Интегрированный урок-конференция (биология + химия) по теме "Кислород — один из важнейших элементов на Земле"

Разделы: Химия

Класс: 8

Цели:

Образовательные:

  1. Обобщить и закрепить знания учащихся о свойства химического элемента и простого вещества кислорода;
  2. Доказать, что кислород - один из важнейших элементов на Земле.

Развивающие:

  1. Развивать познавательный интерес;
  2. Развивать умение сравнивать, анализировать, обобщать, делать выводы.

Воспитательные:

  1. Содействовать эстетическому и экологическому воспитанию учащихся.

Оборудование:

  • Экран, мультимедийный проектор, компьютер;
  • Презентация к уроку;
  • Выставка дополнительной литературы;
  • Портреты учёных-химиков, открывших кислород;
  • Выставка работ учащихся;
  • Информационные плакаты.

Подготовка к конференции:

В учёном совете участвуют историки, биологи, химики и экологи. Учащиеся заранее готовятся по следующим вопросам темы:

  • История открытия кислорода.
  • Нахождение кислорода в природе.
  • Получение кислорода в лаборатории и в промышленности.
  • Использование кислорода.
  • Круговорот кислорода в природе.
  • Охрана воздушной среды.

План урока-конференции:

  1. Организационный момент.
  2. Актуализация знаний и постановка целей и задач урока.
  3. Анализ изученного, выделение главного в изученном, систематизация и обобщение.
  4. Домашнее задание.
  5. Итог урока.

Ход урока

1. Организационный момент.

Учитель химии. Здравствуйте ребята, садитесь! Сегодня мы проводим урок-конференцию, посвящённый одному из важнейших элементов на Земле.

В чём горят дрова и газ,
Фосфор, водород, алмаз?
Дышит чем любой из нас
Каждый миг и каждый час?
Без чего мертва природа?
Правильно, без….

Учащиеся. Кислорода.

Учитель химии. Тема нашего урока: “Кислород - важнейший элемент на Земле”

Запишите тему урока в тетрадях.

2. Актуализация имеющихся знаний.

Сегодня на уроке мы постараемся обобщить и закрепить знания по теме, расширить ваши представления о кислороде, его значении для живых существ. Эпиграфом урока станут слова Я. Берцелиуса: “ Кислород – вещество, вокруг которого вращается земная химия”.

В работе конференции примут участие: историки, биологи, химики и экологи. Дома вы все изучали историю открытия элемента, исследовали материал по биологии, химии и экологии.

3. Анализ изученного, выделение главного в изученном, систематизация и обобщение.

Учитель химии. Ребята, давайте с вами вспомним каково же положение кислорода в Периодической системе Д.И. Менделеева?

(Работа учащегося у таблицы).

Запишем электронную формулу атома нашего элемента. (Работа учащегося на доске). Какую степень окисления имеет атом кислорода?

Учитель химии. Когда же и кем был открыт кислород на Земле? Итак, слово нашим историкам.

Первый историк. Ещё в начале 17 века газ, позже названный кислородом, был выделен изобретателем подводной лодки К. Дреббелем, который установил его способность поддерживать дыхание. Однако результаты этих исследовагний были засекречены из-за их военной направленности, и поэтому они не были известны современникам.

В 1750 году М.Л.Ломоносов на основании своих опытов доказал, что в состав воздуха входит вещество, окисляющее металл.
В 1771 году – это вещество было получено шведским химиком К.В. Шееле путём нагревания селитры.
В 1774 году независимо от него кислород был получен также английским химиком и философом Д. Пристли.

Второй историк. А, история его открытия такова:

Джозеф Пристли как-то раз,
Окись ртути нагревая,
Обнаружил странный газ.
Газ без цвета, без названья,
Ярче в нём горит свеча.
А не вреден для дыханья?
Не узнаешь от врача.
Новый газ из колбы вышел.
Никому он не знаком.
Этим газом дышат мыши
Под стеклянным колпаком,
Человек им тоже дышит…
Джозеф Пристли быстро пишет:
Кошка греется на крыше,
Солнца луч в окошко бьёт,
Джозеф Пристли, с ним две мыши,
Открывает кислород.

За открытие кислорода Д.Пристли установлен памятник на одной из площадей Лондона. Он изображён с лупой в руках, с помощью которой собирает пучок солнечных лучей.

Первый историк. И всё-таки главная фигура в истории открытии кислорода – великий французский химик Антуан Лоран Лавуазье, объяснивший смысл опытов,проведённых этими учёными. В 1775 году он установил, что кислород входит в состав воздуха и содержится во многих веществах.

Кислород-оксигениум – рождающий кислоты. Так решили назвать этот элемент, так как кислород встречается во многих кислотах, которые были известны к моменту открытия элемента. Хотя вначале этот элемент Лавуазье назвал “жизненным газом”.

Учитель биологии.

Он всюду и везде:
В камне, в воздухе, в воде.
Он и в утренней росе
И в небес голубизне…

Где же на Земле встречается кислород? Об этом нам расскажут биолог и химик

Химик. Кислород – наиболее распространённый на Земле химический элемент. В атмосфере нашей планеты находится приблизительно 21% свободного кислорода (по объёму). Количество его в земной коре в виде химических соединений с другими элементами составляет 49% Кислород – химически активный элемент. В состав половины из 4 тысяч в настоящее время неорганических веществ, входит кислород. В связанном виде он находится в почве, минералах и рудах. В составе воды рек, озёр, морей и океанов содержится до 89% кислорода, в песке его доля достигает 53%, в глине – 56%.

Биолог. Кислород также входит в состав растений (около 40%), животных (около 20%), минералов, большинства солей, кислот, органических соединений. Тело человека примерно на 65% состоит из кислорода.

Учитель химии. Итак, мы убедились, что кислород вездесущ. Ребята, что можно сказать о кислороде, как о простом веществе?

Дети. Молекула кислорода двухатомная. Кислород при нормальных условиях – газ без цвета, запаха, вкуса, легче воздуха, в небольших количествах растворим в воде.

Учитель химии. Кислород – газ невидимка. А можно ли его увидеть воочию?

Химик 1. А вот как описаны свойства жидкого воздуха в повести писателя – фантаста А.Беляева “Продавец воздуха”. “Мистер Бейли открыл шестую дверь, и я увидел изумительное зрелище. Перед нами был огромный подземный грот. Десятки ламп освещали большое озеро, вода которого отличалась необычайно красивым голубым цветом. Казалось, как будто в эту подземную пещеру упал кусок голубого неба.

- Жидкий воздух, – сказал Бейли.

Я был поражен. До сих пор мне приходилось видеть жидкий воздух только в небольших сосудах нашей лаборатории”.

Химик 2. Сжижается газ, если его охладить до температуры -183С0 при н.у. Если снизить температуру до -218,8С0, то жидкий кислород превратится в красивые синие кристаллы.

Учитель химии. Ребята, как большинство неметаллов, кислород имеет аллотропные видоизменения. Давайте вспомним, что такое аллотропия? Какие аллотропные видоизменения нашего элемента вам известны? Что вам известно про озон?

Химик. Озон, в переводе с греческого, означает “ пахнущий”. Такое название этому газу дал в 1840 году швейцарский химик Шонбейн. Это синий газ с резким запахом образуется в атмосфере во время грозовых разрядов и является причиной голубого цвета неба. В воде растворяется в 10 раз лучше кислорода. В атмосфере максимальная концентрация озона нк а высоте 20-25 км., где он образует слой, защищающий Землю от УФ солнца, которое разрушает органические молекулы, в том числе и ДНК

Учитель химии. Вспомним способы получения кислорода.
Дети. Чтобы получить чистый кислород, нужны исходные вещества, богатые этим элементом. В лаборатории его получают разложением солей кислородсодержащих кислот.
Учитель химии. Запишим реакции на доске и в тетрадях. Ребята, как обнаружить кислород в сосуде, если этот газ не имеет цвета и запаха?
Дети. Кислород – газ, поддерживающий горение. Обнаружить кислород можно тлеющей лучинкой. При наличии кислорода лучинка ярко вспыхивает.
Учитель химии. А как же получают кислород в промышленности?
Дети. В настоящее время промышленным способом получения кислорода является извлечение его из воздуха сжижением с последующей ректификацией.
Учитель химии. Кислород образует так много соединений потому, что он химически активный. Каковы же химические свойства кислорода?

Дети. Кислород при н.у. взаимодействует со многими простыми веществами ( кроме золота, платины, благородных газов и галогенов) с образованием оксидов, при взаимодействии железа с кислородом образуется железная окалина, с натрием и калием – пероксиды. Кислород взаимодействует со многими сложными веществами, образуя оксиды элементов, из которых они состоят.

Учитель химии. Посмотрим видеофрагмент (Видеофрагмент “Горение серы”). Ребята, запишите уравнение данной реакции.

Учитель биологии. Исключительно важна роль кислорода в процессе дыхания человека и животных. Давайте вспомним. У самого берега возле стебля тростника повис вниз головой жук-плавунец. Что он высматривает на дне? Возле него расположились какие-то личинки, также вниз головой, выставив над водой свои “хвостики”Группа биологов вам слово.

Биолог 1. Жук и личинка запасаются кислородом. Поднимаясь на поверхность воды, жук выставляет из воды задний конец своего тела, и некоторое время остается висеть в этой позе совершенно неподвижно. Воздух поступает через дыхальца, открывающиеся на спинной стороне его брюшных колец. Дыхальца – отверстия в брюшке (у личинок они находятся в “хвостиках”), от них отходят трахеи трубочки к каждому органу жука. Кислород воздуха из трахеи проникает в каждую клетку организма жука, а углекислый газ из клеток проникает в трахеи и выводится наружу.

Биолог 2. В клетках органические вещества соединяются с кислородом, происходит их медленное окисление с высвобождением энергии и запасанием её в виде АТФ.
Учитель биологии. А как кислород попадает в организм человека?
Дети. Человек дышит лёгкими. Кислород из воздуха проникает через мембраны лёгочных пузырьков в кровь, а углекислый газ – из крови в воздух.
Учитель биологии. Запишем уравнение химической реакции образования и распада оксигемоглобина на доске и в тетрадях. В лёгких Hb+4O2=HbO8; в тканях HbO8 = Hb+4O2.
Учитель биологии. Ребята, а где ещё используется кислород?

Дети.

1.

Вышли дети погулять,
Кислородом подышать.
Вот подходят к новостройке,
Видят: сварщик! Стойте, стойте,
Близко вы не подходите
Он волшебник. Поглядите,
Взял железа он листы
И сварил! Смотри! Ух, ты!
“Кислород”, - сказали им,
Расскажите и другим.

2.

На заводах в сильной печи
Пламя вспыхнуло навстречу
Целым тоннам чугуна
Что же это? Вот те на!
Побежал чугун ручьями,
Формы, формы заливает!
Кислород помог в печи
Превратить чугун в ручьи.

3.

Красотище! Красота!
Вдруг взлетает вверх гора.
И отличнейшей руды
На земле лежат пласты.
Кислород помог взорвать
И руду из недр достать.
Ввысь рванулася ракета,
В небесах пропала где-то.
Космос взят. А кислород
В двигателе живет.

4.

Кислород и в медицине
Очень нужен, очень ценен.
Вьется летчик в высоту,
А пожарник весь в дыму.
Задохнуться он не может,
Кислород ему поможет.

Учитель биологии. Итак, кислородом дышат все живые организмы. Этот газ расходуется на горение, используется в промышленности. Каким же образом в атмосфере сохраняется необходимое для живых организмов количество кислорода?

Биолог. В результате процессов горения, дыхания в атмосферу непрерывно поступает углекислый газ, поглощаемый зелёными растениями, в организме которых происходит фотосинтез. Из углекислого газа и воды под действием солнечного света образуются органические вещества и кислород. Таким образом, содержание свободного кислорода в атмосфере Земли сохраняется благодаря жизнедеятельности зелёных растений.

Учитель биологии. В каких органоидах клетки протекает фотосинтез? Какие две фазы выделяют в процессе фотосинтеза? В какую фазу фотосинтеза образуется молекулярный кислород? Запишем уравнение химической реакции на доске и в тетрадях.

H2O —> H++OH -

4OH —> O2+2 H2O

Учитель биологии. Ребята, а знаете ли вы, что…

  1. Одно дерево способно обеспечить кислородом семью из четырёх человек.
  2. Фитопланктон даёт 70% всего образуемого на Земле свободного кислорода.
  3. Леса являются мощными производителями кислорода.

Учитель биологии. Решим задачу.

Суточная потребность человека в кислороде составляет около 700г. Численность населения Орехово-Зуевского района и города Орехово-Зуево - 237700 человек. Площадь лесных массивов в районе-20000га. Известно, что 1 га. леса выделяет более 5 тонн кислорода в год. Обеспечивают ли леса Орехово-Зуевского района население кислородом?

Учитель биологии. Однако, деятельность человека (вырубка лесов, сжигание топлива, загрязнение воздуха различными веществами) начала оказывать ощутимое влияние на биогеохимический круговорот кислорода. Об этом нам расскажут экологи .

Эколог 1. Печально, что леса исчезают с поверхности Земли. Их нет уже в Средиземноморье и на Ближнем Востоке. Под угрозой и тропические леса.
Эколог 2. Всего на планете около 4 млрд. лесных насаждений и примерно 5 млрд. людей. Выходит на каждого человека приходится меньше 1 га. леса, но их площадь ежегодно уменьшается.
Эколог 1. Загрязняют атмосферу транспорт, промышленные предприятия, тепловые электростанции.
Эколог 2. На промышленной площади в д. Давыдово разместились сразу несколько предприятий таких, как: Мишлен, Акватон, Импульс, Тэгало, которые выделяют в атмосферу ацетон, фенол, формальдегид, сернистый газ и другие вредные вещества, что сопутствует развитию онкологических заболеваниям.

Учитель биологии. Ребята, как же сохранить атмосферу Земли, пригодную для жизни?
Учитель химии. Ребята, наш урок подходит к концу. Вернёмся к эпиграфу урока. Согласны ли вы со словами Я. Берцелиуса?
Дети. Действительно, кислород - важнейший элемент на Земле. Им дышат все живые организмы, кислород ведёт процессы окисления в земной коре, он необходим в промышленности, медицине. Без кислорода не было бы жизни на Земле. Берцелиус был прав.

Учитель химии. Ребята, у вас у всех на столах лежат листы с незаконченными фразами. Завершите их.

4. Домашнее задание.

Учитель химии. Запишем домашнее задание. Дома вы должны написать сочинение о кислороде, использовав материал о способах его получения, свойствах, применении и значении для живых организмов.

5. Итог урока.

Учитель биологии и химии. А, теперь подведём итог нашей конференции. Ребята, сегодня на уроке вы обобщили и расширили свои знания о кислороде как о химическом элементе, значении кислорода в природе и жизни человека, вспомнили экологические проблемы деревни Давыдово и перечислили возможные пути их преодоления, решили задачу. Все, кто сегодня выступали на уроке, получают оценку. Биологи и экологи получают оценку по биологии, а химики и историки – по химии. Все, кто работал у доски и, кто отвечал с места, тоже получают оценки. Ребята, благодарим вас за подготовку и работу на уроке. Молодцы. Урок окончен.