Мастер-класс "Кислотные дожди. Химия и мы"

Разделы: Химия

Я слышу – и забываю,
Я вижу – и запоминаю,
Я делаю – и понимаю.

Конфуций

Тема: Кислотные дожди, химия и мы. (Размышляем, экспериментируем, творим)

Цели:

  • Образовательные:
    • обобщить знания учащихся о кислотных дождях;
    • познакомить с влиянием кислотных дождей на экосистему водоема;
    • формировать навыки применения знаний в нестандартных ситуациях.
  • Развивающие:
    • развитие аналитических способностей учащихся;
    • формирование опыта творческой деятельности
  • Воспитательные:
    • воспитание бережного отношения к природе, качества толерантности;
    • воспитание навыков сотрудничества.

ХОД УРОКА

1. Организационный момент

2. Сообщение темы и целей урока

3. Ознакомление с экспериментальной творческой задачей

4. Решение учащимися задачи

Экспериментальная творческая задача по теме «Кислотные осадки»

Кислотные осадки во многих районах мира настолько повысили кислотность озер, что жизнь их обитателей оказалась под угрозой. Борьба с этим явлением  до сих сводилась с внесением в воду негашеной извести. Однако её применение имеет целый ряд недостатков. Чтобы их избежать, предлагаются другие способы борьбы с повышенной кислотностью воды в озерах. Один из них – применение некоторых отходов пищевой промышленности. Этот способ позволяет решить одновременно две проблемы: утилизации отходов и понижение кислотности природных вод. Другой способ разработан группой специалистов из канадской компании « Дибори Кемикал», возглавляемой химиками Дж. Кейнсом и Д. Янгом. Они предложили вместо негашеной извести вносить в озера некий строительный материал, обладающей такой же эффективностью в понижении кислотности. Его отличие заключается в тои, что он медленнее реагирует с кислотой и не вызывает нежелательных последствий.
Какие вы видите недостатки использования негашеной извести для понижения кислотности воды водоемах? В чем суть этих двух новых предлагаемых способов понижения кислотности воды? Подтвердите свои предположения экспериментально

Памятка по решению творческих задач

  • Прежде чем решать задачу, нужно хорошо проработать её условие. Часто полезно представить условие в форме схемы.
  • Не нужно бояться, что для решения задачи не хватит знаний ( их всегда можно пополнить).Зачастую недостает не знаний . а умений их использовать.
  • Не следует останавливаться на первой пришедшей в голову идее. Творческое решение , как правило, рождается в ходе длительной работы, поэтому первая идея редко бывает оригинальной.
  • В ходе творческого поиска необходимо попытаться предложить как можно больше вариантов решения, а затем отобрать среди них наиболее целесообразные.
  • Полезно фиксировать (записывать в тетрадь) все пришедшие в голову идеи, а затем их оценивать.
  • Нужно бояться не столько предложения плохой идеи, сколько утраты хорошей.
  • Оригинальная идея часто сначала воспринимается как недостойная внимания.
  • Необходимо оценивать не только достоинства, но и недостатки предложенных решений. Идеальных решений, как правило, не бывает.
  • Хорошая идея– еще не решение задачи. Необходимо идею реализовать экспериментально.
  • Если экспериментально идею реализовать трудно, значит она не так хороша, как кажется.
  • Наиболее ценится простое решение проблемы.
  • Если долго не удается найти решение, значит, следует расширить область поиска идей, т.е. следует искать новые подходы к проблеме.
  • Если кажется, что задача решена, не следует останавливаться, может быть, можно найти другое, более оригинальное решение.
  • Полезно прочитать условие уже решенной, на ваш взгляд задачи. Может быть, в ходе решения не все учтено. 

5. Оказание помощи учащимся в решении проблемы

А) Беседа с учащимся о важности проблемы снижения кислотности воды в водоемах.

В озерах, страдающих от кислотных осадков, первыми гибнут стеноинные организмы,  некоторые моллюски, ракообразные, лососевые. Эврионные гидробионты выдерживают достаточно широкие колебания pH среды(например, жуки-плавунцы, некоторые виды планктона , из рыб – голец, угорь.
Пагубное воздействие процессов «закисления» водоемов на их обитателей слагается из двух факторов.

  • Прямое воздействие. Кислоты непосредственно нарушают жизненно важные функции гидробионтов. Например, моллюски, имеющие известковые раковины, в «кислой» воде лишаются своих «покровов»:

CaCO3 +  2 H+ ––>  Ca2+  + H2O  +  CO2

  • Косвенное воздействие. «Кислая» вода с низким значением pH взаимодействует с донными породами с высвобождением в толщу воды токсичных веществ, в частности, содержащих кадмий и ртуть. В нейтральной воде такие вещества малорастворимы и особой опасности для гидробионтов не представляют. Например, присутствующий в донных породах нерастворимый в нейтральной среде гидроксид Al(OH)3 дает в «закисленных» водах среднетоксичный ион Al3+:

Al(OH)3  + 3H+  ––>   Al3+  + 3 H2O

Даже небольшая концентрация ионов алюминия (0, 2 мг/л) в водоемах смертельна для рыб. В то же время фосфат-ионы, обеспечивающие развитие фитопланктона и другой водной растительности, соединяясь с ионами алюминия, становятся малодоступными для этих организмов.
Повышение кислотности приводит к появлению в воде высокотоксичных ионов тяжелых металлов – кадмия, свинца и других, которые прежде входили в состав нерастворимых в воде соединений и не представляли угрозы живым организмам. Токсичная вода разрушает скелеты рыб и раковины моллюсков, а главное, снижает репродуктивные процессы. В свою очередь, это приводит к сокращению популяций наземных животных и птиц, связанных с водными организмами цепями питания.

Б) В условии творческих задач зачастую недостаточно информации, поэтому что-то нужно придумать самому и проверить свои предположения на опыте, о чем-то узнать из книг и учебников.

В) Прочитайте внимательно условие задачи, запишите кратко его суть. Подумайте о направлениях поиска решения, подсказанных в условии.

1) Что сказано в условии о происхождении первого из предлагаемых средств борьбы с кислотностью воды?
2) Как можно организовать свою работу, чтобы найти решение?
3) Запишите, какие отходы бывают при приготовлении пищи. Какие из них способны нейтрализовать кислоту? При необходимости проверьте свои предположения на опыте.

Г) Запишите в тетради, какие вы знаете строительные материалы и выясните нейтрализующую способность каждого из них.

1) К порошку цемента добавьте несколько капель воды и фенолфталеина. Что при этом происходит? Как объяснить результаты опыта?

6. Экспериментальное подтверждение предположений

В стакана со слабым раствором серной кислоты поместить при перемешивании измельченную яичную скорлупу и порошок цемента. Изменение цвета индикатора покажет на нейтрализующий эффект используемого материала.

7. Рефлексия

1) В чем вы видите положительные и отрицательные последствия использования того или иного нейтрализатора?
2) Выделите наиболее значимые из предполагаемых последствий применения того или иного нейтрализатора.
3) Насколько безопасно для рыб и растений то или иное нейтрализующее средство? Доступно ли оно для использования? Может быть, имеет смысл это средство использовать по другому назначению.

8. Итоги урока. Выводы