МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ГИМНАЗИЯ № 1»
РУЗАЕВСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА
РЕСПУБЛИКИ МОРДОВИЯ
ЗАНЯТИЕ ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА
Химическое загрязнение среды
Кислотные дожди
Разработала:
,
учитель химии
Рузаевка 2009
Тема занятия: «Химическое загрязнение среды. Кислотные дожди».
Цели занятия:
образовательная: дать понятие «глобальные проблемы», «экологические проблемы», «кислотные дожди», рассказать об образовании осадков, вспомнить механизм взаимодействия кислот с металлами и рассказать о взаимодействии кислот с белком, о влиянии кислот на растения, показать действие кислот на индикаторы;
воспитательная: рассказать о причинах появления глобальных проблем и, в частности, экологических; о методах защиты от вредного воздействия кислотных дождей, акцентировать внимание на губительном воздействии кислотных дождей на растения и животных;
развивающая: на примере круговорота воды дать возможность учащимся объяснить процесс образования различных осадков, обратить внимание на пути попадания кислотных оксидов в атмосферу.
Ход занятия.
Тема сегодняшнего занятия посвящена вопросам экологии. Она называется «Кислотные дожди».
Сегодня мы попытаемся определить основные проблемы экологии, существующие на Земле на данный момент, и остановимся подробнее на проблеме кислотных дождей. И выясним, что мы с вами можем сделать, чтобы оградить себя и своих близких от их вредного воздействия.
Человечество возникло около 2 миллионов лет назад. А возникнув, сразу же стало оказывать влияние на окружающую природу. Каждое настоящее поколение испытывает влияние прошлых и создаёт будущее. Люди и природа тесно связаны друг с другом. Эту взаимосвязь можно показать схемой:
Природа
Человек Человек
Эта система является открытой и развивающейся. Развивается как человек, так и природа, а следовательно, и их взаимоотношения.
Возникнув на Земле, люди столкнулись с множеством непонятных для них, опасных природных явлений: снегопады, ливни, смерч, землетрясения, извержения вулканов.
Все эти проявления стихии были необъяснимы для людей и от того ещё более опасными.
К счастью, многие эти явления вы не видели. И лишь в химической лаборатории, имея под рукой нужные реактивы, мы можем представить себе, например, что такое извержение вулкана.
Эксперимент 1. Извержение вулкана.
Насыпем на металлическую поверхность бихромат аммония (NH4)2Cr2O7 и тонкой лучинкой поджигаем. Протекает реакция:
(NH4 )2 Cr2 O7 à Cr2O3 + N2 + 4H2O имитирующая извержение вулкана.
Но шло время и люди научились предсказывать, прогнозировать и погодные явления (дождь, снег, засуха), и стихийные бедствия (землетрясения, цунами, смерч, извержение вулкана). Это дало возможность людям сделать свою жизнь более безопасной, то есть оградить себя от неприятностей, которые готовит природа.
Но с некоторого момента, когда численность населения на Земле перешагнула некоторый рубеж, а совершенство средств производства и орудий труда стало заметным, у человека появился ряд других проблем, которые назвали глобальными. К ним относятся проблемы разоружения, голода, энергетическая, народонаселения, экологическая.
На сегодняшнем занятии мы с вами будем рассматривать именно экологические проблемы, то есть проблемы, касающиеся чистоты окружающей среды.
Экологические проблемы получили название от науки экологии – изучающей взаимоотношения организмов с окружающей средой.
Производственная деятельность человека связана с потреблением природных ресурсов (воды, воздуха, полезных ископаемых и т. д.). В окружающую природу человек выделяет отходы производства (газы, твёрдые отходы и т. д.). Эти отходы накапливаются в окружающей среде, поскольку ни сам человек, ни другие живые виды многие из отходов не перерабатывают. В результате этих процессов – изменение состава воздуха, воды, а многие эти отходы (некоторые из которых сильнодействующие яды) снова возвращаются в организм человека. То есть человеческое производство и потребление можно представить как химическую войну против себя. Как сказал академик Фёдоров, отмечая, что современное общество губит природу самим фактом своего существования, своей техникой. Этим человек лишает себя перспективы и возможности дальнейшего развития.
Трудно переоценить значение чистоты окружающей среды. Сейчас на Земле трудно найти уголок природы, где человек не приложил бы свою руку. Везде, где побывали люди, природа утратила свою первозданную чистоту. Как только человек появился на Земле, он начал изменять природу. И в большинстве случаев эти изменения негативны.
Невозможно выделить один фактор наиболее важный для окружающей природы. Что важнее: пить чистую воду? Дышать свежим воздухом? А может быть выращивать растения на экологически чистой почве?
Если хотя бы один из составляющих экосистемы выйдет из равновесия, то порушится вся система.
К сожалению, в наше время, состояние окружающей природы можно назвать критическим. И это касается всех составляющих экосистемы. Вода, воздух, почва, животные, растения – всё это под угрозой! Но по большому счёту весь этот вред в первую очередь отражается на человеке. Люди дышат отравленным воздухом, пьют заражённую воду, выращивают хлеб, овощи на засоренной, отравленной почве.
Экологические проблемы приобрели глобальные масштабы. И этих проблем становится всё больше. Вот некоторые из них:
- кислотные дожди;
- опустынивание;
- разрушение озонового слоя;
- радиоактивные отходы;
- парниковый эффект;
- загрязнение вод.
Сегодня я хочу обратить ваше внимание на проблему кислотных дождей.
Задумывался ли кто-нибудь из вас, из чего состоят капли дождя? На уроках природоведения вам рассказывали о круговороте воды в природе, и вы говорили, что испаряющаяся с поверхности земли вода,
поднимается вверх, образуя облака, тучи и затем с облаков и туч выпадают осадки – капельки дождя.
Из курса химии вам уже известно, что этот процесс протекает по принципу дистилляции, то есть процесса, в результате которого образуется химически чистая (дистиллированная) вода. Но всегда ли в природе дождь всего лишь дистиллированная вода? Оказывается, мы никогда не сталкивались с так называемыми экологически чистыми осадками. Всегда в состав дождя входят какие-нибудь вещества – примеси. Дождевая вода всегда представляет собой слабую кислоту: ведь содержащийся в воздухе углекислый газ реагирует с водой, образуя слабую угольную кислоту. Но с развитием промышленности, транспорта кислотность дождей резко повысилась.
Наибольшую часть дождевой воды составляют атмосферные оксиды неметаллов, которые, соединяясь с водой, образуют кислоты.
Оксиды неметаллов попадают в атмосферу из выхлопных труб автомобилей, труб химических производств и т. д. И, таким образом, соединяясь с водой, образуют кислотные дожди.
Термин «кислотный дождь» английский метеоролог Роберт Смит «отчеканил ещё лет сто назад, когда заметил, что дождь в его родном промышленном Манчестере не только грязный, но ещё и разъедает камень и чугун».
Конечно же, с неба на землю льётся не чистая кислота, а её раствор (разбавленная кислота), но тем не менее мы с вами знаем как опасны даже растворы кислот.
Эксперимент 2. Взаимодействие разбавленных кислот с металлами.
Проводятся опыты, соответствующие уравнениям реакций:
2Al + 6HCl, p à 2AlCl3 + 3H2
Fe + H2SO4, p à FeSO4 + H2
Zn + HNO3, p à Zn(NO3)2 + N2O + H2O
Cu + HNO3, p à Cu(NO3)2 + NO + H2O
Разбавленные кислоты, как мы убедились, могут взаимодействовать даже с металлами. А что же будет с людьми, животными, растениями, попади на них кислотный дождь. Как это отразится на коже человека, на листьях растений, на здоровье и даже жизнь всего живого.
Как вы знаете, в состав человеческого организма входят белки. Существуют различные виды белков, но все они обладают свойством денатурировать (разрушаться) под действием кислоты.
Эксперимент 3. Денатурация белка.
Возьмём белок куриного яйца. Действуем азотной кислотой на белок – он разрушается.
«В Англии в 1952 году непроглядный туман - печально знаменитый под названием «гороховый суп» - окутал улицы и площади Лондона. Четыре тысячи жизней! унёс он с собой. Частицы смога сильно раздражали бронхи. Лёгкие забивала слизь, тяжёлый кашель и следующий за ним сердечный приступ стали уделом множества жителей английской столицы.
Причина этого заключалась в том, что по оценке учёных, туман был покислее лимонного сока. Вскоре британское правительство запретило сжигать в городах топливо, которое образует много дыма, потому что такой дым содержит оксиды серы и азота, которые при взаимодействии с водой образует едкие серную и азотную кислоты».
А как же кислотные дожди действуют на зелёные растения?
Эксперимент 4. Действие кислот на зелёные листья.
Капнуть на зелёный лист раствором серной кислоты. Наблюдать за происходящим. На листе появится жёлто-коричневое пятно.
Когда задумываешься над этой проблемой, становится страшно, как же всё - таки мы беззащитны перед собой. Все последствия вмешательств в природу направлено против нас самих, против наших детей и братьев наших меньших – животных и растений.
А ведь наверняка вам ваши бабушки и дедушки рассказывали, как они любили бегать босиком по лужам после дождя, как им нравилось играть под дождём. Увы, ваши дети уже не смогут этим наслаждаться, потому что это просто стало опасным для жизни.
Кислотные дожди виноваты в исчезновении рыбы во многих реках и озёрах, так как рыба не выдерживает кислой воды. Такие дожди вымывают из почвы питательные вещества, без которых растениям грозит голодная смерть. Оксиды серы, кроме того, прямо повреждают зелень.
Как же отличить кислотные дожди? В химической лаборатории сделать это очень просто. Для этого нужно воспользоваться индикаторами. Индикаторы это такие вещества, которые изменяют свой цвет, попадая в кислую или щелочную среду. Мы воспользуемся следующими индикаторами:
ТАБЛИЦА №2. Цвет индикаторов в кислой среде.
Название индикаторов | Цвет индикаторов |
Лакмус | Розовый |
Метиловый оранжевый | Красный |
Бромтимоловый синий | Синий |
Универсальная индикаторная бумага | Красный |
Индикаторная бумага «Конго» | Голубой |
Эксперимент 5. Действие на индикатор.
К растворам кислот добавить по капле жидких индикаторов. Затем испытать действие кислот на индикаторную бумагу.
Дождевая вода в естественных условиях имеет слабокислый характер (при средних концентрациях углекислого газа в атмосфере рН=5.6).
ТАБЛИЦА №3. Изменение цвета универсальной индикаторной бумаги в различных средах.
 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
рН=1 рН=2 рН=3 рН=4 рН=5 рН=6 рН=7 рН=8 рН=9 рН=10
 | | | | | | | | | |
Кислая среда | Нейтральная среда | Щелочная среда |
В последние годы среднегодовые значения рН осадков достигли значения 4.1 – 4.3. В промышленных районах кислотность дождевой воды ещё выше.
Но, конечно же, каждый раз нет смысла подвергать подобному исследованию дождевую воду, чтобы выйти на улицу. А просто нужно быть внимательным, пользоваться зонтом и обращать внимание на лужи. Особо опасные дожди вызывают пену на лужах.
Конечно же, нужно сказать и о том, что наивысшую кислотность достигает дождевая вода в промышленных районах, где есть предприятия химической промышленности, в больших городах, где большое скопление транспорта.
В сёлах, деревнях такая опасность меньше, хотя тоже есть, ведь мы знаем, как подвижны слои атмосферы, облака, тучи.
Теперь, когда люди поняли и оценили вред кислотных дождей, в развитых странах на тепловых электростанциях устанавливают уловители, которые не пускают загрязнения в воздух. А обязательной частью автомобильного двигателя в некоторых странах стал прибор, который умеет удалять из выхлопа машин оксиды азота.
А вы, ребята, будьте осторожны. Обязательно пользуйтесь зонтами, а лучше по возможности избегайте прогулок под дождём.
Мы продолжим эту работу в исследовательской работе по изучению осадков.
Итак, на сегодняшнем занятии мы выяснили, что в мире существует множество глобальных проблем, одна из которых экологическая. Кислотные дожди – это экологическая проблема, которая возникла в результате выбросов в атмосферу оксидов неметаллов, образующих с водой кислоты. Мы определили их вредное влияние на всё живое. Провели химический анализ, подтверждающий это. И сделали вывод о необходимости защиты от кислотных дождей, а также о мерах, предотвращающих их появление.
ЛИТЕРАТУРА.
1.Азбука природы. Более 1000 вопросов и ответов о нашей планете, её растительном и животном мире. – Москва: Издательский дом «Ридерз Дайджест», 1997. – 336 с.
2. Экология для любознательных, или О чём не узнаешь на уроке / - Ярославль: «Академия развития», «Академия и К0», 199с., ил.
3. Соросовский образовательный журнал, 1999.
4. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Химия / Авт.-сост. . – М.: «Издательство АСТ», 2000. – 448 с.
5. Экология и контроль состояния окружающей среды / .- Москва, 1984.-560 с.
