Урок по теме "Вода"

Цель.

1. Обобщить знания о воде, как о самом распространенном веществе на Земле;

2. Расширить представления о ее свойствах, роли в природе, значении в жизни человека;
3. Сформировать у учащихся представление об источниках загрязнения гидросферы, возможном влиянии химических загрязнителей на здоровье людей;
4. Развить умения самостоятельно работать с дополнительной литературой;
5. Способствовать пониманию необходимости бережно относиться к водным ресурсам.

Оборудование и реактивы.

• глобус, технологическая карта, TV;

• оборудование и реактивы для лабораторной работы;

План. Выступления учеников по темам

1. Состав воды
2. Строение воды
3. Физические свойства воды
4. Химические свойства воды
5. Значение воды в природе

1. Химический состав природной воды
2. Основные источники загрязнения воды
3. Вещества – загрязнители природной воды
4. Качество питьевой воды и здоровье человека

Сегодня объектом нашего изучения будет вода. Изучая основные понятия и законы химии, мы с вами неоднократно соприкасались с самым удивительным и самым необходимым на нашей планете веществом. Среди необозримого множества веществ вода занимает совершенно особое место. Если бы поэты знали о ней столько, сколько химики, они сложили бы о воде самые величественные оды. Вода вполне заслуживает их. На данном уроке мы поговорим о значении воды, уникальных свойствах – весьма важных для поддержания жизни на Земле, а также поговорим о качестве воды. Какую воду следует считать чистой и безопасной? Какие вещества загрязняют воду? Каков запас пресной воды и т.д., т.е. мы затронем вопросы, которые необходимо знать каждому из нас. А прежде чем начать обсуждать вышеперечисленные вопросы мы вспомним состав и строение молекулы воды.

Выступление 1-ого ученика. (Приложение 1 – Технологическая карта.)

«Вода – одно из начал всего существующего на Земле», «Вода – простое и неделимое» - считали еще в древние времена. Первым, кто опроверг представления о воде, как о простом веществе был Антуан Лавуазье, 24 июня 1783 г. Лавуазье в присутствии группы французских ученых синтезировал воду из кислорода и водорода. При этом масса воды была равной массе водорода и кислорода. Так стало известно, что вода состоит из двух химических элементов: кислорода и водорода.

Современники Лавуазье считали, что природа воды наконец то выяснена, ее состав известен, но время показало, что это были первые шаги на долгом и трудном пути исследования свойств и структуры воды.

1. Назовите еще раз качественный и количественный состав воды

2. К какому классу веществ относится вода?

3. Как назвать воду по систематической номенклатуре?

Молекула имеет угловое строение. Н₂О – полярная

При обычных свойствах вода – прозрачная жидкость без цвета, вкуса и запаха.

Вода – единственное вещество, которое после плавления сначала сжимается в объеме, а затем по мере роста температуры, начинает расширяться. При +4 ⁰С вода имеет максимальную плотность 1г/см³. Эта редкостная аномалия воды имеет огромное значение для жизни в водоемах, так как обеспечивает на их глубинах температуру не ниже +4 ⁰С.

Вода – единственное вещество, у которого плотность в твердом состоянии ниже, чем в жидком. Благодаря этой аномалии лед плавает на воде. Если бы вода не обладала этим удивительным свойством, то зимой водоемы промерзали бы до самого дна, а летом не смогли бы растаять.

Аномально высокой является теплоемкость воды. Чтобы нагреть 1 грамм воды на 1 градус, необходима 1 калория тепла. Благодаря этому свойству вода является гигантским распределителем тепла на Земле.

Вода извлекает из земли питательные вещества и в растворенном виде доставляет их растениям благодаря еще одному замечательному свойству – способности подниматься в вверх по капиллярам растений. Это объясняется исключительно большим поверхностным натяжением воды.

Наконец, еще об одной аномалии. Вода обладает намного более высоким температурами кипения и плавления, чем этого следовало ожидать, исходя из состава молекул воды. Т_кип. =100 ⁰С, Т_плав. = 0 ⁰С.

Выступление 4 –ого ученика.

Вода – колыбель жизни на Земле. Именно в воде первичных морей и океанов возникли первые белковые комочки, которые в ходе эволюции дали потрясающее изобилие растительных и животных организмов.

Вода – основа жизни на Земле. Самый главный процесс, благодаря которому существует все живое – фотосинтез – протекает в соединении СО₂ и Н₂О под действием солнечного света.

Нет ни одного живого существа на Земле, которое могло бы жить и развиваться без воды, ведь она – основной растворитель, в котором протекают практически все биохимические реакции.

Вода – главный материал, из которого построено наше тело. Содержание воды

• В крови – до 83 %
• В сердце – до 80 %
• В костях – до 20 %. Неудивительно, что человек может достаточно долго прожить без еды, но без воды не может прожить и несколько дней.

Вода – величайший преобразователь природы. Стекая по склонам гор, она дробит камни друг о друга, размывает горные породы. За миллионы лет вода в содружестве с ветром и Солнцем создала почву, превратив голые скалы первозданной Земли в зеленый ковер лесов и степей.

Вода – главный растворитель не только в живой, но и в не живой природе. Миллионы ручейков, речек и рек омывая земную сушу, растворяют буквально все, что попадает им на пути, и, как верные слуги, несут все это в Мировой океан. Вода из океанов испаряется и снова возвращается на Землю, что бы продолжить свою извечную работу, а растворенные в ней вещества остаются в океане. За миллиарды лет там накопились несметные сокровища.

Вам уже известно, что вода вступает в реакцию со многими простыми и сложными веществами. Примерами взаимодействия воды с простыми веществами являются:

1. Реакция с металлами, расположенными в ряду активности металлов до магния по следующей схеме: активный металл + Вода = Щелочь + Водород

Например: 2Na+2H₂O=2NaOH+ H₂

Реакция с менее активными металлами, расположенными от Mg до Pb при нагревании по следующей схеме: менее активный металл + водяной пар = оксид металла + водород

Например: Zn + H₂O= ZnO + H₂

2. Примерами взаимодействия воды со сложными веществами, могут быть реакции ее с оксидами активных металлов и неметаллов.

Такие оксиды, как Li₂O, CaO, Na₂O, BaO называются основными оксидами. Они образуют с водой растворимые гидроксиды (щелочи). Схематически эту реакцию, можно изобразить так:

Например: СаО+Н₂О =Са(ОН)₂

Эта реакция, используется в строительстве для приготовления раствора гашеной извести. В технике ее называют гашением негашеной извести. В результате данной реакции, выделяется много тепла. Реакцию воды с оксидами неметаллов можно изобразить в виде схемы:

Например, при взаимодействии диоксида углерода с водой, образуется угольная кислота:

СО₂+ Н₂О=Н₂СО₃,

а при взаимодействии с оксидом серы (VI) - серная кислота:

SО₃+ Н₂О=Н₂SО₄

Слова учителя.

О воде, как о самом уникальном и о самом необходимом на нашей планете веществе, можно сказать очень многое. И здесь хочется процитировать первый эпиграф нашего урока:

«Вода бесконечные лики вмещает
В безмерность своей глубины»
К. Бальмонт

Осталось обсудить, а велики ли запасы этого самого нужного ресурса сегодня и каковы его качества? Бережем ли мы эту «земную» драгоценность и поддерживаем ли ее чистоту?

Да, действительно, воды на Земле много (демонстрируем на глобусе). Настолько много, что объем суши, возвышающийся над океаном, втрое меньше объема воды на нашей планете. (Работа по технологической карте. Запасы пресной воды). Но основные запасы воды на Земле сосредоточены в морях и океанах (97,4%). Эти воды не пригодны для питья, промышленности, сельского хозяйства. Запасы пресной воды гораздо скромнее (2,6%), причем из этой воды большая часть мало доступна (ледники, снега) и лишь 0, 014% всего влагозапаса планеты доступна людям и другим живым организмам. Этого запаса достаточно, чтобы обеспечить нужды 20 млрд. человек, (сейчас планету населяют около 6 млрд. человек). Однако имеется много районов, где воды катастрофически не хватает по причине неравномерного ее распределения на Земле, а в других местах она потеряла свои качества и стала непригодной из-за неразумных действий человека.

Наша страна богата пресными водами, как никакая другая (только в озере Байкал содержится 20% мировых запасов пресной воды), однако Россия, как никакая другая страна мира, бездумно и бездушно относится к охране пресной воды.

Прежде, чем говорить о различных загрязнителях воды, мы должны рассмотреть и проанализировать состав природной воды. (Работа по технологической карте. Химический состав природной воды).

1. Чем отличается природная вода от дистиллированной?

2. Почему эти ионы называются главными?

3. Назовите простые анионы.

4. Назовите сложные анионы.

5. Перечислите катионы.

6. Что же представляет собой природная вода с точки зрения химика?

Вывод: природная вода – смесь; химический раствор, в котором содержится более 6о хим. элементов.

Мы рассмотрели состав природной воды, т.е. такой состав имела бы вода, если на Земле не было человека, со всеми вытекающими последствиями. Чем же загрязняет человек воду в результате своей деятельности? (Работа по технологической карте. Вещества - загрязнители).

1. Нефть и нефтепродукты, которые в первую очередь попадают в воду при крушении супертанкеров. Попавшая в море или океан нефть быстро растекается в виде тонкой нефтяной пленки, занимая огромные площади. Эта пленка препятствует поступлению в воду кислорода, уменьшает испарение воды. В случаях больших выбросов нефти может произойти полное вымирание рыб, птиц, других животных.
2. Синтетические ядовитые вещества, выпускались в значительных количествах прежде всего в виде средств защиты сельскохозяйственных растений. Их источником являются крупные свалки химических и бытовых отходов, содержащие хлорорганические соединения, токсичные металлы и т.д., которые благодаря атмосферным осадкам попадают в поверхностные и грунтовые воды.
3. Среди загрязнителей особое место занимают металлы. Особенно токсичными являются ртуть и свинец. Ртуть один из металлов, представляющих наибольшую опасность для людей и окружающей среды. Ртуть воздействует на нервную систему прежде всего рыб и морских млекопитающих. По пищевым цепям она переносится и к человеку, вызывая тяжелые психические расстройства, врожденные уродства у детей. (В 60 гг. на побережье залива Минамата (Япония) отравленный ртутными отходами океан отомстил человеку. Ртуть сброшенная заводами по переработке руд, была превращена бактериями в очень опасное соединение ртути. Это соединение накапливалось в рыбе, а люди, питающиеся рыбой получили сильнейшие отравления (погибло 50 человек). Рыбный промысел в долине до сих пор запрещен.)
4. Нитраты, фосфаты, сульфаты в водоемах результат безграмотного общения человека с удобрениями. Ядохимикаты и удобрения смываются дождями с полей и проникают в подземные воды. Если эти соединения попадают в реки и озера, они продолжают играть предназначенную им роль удобрений, способствуя росту водных растений. Водоем начинает зарастать, качество воды в нем ухудшается

К сожалению, основные потребители воды являются основными источниками загрязнения гидросферы. (Работа по технологической карте. Источники загрязнения гидросферы).

1. Промышленность. Трудно представить какую – либо отрасль народного хозяйства, существование которой было бы возможно без использования воды. К наиболее водоемким относится химическая промышленность. Без воды невозможно представить выделку кожи, крашение тканей, мыловарение и т.д. Источником загрязнения воды является также коммунальное хозяйство. (Работа по технологической карте. Среднее потребление воды на бытовые нужды).
2. Подземные и дождевые воды. Дождевые воды вымывают все химические продукты промышленного и бытового происхождения. Одна капля воды m = 0, 05 г , упав с высоты 1 км омывает 16 л воздуха.
3. Водный транспорт. Реки. Моря, океаны – средства передвижения водного транспорта.

Какой вывод можно сделать рассмотрев данную таблицу?

Вывод: В результате деятельности человека происходит ухудшение качества воды. Мы пришли к тому, что природная вода представляет для человека серьезную угрозу его здоровью, поэтому приходится подвергать ее очистке, что и делается на водоочистительных станциях. На этих сооружениях состав воды доводится до требований государственных стандартов.

Качественный состав воды, в том числе и питьевой характеризуется рядом показателей.

(Работа по технологической карте. Показатели качественного состава питьевой воды).

1. Кислотность. Вода должна иметь нейтральную среду. При повышении концентрации Н⁺ увеличивается растворимость многих солей, увеличивается растворимость металлов: растворяются водопроводные трубы.
2. Минерализация. После выпаривания литра водопроводной воды должно остаться не более 1 г солей – таков предел общего солесодержание питьевой воды. Об избытке минеральных солей в воде свидетельствует ее повышенная мутность.
3. Жесткость воды увеличивает опасность мочекаменной болезни, неблагоприятно влияет на состояние сосудов. Это отложение солей, т.е. шейные, грудные, поясничные радикулиты, хрустящие суставы. Поэтому важно вести контроль за содержанием в питьевой воде солей кальция и магния.
4. Бактериальное загрязнение. Болезнетворные бактерии попадают в реки и озера с загрязнениями, где много болезнетворных микробов – возбудителей кишечных заболеваний. Число кишечных палочек, допустимых в литре питьевой воды должно быть не более трех.

Прежде чем определить вышеперечисленные показатели качества воды, проводят первичную оценку качества воды. Ее определяют с помощью органов зрения (мутность, цвет) и обоняния (запах). Неудовлетворительная первичная оценка свидетельствует о загрязнении воды.

Именно такую первичную оценку будем давать водопроводной воде и воде из пруда. Посмотрим пройдут ли данную оценку водные ресурсы нашего микрорайона.

Лабораторная работа. Анализ воды. (Приложение 1)

1. Назовите источники загрязнения воды нашего микрорайона.

2. Какие бы вы предложили способы очистки воды в домашних условиях?

Вывод. Вода это бесценный дар природы, требует особенно бережного отношения. Следует задуматься и понять, что те проблемы которые мы решали – мы и создали. И здесь не может быть посторонних наблюдателей. У экологических проблем нет границ, мы уже не имеем права думать о сиюминутной выгоде. Мы обязаны предвидеть последствия действий с мелочей повседневной жизни. Как говориться «Не плюй в колодец, пригодится воды напиться».

Приложение 2