Кемеровский региональный институт повышения квалификации
и переподготовки работников образования
Программа курса по выбору
УДИВИТЕЛЬНОЕ РЯДОМ
Кемерово 2005
Кемеровский региональный институт повышения квалификации
и переподготовки работников образования
Программа курса по выбору
УДИВИТЕЛЬНОЕ РЯДОМ
Составители:
г. Киселевск МОУ СОШ №31
г. КиселевскМОУ СОШ № 28
Кемерово 2005
Пояснительная записка.
Актуальность ведения данного курса возникает в связи с предпрофильной подготовкой обучающихся, целью которой является привитие интереса к химии, расширение знаний и определение выбора соответствующего профиля.
Специфика курса направлена на расширение кругозора обучающихся, пополнение их знаний о свойствах веществ, с которыми им приходится встречаться в повседневной жизни.
Основной акцент курса сделан на умение осознанно и правильно ориентироваться в мире разнообразных химических материалов, практическую ценность знаний, мировоззренческое и общекультурное значение для образованного человека.
Изучение данного курса тесно связано с такими дисциплинами как «Химия», «Биология», «Экология».
Программа рассчитана на обучение группы учащихся 9 класса (10-15 человек) общеобразовательной школы.
В результате изучения курса обучающиеся должны знать природу химических веществ, используемых в быту, их необычные свойства, применение их с учетом воздействия на организм, причины и условия проявления свойств этих веществ, уметь применять полученные знания для решения жизненно-важных вопросов, позволяющих более глубоко осознать процессы, происходящие в окружающем мире, увидеть пути решения возникших проблем и наметить возможные способы их преодоления. В соответствии с этим, целью прохождения курса является создание условий для привития интереса к химии, возбуждения желания познать, углубить и расширить свои знания в данной области.
Основные задачи программы заключаются в следующем:
1. Создать основу для понимания состава веществ, химических процессов, происходящих с веществами и материалами в быту.
2. Познакомить обучающихся с действием некоторых веществ на организм человека и окружающую среду.
3. совершенствовать умения и навыки самостоятельно проводить лабораторные исследования и химический эксперимент с веществами.
Программа включает следующие разделы:
1. Бытовая химия с древнейших времен до наших дней.
2. Вещества и материалы в нашем доме.
3. Химия и окружающая среда
Программа предусматривает чтение лекций, проведение семинаров, экскурсий, практических занятий и лабораторных опытов, заключительной конференции.
Освоение предложенного курса предполагает, помимо посещения коллективных занятий, выполнение домашних заданий (проведение экспериментов, написание рефератов, сообщение по темам). Курс завершается зачетом. Обязательным условием допуска к зачету является выполнение двух практических работ и участие в итоговой конференции. Зачетные требования сводятся к защите реферата по предложенным темам.
Программа данного курса общим объемом 16 часов изучается в течение I полугодия (1 час в неделю).
Содержание курса.
1. Бытовая химия с древнейших времен до наших дней.
Подробности жизни быта народов мира в разные времена. Древние способы изготовления некоторых изделий (из золота, серебра, меди, железа, керамики и т. д.), рецепты бытовой химии (приготовление парфюмерии, мыла, дубление кож, изготовление лекарств, ядов, отбеливание тканей, секреты красок, крашение, полирование изделий из камня, дерева и т. д.). Развитие химической промышленности по выпуску товаров бытовой химии (лаков, красок, СМС, стекла, пластмасс, линолеума, химических волокон и т. д.). Многообразие веществ и средств бытовой химии.
2. Вещества и материалы в нашем доме.
1. Вода в природе и жизни человека. Вода – основа жизни. Природные источники воды. Гидросфера. Круговорот воды. Вода в нашем доме. Проблема чистой воды. Охрана водных ресурсов.
2. Удивительные свойства воды. Вода – важнейщее условие всех природных химических превращений. Вода – растворитель. Жесткость воды. Определение рН среды.
3.Многообразие солей в быту. Пищевая соль (NaCl), соли, используемые в фотографии, в качестве удобрений для комнатных и огородных растений. Минералы, горные породы, используемые для изготовления украшений, отделочных материалов.
4. Строительные материалы, ремонт в доме. Как лучше с точки зрения гигиены помещение обработать: потолок и стены: побелить мелом или известью, окрасить масляной краской, оклеить обоями (какими?) или клеенкой? Чем лучше покрыть полы (деревянные) краской, линолеумом, ковролином? Новые строительные материалы и их использование. Облицовочные материалы. Мебель. Окраска металлических поверхностей в доме для защиты их от коррозии.
5.Моющие и чистящие средства.
Основные компоненты синтетических моющих средств (СМС) и их роль при стирке изделий из различных видов тканей. Чистка изделий из металлов. Удаление накипи и ржавчины. Полезные советы по мытью и чистке посуды, ванн, раковин, плиточной керамики, стекла.
6. Химчистка и крашение. Удаление пятен различного происхождения: жирных и масляных, цветных (от ягод, кофе, чая, какао, травы, плесени, крови, ржавчины, чернил и т. д.) Виды красителей и крашение тканей. Чистка меха.
7. Клеи и краски. Средства для склеивания различных материалов. Клеи собственного приготовления. Виды красок для отделки стен и потолков. Меры безопасности при работе с клеями и красками.
8. Химические средства для роста и защиты растений. Подкормка растений (минеральные и органические удобрения). Стимуляторы роста. Инсектициды, акарициды, моллюскоциды (препараты против вредных насекомых, растительноядных клещей и слизней). Меры предосторожности в работе.
9. Косметика и парфюмерия. Свойства косметических препаратов. Как выбрать безопасную косметику. Средства по уходу за волосами и кожей. Парфюмерные изделия.
10. Питание и здоровье человека. «Опыты на кухне» (с белком, углеводами, чаем). «Отчего ягоды пускают сок?», определение витамина С в яблоке. Как обнаружить сахар, крахмал, воду в составе меда? (Практическая работа).
11. Химия и медицина. Классификация лекарств. Терапевтическая доза лекарств и передозировка. Антисептики. Совместимость лекарств.
3. Химия и окружающая среда.
1. Экологически опасные вещества и факторы их воздействия. Проблема с большинством опасных веществ состоит в том, что мы не ощущаем вреда, который они причиняют в данный момент (канцерогены, рыба, отравленная химическими отходами, строительные материалы и т. д.). Десять наиболее опасных веществ и факторов воздействия, связанных с бытом и приносящих ущерб здоровью: тяжелые металлы, летучие органические соединения, формальдегид, пестициды, побочные продукты сгорания, пыль, асбест, бактерии, дефицит солнечного света, радиация. Что может быть сделано человеком уже сегодня, чтобы обезопасить себя и увеличить шансы на выживание?
2. Как улучшить экологическую обстановку в вашем жилище? Теплый и светлый дом. Текстильные изделия. Косметика и парфюмерия. Моющие и чистящие средства. Отбеливающие и дезинфицирующие средства. Пестициды на полках магазинов и в ваших огородах. Клеи и краски. Мебель и консерванты древесины. Упаковочные материалы. Средства по уходу за автомобилем.
3. Заключительная конференция «Химия и жизнь».
Взаимосвязь химии и экологии. Основные понятия экологии: среда обитания, экологические факторы, биосфера и ее основные элементы. Рассмотрение экологических проблем разных уровней: локальных, региональных, глобальных.
Ключевые слова.
Аэрозоль,
Биосфера,
Витамины
Водородный показатель рН,
Гербициды,
Герметики,
Дезодоранты,
Инсектициды,
Карбамид,
Консерванты,
Краски водоэмульсионные,
Микроудобрения,
Олифы,
Пестициды,
Реппеленты,
СМС,
Стимуляторы роста,
Ферменты,
Фреон,
Ядохимикаты,
Парфюмерия,
Гидросфера,
Жесткость воды,
Гигиена,
Строительные материалы,
Химчистка,
Канцерогены,
Онкология,
Иммунитет,
Антисептики,
Антибиотики,
Дезинфекция.
Список литературы для обучающихся.
1. Енгелфрид Ю, Плетнева защитить себя от опасных веществ в быту. М., Издательство МГУ, 1996-96с
2. Пичугина химию на примерах из повседневной жизни. М., Аркти, с
3. , , Коростелин для вас. М., Химия с
4. Федоров , противоядия, лекарства. М., Знание 1982
5. Шокирующая правда о воде. М., Гранд 2001
6. 111 вопросов М., Просвещение 1994
7. Михеева и. в., Шарифулина и отходы. Кто победит?
8. Пути развития химии в 2х томах М., Химия 1985
9. , , Химия в быту. М., Химия 1980
10. Энциклопедия для детей, том «Химия» М., Аванта+ 2003
Список литературы для учителя.
1. Енгелфрид Ю, Плетнева защитить себя от опасных веществ в быту. М., Издательство МГУ, 1996-96с
2. Пичугина химию на примерах из повседневной жизни. М., Аркти, с
3. , , Коростелин для вас. М., Химия с
4. 111 вопросов М., Просвещение 1994
5. Михеева и. в., Шарифулина и отходы. Кто победит?
6. Пути развития химии в 2х томах М., Химия 1985
7. , , Химия в быту. М., Химия 1980
8. Энциклопедия для детей, том «Химия» М., Аванта+ 2003
9. Ольгин без взрывов. М., Химия 1996
10. Здоровье населения и окружающая среда. Кемерово 2000, выпуск 10
11. Гичев наших продуктов для здоровья. Новосибирск 2002
12. Журнал «Химия в школе» №1, №9, №10 2002
13. Тимофеева Информационный отдел Модем – Кемерово 2002
14. в. Серия «Экология Кузбасса» Вода, которую мы пьем. 2-е изд., Информационный отдел Модем Кемерово, 2002
15. в. Серия «Экология Кузбасса» Воздух, которым мы дышим. 2-е изд., Информационный отдел Модем Кемерово, 2002
Приложение.
Экологические проблемы Кузбасса.
Очерк границ Кузбасса на карте напоминает сердце. Это и есть сердце – индустриальное сердце Западной Сибири. Ведь на 4% территории сконцентрирована треть мощи региона. Поэтому так велико в Кузбассе давление на природу – воздух, почвы, леса, воды. Плотность населения такова, что какой из ресурсов не взять, каждый в дефиците, хотя область, в принципе, одарена ими. У нас тучные черноземные почвы, но на душу населения приходится всего полгектара пашни – меньше, чем по стране. У нас могучая тайга, но обеспеченность лесом такая же, как в Новосибирской области, где леса в 2,5 раза меньше, и вдвое ниже, чем в среднем по стране. Кузбасс считается краем сильного увлажнения, но страдает от безводия, потому что недра его осушают шахты, а почти весь сток рек уходит с вешними водами.
Добыча угля и других полезных ископаемых в крае, своеобразное географическое положение области, высокая концентрация промышленности и городов – все это определяет проблемы экологии Кузбасса.
На небольшой территории в 95,7 тыс. кв. м из 1472 предприятий, контролируемых Госкомэкологией Кемеровской области по выбросам загрязняющих веществ, расположены:
- 21 предприятие черной и цветной металлургии;
- 126 предприятий угледобычи и углепереработки;
- 18 объектов теплоэнергетики;
- 10 предприятий химии;
- 83 предприятия машиностроения и металлообработки;
- 184 предприятия стройиндустрии;
- 308 предприятий железнодорожного, автомобильного транспорта и дорож-
ного хозяйства;
- предприятия сельского хозяйства, пищевой, легкой, мебельной промы-
шленности, большое количество котельных и др.
Суммарный выброс загрязняющих веществ в атмосферу населенных пунктов области составляет около 1400 тыс. тонн. По неполным данным в атмосферу поступает около 200 различных веществ, которые в большинстве своем являются высокотоксичными и канцерогенными.
Крупный город изменяет почти все компоненты природной среды – атмосферу, растительность, почву, рельеф, гидрографическую сеть, подземные воды, грунты и даже климат. Причем изменение одних природных условий неизменно вызывает изменение других. Физические условия в больших городах хуже чем в маленьких.
Город Кемерово сохраняет свое сложившееся положение крупного центра химической, энергетической, металлургической, угольной промышленности и стройиндустрии.
Экологическая ситуация в городе сохраняется напряженной. Исторически сложившееся котловинное положение города с открытым выходом только на северо-запад при господствующих южных, юго-западных ветрах, повторяемости слабых ветров ( 20 – 40% ) определяют повышенный потенциал загрязнения атмосферы.
Основными водными ресурсами являются реки, озера и подземные воды. Согласно водному кадастру на территории Кемеровской области протекает 32110 рек общей протяженностью 75,5 тыс. км. Кроме этого числятся 428 водохранилищ и прудов.
Наиболее используемыми являются реки бассейна р. Томь. Воду из реки Томь набирают 37 предприятий Кемерово, Новокузнецк, Междуреченск, Ленинск-Кузнецк, Юрга.
В реку Томь сбрасывают сточные воды 54 предприятия этих городов. Ими сброшено 1366,61 млн куб. м сточных вод, в том числе 263, 288 млн куб. м загрязненных. Со сточными водами сброшено 406 тонн загрязняющих веществ.
Уровень загрязнения реки Томь в пределах Кемерово оценивается как чрезвычайно высокий. Нарастает загрязнение почвы производственными отходами: 25 отстойников, полигонов, шлако - и золонакопителей занимает более 500 га. Это отразилось на подземных водах: они полностью непроигодны для питьевого использования. Печальная статистика города говорит, что кемеровчане хотя еще и живы, но жизнь их проходит в сложных экологических условиях. Оттого и демография и здоровье плохи. Смертность превышает рождаемость, уменьшилась продолжительность жизни, ухудшились показатели заболеваемости горожан. В других городах области не лучше. Особую тревогу вызывает здоровье женщин и детей. Каждая 2-я мать страдает патологией беременности, 86% малышей имеют заболевания кроветворной, эндокринной, легочной систем организма. Почти на 60% во всем этом виноваты условия труда и экологии.
Правда сегодня происходит резкое сокращение объемов производства, а значит, что экологическая ситуация вроде бы должна улучшиться. Но тут возникает другая проблема: на производствах эксплуатируются старые, изношенные механизмы и оборудование. А это источник повышенной опасности, который может привести к утечке вредных веществ, к авариям на вредных производствах, взрывам в шахтах и т. д.
В индустриальных городах Кузбасса уровни загрязнения канцерогенными веществами атмосферного воздуха, питьевой воды и пищевых продуктов таковы, что у нас индивидуальный риск заболеть раком враз выше, чем принятый как «приемлемый» в развитых странах. Загрязнение питьевой воды хлороорганическими соединениями и растворителями, тяжелыми металлами увеличивает заболеваемость населен6ия болезнями органов пищеварения и мочеполовой системы.
Высокая загрязненность поверхностных и подземных вод области создает катастрофическое положение с обеспечением населения питьевой водой. Около 80% населения Кузбасса получают воду, не отвечающую санитарным требованиям.
В городах, получающих загрязненную воду, значительно выше младенческая смертность от врожденных аномалий и аллергических заболеваний кожи. В Кемеровской области, по сравнению с Западной Сибирью, смертность выше на 9%, общая смертность – на 1,2%. Естественный прирост населения меньше в 1,8 раза, рождаемость ниже на 10%, продолжительность предстоящей жизни женщины меньше на 3,7 года, мужчины на 6 лет.
Состояние речной воды служит причиной высокой инфекционной заболеваемости населения, заболеваемости острыми кишечными инфекциями в Кузбассе превышает средний уровень по России.
Надо знать: сегодня не видно технико-экономических возможностей для радикального изменения экологической ситуации в Кузбассе. Его жителям придется еще многие годы жить в условиях неблагополучия.
Домашняя химическая лаборатория.
Ведущий 1. Здравствуйте, дорогие друзья! Надеемся, что в зале собрались истинные знатоки и любители химии, которые не считают сложным и бесполезным для себя школьным предметом, далеким от повседневной жизни обычного человека.
Ведущий 2. Сегодня вы убедитесь, что, имея даже минимальный запас знаний по химии, можно облегчить решение многих бытовых проблем.
Ведущий 1. Приглашаем на сцену команды, которые примут участие в конкурсной программе.
Оценивать выступления команд будет компетентное жюри, состоящее из учащихся.
Ведущий 2. Все мы хотим красиво одеваться. Но чтобы всегда выглядеть безупречно, необходимо ухаживать за одеждой и содержать ее в порядке (реклама стиральных порошков).
Ведущий 1. Предлагаем командам ответить на ряд вопросов. Приглашаем капитанов для жеребьевки.
? Как можно почистить засаленные манжеты и воротнички курток,
пальто, пиджаков?
Необходимо смочить губку раствором денатурата или нашатырного спирта
и петереть ею загрязненные жиром места.
? Как можно вывести свежие и застарелые жировые пятна с различных
видов тканей?
Свежие жировые и масляные пятна с любой ткани выводят, проглаживая ткань теплым утюгом (1000С) через несколько слоев промокательной бумаги, приложенной и с внутренней, и с лицевой стороны ткани.
С шерстяной ткани свежее пятно удаляют с помощью теплого водного раствора универсального стирального порошка или нашатырного спирта. Застарелое пятно натирают смесью мыла с бензином ( 1:10 ), а потом чистят это место бензином.
Чтобы вывести пятно с шелковой ткани, погружают загрязненный участок на 5-10 мин в раствор, состоящий из нашатырного спирта (половина столовой ложки), глицерина (столовая ложка) и воды (столовая ложка). Затем изделие промывают в теплой воде.
? Вы пролили йод на салфетку. Попытались вывести пятно отбеливателями, но оно не исчезло. Через несколько дней пятно пропало само. Почему так произошло?
Природа отбеливателей и йода схожа: они обладают окислительными свойствами и не взаимодействуют друг с другом. Пятно исчезло в результате физического процесса – постепенной сублимации йода.
? Вам пришлось стирать темные вещи с мылом в жесткой воде. После стирки остался «седой» налет. Как его устранить и что сделать, чтобы предотвратить его образование?
Мыло в жесткой воде плохо мылится и образует осадок в виде «седого» налета. Избавиться от него можно, если прополоскать вещи в слабом растворе уксусной кислоты. А предотвратить появление осадка можно, предварительно смягчив воду кипячением или добавлением соды.
? Две хозяйки готовились к стирке. Первая подогрела воду до 600С и замочила в ней белье. Вторая нагре6ла воду до кипения, прокипятила белье в течение5 мин, остудила воду до 600С и после этого стала стирать. У кого лучше отстирается белье?
Мыло и другие моющие средства эффективнее действуют в мягкой воде. Жесткость воды обусловлена присутствием в ней гидрокарбонатов и сульфатов кальция и магния. При кипячении гидрокарбонаты выпадают в осадок в виде карбонатов. При нагревании воды до 600С эти реакции не идут. Поэтому белье отстирается лучше у той хозяйки, которая кипятила воду.
? Вам надо удалить пятна ржавчины, сливочного масла, йода, кофе, вишневого сока, мясного соуса. В вашем распоряжении персоль, биопорошок, УФ-лампа, зубной порошок, бензин, лимонная кислота. Подберите средства для удаления пятен.
Пятна ржавчины и чая можно удалить лимонной кислотой, сливочного масла – бензином, кофе и вишневого сока – персолью, мясного соуса – биопорошком, йода – УФ-лампой.
( Музыкальная пауза, подведение итогов конкурса, блицтурнир для болельщиков.)
Ведущий 1. Современную жизнь трудно представить без косметических средств. Что же они представляют собой с химической точки зрения?
Ведущий 2. Участники команд должны будут продемонстрировать свои знания в области индустрии красоты. Приглашаем капитанов для жеребьевки.
( Реклама косметических средств. )
? Если при окраске волос химическими красителями не защищать руки перчатками, то очень сильно окрашиваются ногти, меньше – кожа на ладонях и почти не окрашиваются тыльные стороны кистей рук. В чем, на ваш взгляд, причина?
Состав химических красителей обеспечивает их взаимодействие с кератином – белком, из которого состоит роговое вещество волос, ногтей и эпителий кожи на ладонях и подошвах, и поэтому эти участки окрашиваются наиболее сильно. Кожа тыльной стороны кисти состоит из другого белка – коллагена, который значительно хуже взаимодействует с красителями.
? Как влияет солнечный свет на действие осветляющего красителя?
Осветляющие красители содержат пероксид водорода. Под действием тепла и света он ускоренно разлагается. Можно предположить, что из-за увеличения скорости разложения красителя пигмент волоса не успеет обесцветиться.
? Какое сырье используют для производства губной помады?
Основу губной помады составляют природные или их синтетические аналоги. Пчелиный воск содержит эфир пальмитиновой кислоты и мирицилового спирта. Синтетические аналоги содержат эфир пальмитиновой кислоты и лаурилового спирта.
? Из чего изготавливают пудру?
Для изготовления пудры используют рисовый крахмал, силикат магния, каолин, оксид цинка, стеарат магния, стеарат алюминия, оксид железа.
? Почему жирную кожу, склонную к воспалительным процессам, не рекомендуют часто мыть водой с мылом, хотя мыло хорошо удаляет кожное сало и обладает антисептическим действием?
Наружный тончайший слой кожи имеет реакцию рН 5,5 и за счет этого препятствует проникновению болезнетворных бактерий в более глубокие слои кожи. Частое умывание с мылом изменяет значение рН кожи и приводит к понижению естественной защитной реакции.
? Каков принцип действия дезодорантов?
Дезодоранты по принципу действия делят на две группы: одни содержат бактерицидные вещества, уничтожающие микроорганизмы и таким образом тормозящие бактериальное разложение пота, другие – вещества, взаимодействующие с компонентами пота и образующие нерастворимые соединения, которые закрывают каналы потовых желез и уменьшают потовыделение.
( Музыкальная пауза, подведение итогов конкурса.)
Ведущий 1. Есть такая поговорка: «Мой дом – моя крепость». Хороший хозяин знает много секрктов того, как сделать свое жилище красивым и надежным. А для этого надо уметь разбираться в премудростях отделочных работ.
Ведущий 2. Командам предстоит применить химические знания для того, чтобы ответить на вопросы, связанные с проведением домашнего ремонта.
( Реклама строительных материалов.)
? При большом ремонте, когда выполняются штукатурные работы, для ускорения затвердевания штукатурки в помещение вносят жаровни с горящими углями. Можно ли эту процедуру заменить прогреванием электрическими приборами?
Нельзя. Затвердевание штукатурки происходит за счет взаимодействия гидроксида кальция с углекислым газом. Сжигание угля не только поднимает температуру, но и повышает концентрацию углекислого газа в воздухе.
? Как лучше с точки зрения гигиены отделать потолок в кухне: побелить мелом, побелить известкой, окрасить масляной или водоэмульсионной краской, оклеить клеенкой?
Воздух в кухне загрязнен углекислым газом и оксидом серы. Пористые поверхности – штукатурка, а в меньшей степени бетон – способны поглощать загрязнители воздуха. В порядке убывания гигиенических свойств материалы можно разместить так: известь, мел, водоэмульсионная краска, масляная краска, клеенка.
? Можно ли использовать оцинкованные ведра для приготовления побелочных растворов?
Цинк – химически активный металл, легко реагирует с кислотами, и со щелочами. Побелка имеет щелочную реакцию, поэтому цинк в ней медленно растворяется.
? Можно ли обои клеить на побелку?
Нет. Они не будут держаться. Необходимо смыть побелку, промазать стены олифой, наклеить слой бумаги, а затем обои.
? Вам надо покрасить оконные рамы. Как предохранить стекла от капель и мазков краски?
Необходимо смазать стекло уксусом или временно приклеить мылом к стеклу вдоль оконной рамы широкую бумажную полосу. Можно натереть стекла разрезанной пополам луковицей.
? Маляры во время работы торопились и нанесли масляную краску на плохо схватившуюся штукатурку. Краска начала быстро отслаиваться. Почему?
Масляные краски изготавливаются на основе олифы, в составе которой есть кислотные группы. Если нанести краску на непросохшую штукатурку, то гидроксид кальция будет взаимодействовать с кислотными группами. В результате будет выделяться вода, что, в свою очередь, приведет к отслаиванию пленки.
? К каким процессам можно отнести высыхание эмали и масляной краски – к физическим или химическим?
Высыхание масляной краски – химический процесс, высыхание эмали – физический.
( Подведение итогов и награждение команды – победительницы.)
Тематическая викторина « Химия и медицина».
1. Кому принадлежат слова: «Медик без довольного дознания химии совершенен быть не может»? ( .)
2. Сколько химических элементов в организме человека? ( В организме человека около 70 химических элементов.)
3. Назовите пять химических элементов, массовые доли которых в организме человека максимальны. ( Кислород, углерод, водород, азот и кальций.)
4. Какова биологическая роль меди в организме человека? ( Важное биологическое значение имеют катионы Cu+ и Cu2+. Они входят в состав важнейших комплексных соединений с белками ( медьсодержащие металлопротеиды). Они, подобно гемоглобину, участвуют в переносе кислорода, в процессах клеточного дыхания. Медь активизирует синтез гемоглобина, участвует в синтезе белка, образовании костной ткани и пигмента кожных покровов.)
5. Сколько воды содержится в организме человека? Изменяется ли ее содержание с возрастом? ( Организм человека примерно на 60-65% по массе состоит из воды. С возрастом организм как бы усыхает: тело новорожденного содержит 75%, а семидесятилетнего человека – 55% воды.)
6.Сколько химических реакций протекает одновременно в одной клетке организма человека и животных? ( Около 2000.)
7. Что произошло бы в организме человека, если бы окисление глюкозы в нем происходило бы как в калориметрической бомбе – в одну стадию? Как происходит окисление углеводов в организме? ( При окислении 1 моль глюкозы в одну стадию выделяется огромное количество энергии – 2888 кДж. Если окисление глюкозы в организме происходило бы в одну стадию, это привело бы к гибели организма от избытка выделившейся энергии. Окисление углеводов ( как и других веществ) в организме происходит через ряд промежуточных стадий. На каждой из них выделяется незначительное количество энергии, большая часть которой превращается в работу, и лишь малая часть расходуется на поддержание постоянной температуры тела.)
8. Для чего в медицине используют реакцию образования берлинской лазури? ( Эту реакцию используют при анализе материала на отравление человека синильной кислотой или ее солями.)
9. В химической лаборатории при использовании различных веществ, например нитробензола, нитроглицерина и др., используют смесь концентрированных азотной и серной кислот ( нитрующая смесь). Для чего используют смесь этих кислот в медицине? ( Смесь этих кислот ( реактив Эрдмана) используют в медицине для обнаружения алкалоидов ( морфин, папаверин) и других азотистых оснований.)
10. Какие материалы называют антисептиками? ( Это материалы, содержащие вещества, которые обладают противомикробным действием. Их используют для дезинфекции кожи и медицинских инструментов.)
11. Какие вещества и почему используют в медицине для наркоза? ( Для наркоза используют диэтиловый эфир, циклопропан, фторотан, хлороформ и др. Эти вещества вызывают обратимое угнетение функций центральной нервной системы, которое сопровождается потерей сознания, утратой чувствительности, снижением рефлекторной возбудимости и мышечного тонуса.)
12. Кто одним из первых горячо отстаивал введение в хирургическую практику диэтилового эфира для общего наркоза? ( .)
13. Какие лекарственные вещества получают из анилина? ( Исходя из анилина синтезируют сульфамидные препараты – противомикробные средства: белый стрептоцид, сульфадиметоксин, этазол, сульгин, фталазол, сульфален и др. Их применяют для лечения заболеваний дыхательный путей, желудка: острых и хронических ангин, бронхитов, воспаления легких, дизентерии и многих других болезней.)
14. Какое применение находят в медицине: 1) благородные газы; 2) медный купорос; 3) оксид цинка; 4) сера; 5) декагидрат сульфата натрия; 6) аминокислоты; 7) жиры; 8) глицерин; 9) нитроглицерин; 10) углеводы? (1. Дыхание гелиевым воздухом ( воздухом, в котором азот частично или полностью заменен на гелий) усиливает обмен кислорода в легких, предотвращает азотную эмболию ( кессонную болезнь). Ксенон как рентгеноконтрастное вещество широко используют при рентгеноскопии головного мозга. Радон в ультра микродозах оказывает положительное влияние на центральную нервную систему, поэтому широко используют в физиотерапии ( радоновые ванны). 2. Медный купорос оказывает вяжущее и антисептическое действие. Его применяют в глазной практике при конъюктивитах. Раствор сульфата меди (II) употребляют как противоядие при отравлении белым фосфором, реже в качестве рвотного средства. 3. Оксид цинка применяют для изготовления цинковой мази, используемой как антисептик. 4. Серу назначают внутрь в качестве слабительного и отхаркивающего средства; она входит в состав мазей и присыпок, используемых при лечении кожных заболеваний. 5. Декагидрат сульфата натрия называют глауберовой солью в честь немецкого химика И. Глауберова. Его применяют как слабительное средство. Эта соль может быть использована в качестве противоядия при отравлении солями бария и свинца, с которыми она дает нерастворимые осадки сульфата бария и сульфата свинца. 6.Аминокислоты образуют с ионами металлов устойчивые внутрикомплексные соединения ( хелаты), поэтому их используют для удаления токсичных и радиоактивных ионов из организма или, наоборот, для введения лекарственных металлосодержащих соединений в организм. Метионин используется при лечении цирроза печени, хронического гепатита, алкоголизма, диабета и др. Глутаминовую кислоту также применяют при лечении психических заболеваний.7. Жиры используют в качестве основы для приготовления основы мазей ( свиное сало), линиментов-растирок ( подсолнечное масло). Оливковое и персиковое масла применяют при растворении лекарственных веществ, вводимых под кожу, например камфоры. 8. Глицерин в смеси с водой применяют для смягчения кожи. Его используют в качестве основы для приготовления мазей и паст. Большое количество глицерина идет на приготовление глицеринтринитрата - эфира азотной кислоты, который называют нитроглицерином. 9. Нитроглицерин ( глицеринтринитрат) ядовит, но в малых дозах он представляет собой ценное медицинское средство, применяемое при сердечных приступах, так как он расширяет кровеносные сосуды сердца. При этом улучшается кровоснабжение, понижается артериальное давление, учащается сердечный ритм. 10. Глюкозу часто применяют в виде растворов. Изотонический ( 5 %-ный) раствор ее служит источником жидкости и питательным материалом, а также способствует обезвреживанию и выведению из организма ядов. Гипертонические растворы глюкозы ( 10, 20 и 40 %-ные) повышают осмотическое давление крови, способствуют обезвоживанию тканей, усиливают обменные процессы, антитоксическую функцию печени, сердечную деятельность. Их используют при лечении гепатита, дистрофии, отека легких, отравлениях различными лекарственными средствами и ядами ( наркотики, цианиды, анилин, фосген). Глюкозу также используют в производстве таблеток. Лактоза отличается от других сахаров отсутствием гигроскопичности – она не отсыревает. Это свойство имеет большое значение: если нужно приготовить какой-либо порошок, содержащий легко гидролизующееся вещество и сахар, то берут лактозу; если взять другой сахар, то порошок отсыреет и лекарственное вещество в нем быстро разложится. Сахарозу используют для приготовления порошков, а также сиропов и микстур. Крахмал применяют для приготовления присыпок, паст, а также в производстве таблеток. Он оказывает адсорбирующее и обволакивающее действие. Крахмал используют при лечении дерматитов, язв, воспалительных процессов в пищеварительном тракте, при отравлениях кислотами, щелочами и солями тяжелых металлов ( в качестве вспомогательного средства).)
15. К какому классу веществ относят ацетилсалициловую кислоту ( аспирин)? Какое применение это вещество находит в медицине? ( Ацетилсалициловая кислота представляет собой сложный эфир, образованный уксусной и салициловой кислотами, причем последняя при взаимодействии играет роль фенола. Аспирин применяют как противоревматическое, жаропонижающее и обезболивающее средство.)
16. Для каких целей в медицине используют фенолфталеин? ( Фенолфталеин применяют в медицине в качестве слабительного средства под названием «пурген».)
17. Можно ли провести резкую границу между понятием «лекарственный препарат» и «яд»? ( Поскольку определенное вещество в одних условиях может способствовать восстановлению жизненно важных функций организма ( т. е. быть лекарственным средством), а в других – вызывать их расстройство ( т. е. быть ядом), то не возможно провести резкую границу между этими понятиями.)
18. Какую дозу вещества называют терапевтической? ( Терапевтической, ли лечебной, называется доза вещества, вызывающая определенный лечебный эффект.)
Викторина: «Все мое богатство – вода».
1. Много ли воды на Земле (обоснуйте ответ)?
2. Какие физические свойства воды служат эталоном для других веществ?
3. Какое значение имеет тот факт, что плотность льда меньше плотности воды, а температура его плавления 00С?
4. Почему комнатные растения не рекомендуется поливать кипяченой водой?
5. Как очистить воду от растворимых в ней твердых примесей?
6. Чем характеризуется глобальный гидрологический цикл?
7. Почему мокрые вещи высыхают?
8. Чем может быть вызвано нарушение равновесия уровня грунтовых вод? К чему это приводит?
Викторина: «Химия в моей жизни».
1. Чем защитить кожу?
2. Что такое пилинг?
3. Какая у тебя кожа?
4. Из чего лучше делать маску?
5. Стоит ли пользоваться косметикой молодым девушкам?
6. Бывают ли аллергические реакции на косметику?
7.Как ухаживать за руками?
8. Какие знаете химические компоненты косметических средств, активно действующие растительные вещества?
ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ И ЕГО ПОСЛЕДСТВИЯ.
Механизм парникового эффекта и его роль в биосферных процессах.
Образное название «парниковый эффект» получило природное явление, суть которого заключается в том, что атмосфера задерживает идущее от земной поверхности тепловое излучение (подобно пленке над огородным парником).
Энергия солнечной радиации всех длин волн определяет ход всех биосферных процессов на Земле. Из общего количества достигающей Земли энергии солнечной радиации атмосфера поглощает 20%, а 34% ее отражают облака атмосферы, находящиеся в ней аэрозоли, сама поверхность Земли и уходит в космос. Оставшаяся часть энергии солнечной радиации (46%) доходит до земной поверхности и поглощается ею. В свою очередь, поверхность суши и воды излучает длинноволновую инфракрасную (тепловую) радиацию, которая частично уходит в космос, а частично остается в атмосфере, задерживаясь входящими в ее состав газами и нагревая приземные слои воздуха.
Газы, задерживающие тепловое излучение и препятствующие оттоку тепла в космическое пространство, называются парниковыми газами.
Благодаря парниковому эффекту среднегодовая температура у поверхности Земли в последнее тысячелетие составляет примерно 25оС, без него она опустилась бы до -18оС, и существование жизни на Земле стало бы невозможным.
Основной парниковый газ – Водяной пар, задерживающий до 60% теплового излучения Земли. Содержание водяного пара в атмосфере определяется планетарным круговоротом воды и практически постоянно.
Остальные 40% теплового излучения Земли задерживают другие парниковые газы, в том числе более 20% – углекислый газ.
Основные природные источники углекислого газа в атмосфере – извержение вулканов и естественные лесные пожары. На заре геобиохимической эволюции Земли углекислый газ поступал в Мировой океан через подводные вулканы, насыщал его и выделялся в атмосферу.
До сих пор нет точных оценок содержания углекислого газа в атмосфере на ранних этапах ее развития. По результатам анализа базальтовых пород подводных хребтов в Тихом и Атлантическом океанах американский геохимик Д. Маре сделал вывод, что содержание углекислого газа в атмосфере в первый миллиард лет ее существования было в 1000 раз больше, чем в настоящее время – около 39%. Тогда температура воздуха в приземном слое достигала почти 1000 С, а температура воды в Мировом океане приближалась к точке кипения (сверхпарниковый эффект).
С появлением фотосинтезирующих организмов, химических процессов связывания углекислого газа стал действовать мощный механизм изъятия его из атмосферы и океана в осадочные породы, в связи с чем парниковый эффект стал постепенно уменьшаться, пока не установилось равновесие в биосфере, которое продолжалось до начала эпохи индустриализации и которому соответствует содержание углекислого газа в атмосфере –0,03%.
Таким образом, в отсутствие антропогенных выбросов углеродный цикл наземной и водной биоты, гидросферы, литосферы, атмосферы находился в равновесии. Поступление за счет вулканической деятельности оценивается в 175 млн тонн. Осаждение в виде карбонатов связывает около 100 млн тонн. Велик океанический резерв углерода – он в 80 раз превышает атмосферный. В биоте углерода концентрируется втрое больше, чем в атмосфере, причем с увеличением содержания углекислого газа возрастает продуктивность наземной растительности.
С наступлением индустриальной эпохи началось поступление в атмосферу техногенного диоксида углерода за счет сжигания ископаемых видов топлива:
C + O2 = CO2 – сжигание угля;
C3H8 + 5O2 = 3CO2+ 4H2O – сжигание топлива;
C25H52+38O2= 25CO2+ 26H2O – сжигание мазута.
Техногенные выбросы диоксида углерода в атмосферу значительно возросли во второй половине ХХ века. Основной причиной этого стала колоссальная зависимость мировой экономики от ископаемых видов топлива.
В настоящее время ископаемые виды топлива составляют примерно 90% от всех первичных энергоресурсов и обеспечивают 75% мирового производства электрической энергии. По оценкам экспертов ООН, с начала ХХ века увеличение выбросов диоксида углерода составляло от 0,5 до 5 % в год. В результате за последние 100 лет в атмосферу поступило 400 млрд тонн углекислого газа только за счет сжигания топлива. Уничтожение для этих же целей огромных лесных массивов, а также лесные пожары, вызванные человеком, дополнительно увеличивают содержание углекислого газа в атмосфере – как непосредственно, так и за счет уменьшения его поглощения в процессе фотосинтеза вследствие уничтожения растительности. Согласно расчетам специалистов, сейчас атмосфера содержит на 25% больше углекислого газа, чем его было накоплено за последние 160 тыс. лет. По мнению некоторых ученых произошло нарушение биосферного углеродного круговорота: поступление углекислого газа в атмосферу стало превышать его потребление живыми организмами.
В настоящее время в мире в результате сжигания топлива на тепловых электростанциях, других промышленных предприятиях и в автомобильных двигателях в атмосферу выбрасывается более 5 млрд тонн диоксида углерода. Еще 1-3 млрд тонн его поступает в атмосферу за счет сжигания лесов. Леса исчезают с поверхности планеты с катастрофической скоростью, за последние два века их площадь сократилась вдвое.
За счет сжигания топлива 25% техногенных выбросов диоксида углерода в атмосферу дают США и страны Евросоюза,11% – Китай, 9% – Россия.
К другим парниковым газам, появление которых в атмосфере значительном количестве обусловлено хозяйственной деятельностью человека, относятся:
Мета, поступающий с рисовых полей (около100 млн тонн), в результате утечек природного газа при его добыче и попутного при добыче нефти, на угольных шахтах (до 50 млн тонн), а также жизнедеятельности растущего поголовья домашнего скота; доля его влияния на усиление парникового эффекта составляет 15%;
Фторхлоруглероды (утечка хладогентов из холодильных установок кондиционеров, пропеллентов из аэрозольных упаковок, использование пенных компонентов в строительной индустрии и средствах пожаротушения и т. д.), доля их влияния –12-24%;
Оксиды азота (сжигание топлива в реактивных самолетных и ракетных двигателях, биомассы, применение азотных удобрений в сельском хозяйстве), доля их влияния 5-6%;
Озон (как вторичный загрязнитель, появление которого связано со значительным ростом мирового автопарка), доля его влияния до 8%.
В последние годы отмечается постепенное возрастание содержания этих парниковых газов в атмосфере.
Отрицательные последствия усиления парникового эффекта.
По мнению ряда ученых, средняя температура на планете возросла по сравнению с доиндустриальным периодом примерно на 0,60С. По самым оптимистическим прогнозам, к 2025 г. повышение температуры может составить 2,50С, а к концу столетия почти на 60С.
Среди важнейших проблем, связанных с усилением парникового эффекта и потеплением климата, выделяется проблема повышения уровня Мирового океана за счет таяния материковых и морских льдов, теплового расширения океана. За прошедшее столетие уровень мирового океана повысился на 10-25 см..
По расчетам специалистов к концу наступившего столетия возможно повышение уровня Мирового океана на 1-2 м. За последние 10 лет толщина ледового покрова в Северном Ледовитом океане сократилась на 40%.Если произойдет разрушение ледовых щитов Антарктиды и Гренландии, то уровень океана повысится на 10 м (это повлечет за собой исчезновение с карты мира десятков государств).
Прямое воздействие повышения уровня Мирового океана – перемещение береговой линии, в результате чего под водой окажутся многие прибрежные районы и острова, вторжение фронта соленых морских вод в пресноводные реки, засоление прибрежных пресноводных акваторий. Все эти процессы глубоко затронут человеческое общество, особенно густонаселенные прибрежные районы: вода затопит многие приморские города, ухудшатся условия их водоснабжения, серьезно пострадают места нереста рыб. Сотни миллионов людей вынуждены будут мигрировать из прибрежных зон, дельт рек и с островов. Этот процесс может затронуть свыше 70 млн человек, живущих в прибрежных районах Китая, а затопление 15% сельхозугодий Египта и 14% плодородной земли Бангладеш приведет к вынужденному переселению 10% всего населения Египта и 60% всего населения Бангладеш. Пострадают и развитые страны: свыше 60% населения Нидерландов, 15% населения Японии и 50% ее промышленности. В США могут быть потеряны 17 тыс км2 водно-болотных угодий и такая же площадь суши.
Потепление климата приведет к высвобождению метана, находящегося в зоне вечной мерзлоты в виде гидрата метана (твердое вещество, представляющее собой соединение кристаллов воды и поглощенного под давлением газообразного метана). По оценкам, этот резервуар содержит углерода на порядок больше, чем его находится во всей живой материи на Земле. Возможное при потеплении таяние грунтов создаст угрозу дорогам, строениям, коммуникациям, ухудшит состояние лесных массивов на вечной мерзлоте.
Повышение средних температур на земном шаре может вызвать и существенные изменения в природных процессах в биосфере:
Нарушение круговоротов главных биогенных элементов;
Изменение характера облачности и связанные с этим климатические изменения;
Изменения распределения осадков по регионам;
Смещение климатических зон и, в частности, расширение зон пустынь;
Нарушение биологических ритмов развития растений и как следствие – длительные периоды неурожаев главных сельскохозяйственных культур.
Таким образом, парниковый эффект – это многофакторное явление, представляющее в настоящее время сложное переплетение и взаимодействие природных и антропогенных процессов.
Со2 в атмосфере: ситуация и перспективы.
Сегодня, согласно подсчетам Всемирной метеорологической организации, ежегодно в атмосферу Земли выбрасывается в среднем около 1т диоксида углерода на душу населения. Но по странам эта масса различается весьма существенно. Так, в воздушное пространство США поступает в год более 5т парникового газа в расчете на одного гражданина. Для Японии и стран Западной Европы этот показатель тоже очень высок – между 2 и 5т в год.
В то же время в развивающихся странах ежегодно выброс СО2 составляет около 0,6 т на человека, а более чем в 50 таких государств эмиссия СО2 в расчете на человека не достигает и 0,2 т в год.
Чтобы предотвратить повышение концентрации этого газа в атмосфере до опаснейшего уровня, вдвое превосходящего уровень доиндустриальной эпохи, средний выброс парниковых газов на планете должен снизиться до 0,3 т на душу населения ( этот расчет сделан на основании прогноза, по которому численность человечества стабилизируется в пределах 10 млрд).
Многие исследователи считают, что принятый в Киото ( Япония) Протокол о мерах борьбы с парниковым загрязнением атмосферы неэффективен и несправедлив по отношению к развивающимся государствам и ставит преграды их индустриализации. В основу дальнейшего ограничения загрязнения атмосферы предложено положить принцип учета той массы парниковых газов, которая приходится на душу населения данной страны.
Примерные темы рефератов.
1. Проблема синтетической пищи.
2. Домашние растения и их роль в поддержании благоприятного микроклимата.
3. Витамины – амины жизни.
4. Способы применения эфирных масел.
5. Химические средства защиты памятников культуры.
6. Воздействие алкоголя на организм.
7. Воздействие никотина на организм.
8. Наркотики: примеры, характер влияния на организм, опасность применения.
9. Что такое «фреоновая опасность» и как ее избежать?
10. История получение и применение мыла.
11. Открытия, сделанные на кухне.
12. Критерии экологически безопасной продукции.
13. Канцерогенные вещества и их влияние на организм.
14. Влияние окружающей среды на здоровье человека.
15. Проблема городских и промышленных свалок и пути их решения.
16. Бытовые и промышленные источники загрязнения гидросферы и современные способы очистки сточных вод.
17. Основные источники загрязнения атмосферы и современные способы очистки выбросов.
18. Влияние химического состава пищи на организм человека.
19. Натуральные и синтетические лекарственные препараты
20. Возможные последствия «парникового эффекта» и разрушения озонового слоя.
21. Проблемы выращивания экологически чистой сельскохозяйственной продукции.
22. Вода – уникальное вещество.
23. Микро - и макроэлементы.
24. Биологическая роль воды.
25. Полезная химия.
26. Химия в быту.
27. Здоровое питание.
28. Лекарства и яды.
29. Полимеры в медицине.
30. Средства дезинфекции.
31. Домашняя аптечка.
Учебно-тематический план.
№ п/п | Название разделов и тем | Количество часов | Форма контроля | |||||
всего | Л лекций | семинаров | пр. р | экск. | конф. | |||
1. | Раздел 1. Бытовая химия с древнейших времен до наших дней. | 2 | 1 | 1 | ||||
2. | Раздел 2. Вещества и материалы в нашем доме | 11 | 3 | 5 | 2 | 1 | ||
2.1. | Вода в природе и жизни человека | 1 | 1 | Викторина | ||||
2.2. | Удивительные свойства воды. | 1 | 1 | |||||
2.3. | Многообразие солей в быту. | 1 | 1 | |||||
2.4. | Строительные материалы. Ремонт в доме. | 1 | 1 | |||||
2.5. | Моющие и чистящие средства. | 1 | 1 | |||||
2.6. | Химчистка и крашение в домашних условиях. | 1 | 1 | |||||
2.7. | Клеи и краски. | 1 | 1 | |||||
2.8. | Химические средства для роста и защиты растений. | 1 | 1 | |||||
2.9. | Косметика и парфюмерия. | 1 | 1 | Викторина | ||||
2.10 | Питание и здоровье человека. | 1 | 1 | |||||
2.11. | Химия и медицина. | 1 | 1 | Викторина | ||||
3. | Раздел 3. Химия и окружающая среда. | 3 | 1 | 1 | 1 | |||
3.1. | Экологически опасные вещества и факторы Воздействия. | 1 | 1 | |||||
3.2. | Как улучшить экологическую обстановку в вашем доме? | 1 | 1 | |||||
3.3 | Заключительная конференция «химия и жизнь» | 1 | 1 | Зачет |
