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

1. Обсудить с родителями учащихся вопросы, связанные с проведением проекта, использованием домашних компьютеров, доступа к Интернету и …
2. Составить список необходимого оборудования (фотоаппарат, сканер, лаб.оборудование).
3. Подготовить необходимые книги и электронные материалы.
4. Купить необходимые принадлежности для практических занятий.

2. Обучающий этап.

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

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.