Деловая ролевая игра
«Международный конгресс по охране атмосферы»
Химия, биология
(интегрированный урок)
Цель: обобщение знаний об оксидах азота, серы и углеводорода как загрязнителях атмосферы и их влияние на организм человека (коллективный анализ, отбор и группировка, обобщение изученного материала).
Учащиеся должны знать:
- оксиды – наиболее опасные загрязнители воздуха;
- основные источники поступления их в атмосферу;
- основные пути попадания оксидов-загрязнителей в атмосферу;
- отрицательное влияние оксидов серы, азота, углерода на различные органы человека;
- экологические проблемы, возникающие в результате попадания этих оксидов в атмосферу;
- промышленное использование оксидов.
Учащиеся должны уметь:
- выявлять последствия загрязнения атмосферы;
- разрабатывать меры по борьбе с загрязнением атмосферы;
- организовывать самостоятельную поисковую деятельность и продуктивную работу с различными источниками информации;
- владеть приемами активного общения в ходе коллективного обсуждения и принятия решения.
Урок включает несколько блоков, в каждом из которых идет представление членов фракции Защитников Грязного Воздуха, при этом учащиеся повторяют физические, химические свойства оксидов-загрязнителей атмосферы, пути и источники поступления их в воздух и заполняют карты-схемы.
Ход урока
Вступительное слово учителя – главы Международного конгресса – о целях урока и его содержании.
Создание игровой ситуации:
Ведущий (зачитывает закон «О чистом воздухе ):
За последние десятилетия стало очевидным, что человек перенасытил природу загрязняющими веществами. Согласно расчетам, поступление их из антропогенных источников в 10, а то и в 1000 раз больше, чем из естественных, в зависимости от веществ.
Остро встает проблема – уберечь окружающую среду и здоровье человека.
Закон предусматривает следующие меры по охране атмосферы от загрязнения:
1. Разработать стандарты по выхлопным газам для грузовых и легковых автомобилей.
2. Прекратить массовую вырубку лесов – легких нашей планеты.
3. Устанавливать очистные сооружения на предприятиях химической промышленности.
4. Осуществить переход на использование бестопливных источников энергии.
Нам с вами предстоит принять Закон о чистом воздухе. Для этого необходимо выслушать представителей различных фракций и внести поправки в закон.
На нашем Конгрессе присутствуют:
-группа экспертов;
-«Союз промышленников»;
-Ассоциация «Врачи – за чистый воздух»;
-ученые из крупных городов мира (большая часть учащихся);
-фракция «Защитники Грязного Воздуха» (сюда входят – Смог Лондонович, Двуокись Серы, Оксиды Азота, Угарный и Углекислый Газы).
Группам ученых раздаются пакеты документов, которые включают:
1. Проект Закона о чистом воздухе.
2. Схемы для заполнения.
3. Протокол заседания Международного конгресса.
Ведущий. Слово предоставляется Смогу Лондоновичу. (Учитель зачитывает его характеристику: смог – это туман, смешанный с пылью, сажей и ядовитыми газами. В 1952 году в Лондоне погибло от смога в течение 3-4 суток более 4000 человек. Первое появление отмечено в 50-е годы XX века, с тех пор появляется в крупных городах. Смог поражает прежде всего слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. При больших концентрациях действует удушающее.)
Смог Лондонович проводит знакомство с представителями фракции, которые будут вносить поправки в Закон о чистом воздухе.
Угарный газ (оксид углерода (II), химическая формула CO). Я с самого рождения причисляю себя к этой замечательной фракции. Я самый таинственный и загадочный среди моих друзей.
Ведущий. Как вы думаете, о каких физических свойствах угарного газа идет речь? (Учащиеся дают характеристику физических свойств угарного газа: бесцветный, без запаха, но сильно ядовитый.)
Угарный газ. Я попадаю в воздух при сжигании топлива в печах и двигателях автомобилей. Закон о чистом воздухе требует сокращения промышленных выбросов на 90 %, но я тоже имею право на существование в атмосфере. Слово предоставляется моим избирателям.
Союз промышленников. Без угарного газа не смогут существовать многие отрасли промышленности: в технике СО – ценное топливо, в металлургии мы используем его восстановительные свойства для получения чистых металлов, в военной промышленности он применяется для получения фосгена.
Угарный газ. Ну, что я говорил! И чем же тогда я так мешаю?
Ведущий. Чем же так опасен угарный газ для организма человека?
Врачи. Летальный исход для человека может наступить при 10-минутном вдыхании воздуха, содержащего 5,7 г/м³ угарного газа. Ядовитость СО обусловлена тем, что этот оксид соединяется с гемоглобином крови, в результате чего кровь не способна переносить достаточно кислорода из легких к тканям. Сродство гемоглобина к угарному газу гораздо больше, чем к кислороду. Поэтому достаточно самой ничтожной концентрации СО, чтобы значительно понизить способность крови воспринимать кислород и тем самым вызвать удушье. Однако при вдыхании чистого воздуха или, еще лучше, чистого кислорода СО постепенно удаляется из крови.
Углекислый газ. Прошу записать мою поправку в Закон: «Отметить все стандарты по выхлопным газам для грузовых и легковых автомобилей».
( «Группа ученых» работают по заполнению карты-схемы, отражающей пути и источники поступления угарного газа в атмосферу (схема 1).)
Угарный газ (химическая формула СО₂, кислотный оксид, входит в состав воздуха). Я вхожу в состав фракции и не понимаю, почему нужно очищать воздух именно от меня? Я вообще безвреден для организма человека.
Промышленники. Просим записать:»Мы используем СО₂ для тушения пожаров, и самое главное – для получения мочевины, ценного удобрения».
Ведущий. Чем же опасно накопление этого безобидного газа в атмосфере?
(По таблице «Парниковые эффект» ребята обсуждают причины и последствия данной экологической проблемы.)
- Малозаметная «вуаль», состоящая из диоксида углерода, воды, озона и метана, является в атмосфере своеобразным фильтром: пропуская около 70% солнечного излучения, она задерживает отражаемые Землей тепловые лучи. Вследствие этого у поверхности нашей планеты, словно под стеклянной крышей оранжереи, температура поддерживается более или менее на одном уровне – от -40 до 40⁰С. Однако все возрастающее количество сжигаемого топлива приводит к тому, что содержание углекислого газа в атмосфере неуклонно увеличивается и достигает сейчас 0,6% в составе воздуха при скорости роста 2 мг/м³ в год, что неизбежно приводит к повышению средней температуры поверхности Земли на 2-4⁰С. Если не остановить это губительное для человечества увеличение содержания СО₂ в атмосфере, то под море уйдут Гамбург и Гонконг, Лондон и Копенгаген, Европа станет засушливой зоной с массой вредных насекомых и болезнетворных микроорганизмов.
Углекислый газ. Запишите мою поправку: «Чтобы на Земле было больше тепла, предлагаю увеличить вырубку лесов – основных моих потребителей, а также уничтожить бестопливные источники энергии». Ура теплоэлектростанциям!
(«Группа ученых» работают над заполнением карты-схемы, отражающей пути, источники и последствия увеличения СО₂ в атмосфере (схема 2).)
Двуокись серы (оксид серы (IV), химическая формула SO₂, ядовит; вдыхание воздуха, содержащего 0,2 % SO₂, вызывает заболевания дыхательных путей). Я ль на свете всех милее, всех опасней и кислее? Я существую только благодаря моим спонсорам – металлургическим заводам и угольным электростанциям.
Промышленники. Мы применяем SO₂ в качестве отбеливателя шелка, шерсти. Так как он обладает особыми свойствами, им окуривают склады, подвалы для уничтожения плесени, в ветеринарии используют для лечения животных от чесотки.
Двуокись серы. А какие смешные претензии ко мне предъявляют – будто я вызываю кислотные дожди. Но как я могу их вызвать, если, реагируя с водой. Я образую слабую по силе кислоту, которая сразу разлагается. А вот серную кислоту из меня никак не получить.
Ведущий. В чем лукавит SO₂? Как из диоксида серы получить H₂SO₄?
(Учащиеся составляют уравнения реакций получения серной кислоты:
2 SO₂ + O₂→ SO₃ SO₃ + H₂O → H₂SO₄ .)
Двуокись серы. И что вы так боитесь кислотных дождей? Ведь вода нормального дождя имеет слабокислую среду, в ней всегда присутствует кислота.
Ведущий. О какой кислоте идет речь? Назовите источник ее поступления.
(СО₂ + H₂O → H₂СO₃ pH=5,0-6,0; Кислотным считается дождь при pH<5,0.)
Термин «кислотные дожди» ввел английский химик А. Смит более 100 лет назад. Еще 200 лет назад дождевая и снеговая вода была практически нейтральной с pH=7. Причиной возникновения кислотных дождей являются массовые промышленные выбросы диоксида серы и оксидов азота в атмосферу. Взаимодействуя с атмосферной влагой, SO₂ создает кислотную среду. Растворимость его в воде достаточно велика и составляет 40 объемов на один объем воды. В районах сосредоточения промышленных производств 60% кислотности дождевой воды дает серная кислота, 30% - азотная, 5% - соляная и только 2% - углекислый газ.
Мировой рекорд по выпадению кислотного дождя пока принадлежит шотландскому городу Питлохри, где 10 апреля 1974 г. выпал дождь с pH=2,4! Это уже что-то вроде столового уксуса.
(Учащиеся обсуждают последствия выпадения кислотных дождей для природной среды и человека.)
Учащиеся. Серная и азотная кислоты, содержащиеся в атмосферных осадках, губительно действуют на экосистемы:
-разрушают почву;
-изменяют состав почвенных организмов;
-вызывают гибель ценных видов промысловых рыб;
-исчезает уникальная растительность и др.
Ведущий. Какую же опасность представляют сернистый газ и кислотные дожди для человека?
Врачи. Диоксид серы раздражает кожу и слизистые оболочки, в высоких концентрациях и в присутствии пыли он приводит к нарушениям дыхательной деятельности, появлению боли в груди. Кислотные дожди постепенно загрязняют водоемы ионами тяжелых металлов, таких, как ртуть, свинец, кадмий. Последствия – тяжелейшие отравления людей.
Двуокись серы. Запишите мою поправку: «Предлагаю вычеркнуть из Закона все мероприятия по моему устранению из атмосферы».
Оксиды азота (оксид азота: NO – бесцветный газ и NO₂ - бурый газ со специфическим запахом, ядовит). Мы поступаем в атмосферу благодаря сгоранию топлива (90%) и посредством химической промышленности (5%).
Промышленники. Оксиды азота являются важнейшим сырьем для производства азотной кислоты, о значении которой говорить не приходится.
Оксиды азота. Вы, наверное, забываете, что благодаря нам в почву естественным путем вносится азот в форме нитрат - и нитрит-анионов, усваиваемых растениями. Мы повышаем плодородие почвы.
(Учащиеся повторяют реакции получения азотной и азотистой кислот:
2 NO + O₂ →2NO₂ 2NO₂ + Н₂О→НNO₂+НNO₃ )
Врачи. Оксиды азота обладают выраженным общетоксичным и раздражающим действиями. При контакте диоксида азота с влажной повехностью легких происходит образование азотистой и азотной кислот, которые поражают альвеолярную ткань, что приводит к отеку легких.
Оксиды азота. Запишите нашу поправку: «Содействовать сжиганию топлива, развитию автомобильной промышленности».
(«Группа ученых» работают над заполнением схем, касающихся оксидов серы и азота (схема 3).)
Ведущий. Мы подошли к самому главному – формулировке Закона о чистом воздухе. Если вас устраивают поправки членов фракции Грязного Воздуха, то вы дополняете ими закон, если нет, то ваша задача – внести свои.
(«Группа ученых» работают над заполнением протокола заседания конгресса, формулировкой положений по борьбе с загрязнением атмосферы.)
Лучший Закон о чистом воздухе зачитывается.
Урок заканчивается подведением итогов, оценивается работа ученых из крупных городов.
Схема 1
Угарный газ – один из основных
загрязнителей атмосферы
СО
В л и я н и е
Источники поступления
Почвенные
организмы безвредные
соединения СО₂
схема 2
Углекислый газ – один из основных
загрязнителей атмосферы
?
дыхание 
СО
?
 | ||
 |  |  |
фотосинтез
влияние
 |
Cхема 3
Диоксид серы и оксиды азота
как загрязнители атмосферы
SO₂
 |
 |
NOₓ
 |  | | |
последствия
 |
 |
 |
Источники поступления
Почвенные организмы SO₄² , NO₃
Протокол
заседания международного конгресса
по принятию закона «о чистом воздухе»
Из перечисленных отраслей хозяйства выберите те, выбросы которых в большей мере загрязняют атмосферу:
1. машиностроение
2. металлургия
3. лесная промышленность
6. химическая промышленность
8. транспорт
Заполнить схему
Схема 4
Основные источники загрязнения атмосферы
 |  |  |  |
 |
Глобальные экологические проблемы атмосферы
Международный конгресс постановил внести в Закон «О чистом воздухе» следующие поправки по мерам борьбы с загрязнением атмосферы:
1.
2.
3.
4.
