслей);
- развитие атомной энергетики;
- использование неисчерпаемых природных ресурсов (солнечная радиация, тепло Земли). Высокие мировые цены на нефть способствовали быстрому росту разведки и добычи ее в странах, не входящих, в ОПЕК. Поэтому долгосрочное прогнозирование энергетики в значительной степени зависит от прогнозов цен на нефть на мировом рынке.
Перспективы В течение ближайших 30–40 лет, возможно, произойдут следующие изменения:
- стабилизируется рост потребления;
- увеличится доля новых технологий для производства энергии;
- увеличатся масштаб и стоимость транспортировки;
- возрастет эффективность использования;
- все большее значение будут приобретать трансконтинентальные газопроводы общей протяжностью 26 тыс.км;
- увеличится доля альтернативных источников энергии (атомная), нетрадиционных ресурсов (солнечная энергия, энергия ветра).
Влияние нефти и нефтепродуктов на окружающую среду. (Приложение. Слайды № 7, 8).
Встает угрожающий вопрос: что делать с этими „черными океанами"? Как спасти их обитателей от гибели?
Нефтяная плёнка нарушает обмен теплом, влагой и газами между средой и атмосферой, в результате нарушается биологическое равновесие водоёма. Установлено, что нефтяное загрязнение на 60% уменьшает испарение воды с её поверхности. При этом усиливается нагрев водной поверхности и соприкасающихся с ней воздушных масс и, как следствие, уменьшается содержание в них водяных паров. Пары нефти и нефтепродуктов вызывают у человека заболевание органов дыхания и центральной нервной системы, повышая утомляемость. Ежегодно в Мировой океан по тем или иным причинам сбрасывается от 2 до 10 млн. т нефти. Аэрофотосъемкой со спутников зафиксировано, что уже почти 30% поверхности океана покрыто нефтяной пленкой. Особенно загрязнены воды Средиземного моря. Атлантического океана и их берега. Литр нефти лишает кислорода, столь необходимого рыбам, 40 тыс.л морской воды. Тонна нефти загрязняет 12 км2 поверхности океана. Икринки многих рыб развиваются в приповерхностном слое, где опасность встречи с нефтью весьма велика. При концентрации ее в морской воде в количестве 0,1-0,01 мл/л икринки погибают за несколько суток. На 1 га морской поверхности может погибнуть более 100 млн. личинок рыб, если имеется нефтяная пленка. Чтобы ее получить, достаточно вылить 1 л нефти. В водоёмах процесс самоочищения протекает при наличии достаточного количества кислорода и только в тёплое время года. На помощь природе должен прийти человек.
Строятся различные планы
Во Франции создана специальная
центрифуга марки „Циклонет". Она
устанавливается на самоходной портовой барже
вместе с группой насосов, которые собирают с
поверхности водувместе с пленкой нефти. Попадая
затем во вращающиеся барабаны устройства, смесь
быстро разделяется, производительность 200 M/ч;
Шведские и английские специалисты для очистки
морских вод от нефти предлагают использовать
старые газеты, куски обертки, обрезки с бумажных
фабрик. Все это измельчается на тонкие полосы
длиной 3 мм. Брошенные на воду, они способны
впитать в себя 28-кратное количество нефти по
сравнению с собственной массой. Затем топливо из
них легко извлекается прессованием.
Хорошие результаты дает применение
диспергаторов – особых веществ, связывающих
нефть; обработка нефтяных пленок железным
порошком с последующим собиранием „опилок"
магнитом.
Большие надежды возлагаются на биологическую
защиту: в лабораториях фирмы „Дженерал
электрик" (США) создан супермикроб, способный
расщеплять молекулы УВ.
Русские ученые установили, что некоторые жители
морей вовсе не страдают от нефтяного
загрязнения. В Каспии, например, живет моллюск –
кардиум. Это крошечное существо, получившее свое
название за сердцевидную форму раковинки, играет
важную роль в очистке морской воды, добывая себе
таким образом и пищу, и кислород для дыхания.
Лабораторный практикум. (Приложение.
Слайды № 9, 10).
Лабораторный опыт № 1. “Исследование физически свойств нефти».
Экологический опыт: «Влияние нефти и нефтепродуктов на живые организмы».
Лабораторный опыт: «Моделирование промышленных процессов очистки газовых выбросов (получение и адсорбция оксида серы (IV))».
Домашнее задание (Приложение. Слайд № 11)
1. Отметить на контурной карте России основные месторождения нефти.
2. Проблемные вопросы: В России, США,
Канаде, главные магистральные трубопроводы
большей частью связывают регионы добычи нефти и
газа с районами их потребления, в Западной Европе
– морские порты с районами потребления, а в
развивающих странах, напротив, районы добычи – с
морскими портами. Объяснить эти различия.
Известно, что отрасли ТЭК относятся к “грязным”
производствам, но развитие мирового хозяйства
обусловливает рост потребности в них.
Следовательно, добыча нефти и газа будут расти.
Однако условия добычи ухудшаются. Как решить эти
противоречия?
3. Ваша точка зрения? Как и большинство других полезных ископаемых, нефть распределена на Земле неравномерно. Она встречается обычно в виде больших месторождений. Кроме того, далеко не всегда распределение запасов по регионам совпадает с распределением спроса на нее. Поэтому различные страны заключают между собой торговые соглашения, договоры об экспорте и импорте.
4. Подумай:
- Сравните площадь территории, запасы нефти и потребление нефти в Северной Америке и на Ближнем Востоке. Какие выводы можно сделать из этого сопоставления?
- Запасы нефти на Земле ограниченны, а мировое потребление нефти увеличивается, то, как это должно отразиться на отношениях стран-потребителей нефти с другими странами. Подкрепите вашу точку зрения аргументами.