ПРИЛОЖЕНИЕ №3

Урок - семинар для учащихся 7-9 классов

Тема. Охрана атмосферного воздуха от загрязнений, возникающих в результате сгорания топлива, при производстве серной кислоты и металлов.

Цель урока. Знакомство учащихся с основными загрязнителями воздуха, их вредным влиянием на природу и человека, путями устранения этого загрязнения.

Образовательные задачи:

- овладение знаниями о химических соединениях, вызывающих загрязнение воздуха при сжигании топлива, производстве серной кислоты и в металлургии ;

- раскрыть вредное влияние загрязнителей воздуха на природу и человека;

- разработка путей устранения и предотвращения загрязнений воздуха.

Воспитательные задачи:

- обучение диалогической речи и умениям осуществлять самоподготовку по определенным учителем вопросам;

- воспитание способности прислушиваться к мнению товарищей, оказывать помощь друг другу в учебной работе, принимать участие в обсуждении вопросов, отстаивать свое мнение.

Развивающие задачи:

- развитие культуры общения в более широком кругу;

- развитие творческого подхода к решению поставленных задач.

Тип урока: получение новых знаний.

Методы обучения:

- объяснительно-иллюстрированный ( беседа, рассказ, работа с таблицами, литературой);

- исследовательский ( демонстрация опытов);

Формы организации учебной деятельности:

- фронтальная;

- групповая работа с консультантами.

Литература, рекомендуемая учащимся для подготовки к уроку.

1. Грешневиков А.Н. Экологический букварь. - М. "Экос-информ",1995.

2. Химия: Справочные материалы: Книга для учащихся; Под.ред. Ю.Д.Третьякова. - М.: Просвещение, 1988 с. 196-199.

3. Калинова Г.С., Шкарбан Н.В. и др; Под.ред.Хрипковой А.Г. Естествознание: учеб.для 5 кл.общеобразоват. учреждений; - М.: Просвещение,1997 г. с.178-180.

4. Хрипкова А.Г., Иванова Р.Г. и др.; Под.ред.Хрипковой А.Г.- Естествознание: проб.учеб. для 7 кл. общеобр. учреждений, - М.: Просвещение, 1994г. с. 85-87.

5. Опаловский А.А. Плюс химизация, минус окружающая среда?/Химия в школе.-1990-№2-С.5-11.

6. Киселев С.В. Демонстрация "парникового" эффекта на основе межпредметных связей с физикой //Химия в школе. -1998-33-с.125.

7. Мишина Е.Ф. Экологический аспект изучения химических производств //Химия в школе. -1993-№ 3- с.22-24.

8. Назаренко В.И., Лучинина Н.В. Школьный химический эксперимент в экологическом образовании //Химия в школе - 1993-№6-С.47-53.

9. Назаренко В.М. Экологизироьанный курс химии: от темы к теме //Химия в школе -1995 -№2-с.29-34

10. Колбовский Е.Ю. и др. Экология Ярославской области - Ярославль: Верхи.-Волжс.кн.изд-во,1996 с.36-41.

Иллюстративный материал:

1. Стенд "Экология".

2. Литература для учащихся.

3. Оборудование для проведения опытов.

4. Вопросы, обсуждаемые на семинаре ( записаны на доске).

    За неделю до семинара учитель сообщает учащимся вопросы, которые будут на нем обсуждаться и готовит трех учащихся-консультантов. За 5 дней до семинара закладывается опыт 1 "Влияние оксида серы (IV) на растения": под стеклянным колпаком помещают растение, рядом с ним - стакан с концентрированной серной кислотой и погруженной в нее медной проволокой (для получения оксида серы (IV)).

    Ученики-консуоьтанты готовят сообщения по трем первым вопросам семинара.

Ход урока:

1. Вводное слово учителя.

    Учитель ставит задачу урока и обращает внимание на вопросы, подлежащие обсуждению:

1) Какие вредные выбросы в атмосферу происходят при сжигании топлива, производстве серной кислоты и металлов.

2) В чем заключается вредное влияние этих загрязнителей на природу.

3) Какое влияние оказывают вредные примеси в воздухе на здоровье человека.

4) Какие пути вы предложили бы для предотвращения образования "кислых" дождей и парникового эффекта?

    Учитель: До последнего времени человечество в своей промышленной деятельности исходило из соображений, что все необходимые природные ресурсы: вода, воздух, почва, полезные ископаемые - практически неисчерпаемы и бесплатны.Отходы же производства достаточно хорошо рассеять, чтобы сработал механизм самоочищения природной среды. На это рассчитаны выбросы стоков в водоемы, газопылевые выбросы в атмосферу через высокие трубы, захоронение токсичных отходов под землей или на морском дне.
    Однако оказалось, что все эти соображения не отвечают действительности. Природные ресурсы исчерпаемы, а систематическое загрязнение окружающей среды приводит к нарушению экологического равновесия, к уничтожению природы. Человек с ужасом понял, что результатом его собственной безответственной деятельности может быть исчезновение всего живого на Земле, в том числе и самого человечества.

2. Сообщения учащихся

    1-й ученик рассказывает о вредных выбросах в атмосферу:

    При сжигании твердого топлива в атмосферу поступают углекислый газ, оксид углерода(II), летучая зола с частицами несгоревшего топлива (две трети топлива рассеивается в окружающую среду), оксиды серы, азота, соединения фтора, хлора, брома. Летучая зола содержит металлы: стронций, ванадий, цинк, германий, токсичные соединения мышьяка и ртути. Поступают в атмосферу в составе отработанных газов автотранспорта (С), СО, оксиды азота,
, углеводороды, соединения свинца.
При производстве серной кислоты основным загрязнителем воздуха является оксид серы (IV), который может превращаться в другие соединения серы, поэтому в зоне 300 км от источника загрязнения  серьезную опасность представляет серная кислота, в зоне до 600 км - сульфаты.

    В металлургии источниками загрязнения являются: производство кокса, обогащение руды, производство чугуна в доменных печах, выплавка стали в кислородных конвертерах, дуговых электропечах и мартенах.
    При производстве чугуна отмосферу загрязняют доменные газы. Выплавка стали сопровождается образованием больших количеств пыли (оксиды железа,алюминия, марганца и кремния), кроме того из руд, содержащих фтор, небольшое количество фторидов. Коксохимические предприятия выбрасывают в атмосферу большие количества фенолов и соединений серы.
    Промышленные выбросы Череповецкого металлургического комбината достигают нашего Первомайского района, являясь причиной кислотных дождей.
    В ходе сообщения демонстрируются карточки с химическими формулами веществ-загрязнителей.
    2-й ученик рассказывает о вредном влиянии основных загрязнителей на природу:

    - Сажа, пыль оседают на листьях растений и нарушают их жизненные процессы: фотосинтез, дыхание, испарение. Растения очень страдают от загрязнения воздуха. Вяз, выросший в лесу, доживает до 300 лет, а в условиях города - в среднем до 45 лет. В лесу встречаются липы возрастом за 400 лет, а на городской улице липа живет 50-80 лет.
    - В результате действия оксида серы (IV)(сернистого газа) у животных развиваются болезни органов дыхания, подавляется рост растений, что может привести даже к их гибели. Под колпаком помещено растение, стакан с концентрированной серной кислотой и кусочками меди.

Демонстрируются результаты опыта "Влияние оксида серы (IV) на растения". Растение, находящееся под колпаком, угнетается. Претерпев изменения в атмосфере, оксид серы (IV) образует серную кислоту и сульфаты, которые также замедляют рост растений. Закисление водоемов (особенно весной при таянии снега) вызывает гибель икры и молоди рыб. В районах выпадения кислотных дождей наблюдается снижение численности птиц, так как кислота действует на скорлупу яйца, приводя к ее разрушению и гибели зародыша. Проведем опыт "Воздействие кислот на карбонаты".
    В пробирку поместили кусочки яичной скорлупы, основным компонентом которой является карбонат кальция, и добавим к ней разбавленной серной кислоты. Пробирку закроем пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустим в известковую воду (раствор гидроксида натрия       - прозрачный). Через некоторое время мы наблюдаем, что раствор в стаканчике стал мутным (показываем на черном фоне). Вопрос классу: о чем это говорит?

Следовательно, при действии кислоты на яичную скорлупу, она разрушается с выделением углекислого газа (в нашем опыте мы доказали это, пропуская газ через известковую воду).

При действии углекислого газа на гидроксид кальция образовался белый осадок карбоната кальция.

    За счет хозяйственной деятельности человека: сжигания топлива, производства металлов в атмосфере накапливается углекислый газ. Рост концентрации углекислого газа в атмосфере приводит к поглощению излучения Земли. Данное положение доказывает опыт 3 "Демонстрация способности углекислого газа поглощать инфракрасное излучение".
Две колбы вместимостью 0,5 л заполняют:

одну - , другую - воздухом, закрывают поролоновыми пробками, в которые вставляют одинаковые термометры для измерения t: газов. Обе колбы размещают на одинаковом расстоянии от электронагревателя. Через 0,5 -1 мин. после включения электронагревателя становится видно, что углекислый газ нагревается быстрее воздуха. Это происходит из-за того, что углекислый газ обладает способностью поглощать инфракрасное (тепловое) излучение.

    3-й ученик делает сообщение о вреде загрязнителей атмосферы для здоровья человека.

    Подъезжая к большому городу, можно видеть дымовое облако, висящее над ним. Такое облако образуется из тех газообразных веществ и частиц пыли, которые выбрасываются из труб заводов, электростанций, выхлопных труб автомобилей. В воздухе больших городов скапливается огромное количество водяных паров, пары конденсируются и выпадают в виде осадков. Время от времени промышленные города окутываются смогом. Смог - это смесь дыма и парообразной воды. Он нередко делает воздух непригодным для дыхания, приводит к нарушению состава крови, вызывает приступы удушья, снижает устойчивость к заболеваниям. Из-за загрязнения воздуха у человека появляется слабость, рассеянность, бессоница.

    Сернистый газ, соединяясь с водой, образует кислоту. Туман, содержащий кислоту, поражает дыхательные пути человека.

    Углекислый газ оказывает на человека наркотическое действие, раздражает кожу и слизистые оболочки, в относительно малых концентрациях возбуждает дыхательный центр, в очень больших - угнетает. Углекислый газ оказывает центральное сосудосуживающее действие, вызывает ацидоз (закисление),повышение содержания адреналина и уменьшение содержания аминокислот в крови, угнетает действие ферментов в тканях.

    Большую опсность для здоровья человека представляет оксид углерода (II) - продукт неполного сгорания топлива. Этот газ еще называют угарным.
Вопрос к классу: Почему его так называют? Этот оксид соединяется с гемоглобином крови в 200-300 раз быстрее, чем кислород, образует очень прочное соединение - карбо-ксигемоглобин. В этом случае резко снижается обеспеченность тканей организма кислородом, развивается гипоксемия (кислородное голодание), которая сопровождается головной болью, потерей сознания. При сильном отравлении возможен смертельный исход.

3.Учитель: Ребята, мы рассмотрели первые три вопроса семинара. Сейчас вы поработаете в группах над вопросами №4. Обобщив услышанное, вам необходимо рассказать о путях образования кислых дождей и парникового эффекта, а затем предложить пути предотвращения загрязнения атмосферы, поработав с литературой в течение 20 минут.
    Учащиеся делятся на две разновозрастные группы. Первая группа анализирует схему "Образование кислых дождей" (рис.1). Вторая - "Парниковый эффект" (рис.2), которые размещены на стенде "Экология". Затем, используя дополнительную литературу, каждая группа предлагает пути для предотвращения загрязнений воздуха при сжигании топлива и выплавке стали (2-я группа) и при производстве серной кислоты (1-я группа). Затем представители обеих групп делают сообщения по обобщению полученных на уроке  знаний.

1-я группа.

-сернокислотное производство, сжигание твердого топлива могут стать причиной возникновения кислотных дождей, которые вызывают гибель лесов, подкисление водоемов, гибель водной фауны, респираторные заболевания людей ;

-необходимо сокращение выбросов ядовитых веществ за счет создания специальных уловителей вредных газов, пыли, частиц угля. Оксид серы (IV), например, можно адсорбировать гидроксидами щелочных металлов.

-необходимо внедрение малоотходных и безотходных технологий, в результате которых осуществляется полная переработка сырья и исключаются вредные выбросы

                                                Потребление
                                                            ^
                                                             |
Сырьевые ресурсы ------>Производство  ------>Отходы   ------> Вторичное сырье
                                                        

2-я группа

-парниковый эффект является одним из результатов сжигания топлива промышленностью и транспортом, а также производства металлов, так как они способствуют накоплению в атмосфере углекислого газа;

-углекислый газ поглощает излучение Земли и возвращает его обратно, в результате чего температура планеты постоянно повышается, что может привести к значительному потеплению климата и таянию полярных льдов;

-для уменьшения вредного влияния черной металлургии на состояние атмосферы можно применять следующие методы:

а) доменные газы восстанавливают и используют как топливо;

б) мокрая очистка отходящих газов сталелитейных установок позволяет уловить до 98% пыли;

в) оксид углерода (II) нейтрализуют дожиганием;

г) возможно применение нового бездоменного процесса получения железа, основанного на низкотемпературном восстановлении железных концентратов водородом. (Оскольский комбинат).

-при сжигании твердого топлива необходимо:

а) предварительное извлечение из топлива серы (путем гидрирования);

б) применение очистных аппаратов - улавливание, обезвреживание и целевая переработка газообразных выбросов;

в) создание лесозащитных зон (поглощение , выделение , (улавливание пыли).

-использование в перспективе в качестве топлива нетрадиционных источников, исключающих загрязнение воздуха:

а) водород - как горючее для автомобилей;

б) энергия, выделяющаяся при ядерном ситезе (термоядерная энергия) или в небесном реакторе (солнечная энергия).

5. Заключение.
    Сегодня на уроке мы рассмотрели только небольшую часть проблемы сохранения чистоты воздуха, без решения которой невозможно нормальное развитие человека и природы. Хотелось бы, чтобы полученные вами знания пригодилиcь вам в будущей взрослой жизни. Атмосфера Земли нуждается в срочной помощи. И помочь ей может только человек!
    В заключение урока я предлагаю вам нарисовать дома плакаты на экологическую тему и представить их на выставку в школе