Моделирование экологических проблем и способов их решений на уроках химии
Другие рефераты
Министерство образования российской федерации
Самарский государственный университет
Химический факультет
Кафедра общей химии и хроматографии
Специализация аналитическая химия
Реферат на тему
ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ НА УРОКАХ ХИМИИ
Выполнил студент
4 курса 442 группы
Паньков Павел Петрович
Самара
2003
Моделирование экологических проблем и способов их решений на уроках химии
В последние годы очень часто можно слышать выражение «кислотные
осадки». Они представляют собой различные виды атмосферных осадков, таких,
как дождь, снег, туман или роса, с рН ниже нормы (рН < 5,6).
Впервые проблема кислотных осадков стала предметом обсуждения на ХXVIII
Генеральной ассамблее Международного союза по теоретической и прикладной
химии (ИЮПАК), проходившей в Мадриде в сентябре 1975 г.
По словам канадского министра окружающей среды Дж.Робертса, «кислотный
дождь – одна из наиболее тяжелых форм загрязнения окружающей среды, которую
только можно себе представить, опасная болезнь биосферы».
Максимальный отрицательный эффект кислотные дожди и газовые выбросы
наносят воздушной среде, а через нее – флоре и фауне. Однако велик и
уровень загрязнения водной среды [1].
В связи со сложившейся экологической ситуацией учащиеся должны иметь
грамотные представления о проблеме кислотных осадков. Одним из средств
формирования этих представлений являются наглядные пособия в виде схем,
использовать которые можно на занятиях по химии в средней школе в разных
классах. Однако, на наш взгляд, рациональнее работать с ними в старшей
школе.
Основным наглядным пособием при изучении данного материала становится
динамическая схема 1 «Влияние кислотных осадков на окружающую среду»,
которая состоит из двух частей – статической и динамической.
Статическая часть, выполненная на большом листе ватмана, представляет
изображения основных антропогенных источников кислотообразующих выбросов:
теплоэлектростанция (ТЭС), металлургический завод и автомобиль.
Основные поставщики диоксида серы в атмосферу – машиностроительные,
металлургические заводы (переработка руды, содержащей серу, различные
химические технологические процессы – 50% SO2), теплоэлектростанции
(сжигание богатого серой угля, мазута – 40% SO2) [2].
Кислотные оксиды азота техногенного происхождения (NО, NO2) образуются
из азота воздуха при сгорании топлива, если температура превышает 1000 °С.
В России около 25% техногенных выбросов оксидов азота происходит при
сжигании топлива на предприятиях тепло- и электроэнергетики, столько же –
при различных производственных процессах на предприятиях металлургической,
машиностроительной, химической отраслей промышленности (например, получение
азотной кислоты и взрывчатых веществ). Главный источник поступления оксидов
азота в атмосферу (до 40%) – автотранспорт [см. 2].
Приведенные данные об антропогенных выбросах кислотных оксидов в
атмосферу объясняют, почему в статической части схемы 1 приведены
изображения именно этих объектов. Возможным дополнением к ним могут быть
числовые значения антропогенного поступления кислотных оксидов в атмосферу.
Схема 1
Влияние кислотных осадков на окружающую среду
Статическая часть
[pic]
Динамическая часть
[pic]
Кроме антропогенных источников кислотообразующих выбросов в статической
части схемы 1 изображены различные природные среды обитания живых
организмов: гидросфера, атмосфера и литосфера. Гидросферу можно представить
в виде пруда или озера, в которых обитают различные живые организмы.
Литосфера изображена в виде почвы и наземной растительности.
Все изменения в окружающей среде при действии кислотных оксидов
представлены в динамической части схемы 1.
Элементы динамической части схемы изображают на плотной бумаге и
прикрепляют к статической части схемы 1 с помощью булавок по мере
объяснения материала.
До начала объяснения воздействия кислотных осадков на различные среды
обитания организмов на статической части схемы 1 прикрепляют следующие
условные изображения: фито- и зоопланктон, моллюск, водоросли и значение
рН = 7,5 – возле водоема; бактерии-сапрофиты – в почве, слева от
изображения водоема; азотфиксирующие бактерии – около корней клевера;
здоровое хвойное дерево – справа от автомобиля.
Объяснение материала необходимо начать с рассмотрения антропогенных
источников кислотообразующих выбросов, прикрепляя к башням ТЭС и трубам
металлургического завода аппликации с изображением дымовых выбросов SO2 и
NO2, а к выхлопной трубе автомобиля – изображение NOx, показывающее дымовое
выделение оксидов азота (NО2 и NО).
После попадания оксидов серы и азота в атмосферу необходимо рассмотреть
процессы, приводящие к образованию кислотных осадков.
Диоксид серы, попавший в атмосферу, претерпевает ряд химических
превращений, ведущих к образованию кислот. Частично диоксид серы в
результате фотохимического окисления превращается в оксид серы(VI) (серный
ангидрид) SО3:
[pic]
который реагирует с водяным паром атмосферы, образуя аэрозоли серной
кислоты:
[pic]
Основная часть выбрасываемого диоксида серы во влажном воздухе образует
кислотный полигидрат SO2•nH2O, который часто называют сернистой кислотой
Н2SO3:
[pic]
Сернистая кислота во влажном воздухе постепенно окисляется до серной:
[pic]
Аэрозоли серной и сернистой кислот конденсируются в водяном паре
атмосферы и становятся причиной кислотных осадков. Они составляют около 2/3
кислотных осадков. Остальное приходится на долю аэрозолей азотной и
азотистой кислот, образующихся при взаимодействии диоксида азота с водяным
паром атмосферы:
[pic]
Методика проведения данной части урока может быть различной: объяснение
и составление уравнений учителем, дописывание правых или левых частей
уравнений учащимися или самостоятельное написание уравнений превращений
кислотных оксидов в атмосфере.
Работа со схемой 1 выражается сначала появлением (на статической ее
части) облака с уравнениями реакций, а затем – облака с формулой иона
водорода. В схему вносят и различные виды осадков: дождевые капли или
снежинки, на которых написан ион водорода (Н+). Это показывает, что в
атмосфере произошли химические превращения, которые привели к выпадению
кислотных осадков.
Далее логично рассмотреть изменения в окружающей среде, которые
происходят под действием кислотных осадков. Начать это объяснение можно с
любой среды обитания.
Средним значением показателя кислотности большинства почвенных вод,
питающих реки и грунтовые воды, является рН около 8 [3]. Например,
концентрация водородных ионов в озере Байкал соответствует пределам
7,0–8,5. В летнее время щелочность байкальской воды несколько увеличивается
и рН возрастает до 8,0–8,5. Зимой рН близок к 7,0. С глубиной рН снижается,
вода приобретает слабокислый характер [4].
Для создания более конкретных представлений о влиянии рН водоемов на
жизнедеятельность гидробионтов (обитатели пресноводных водоемов) может быть
использована схема 2 «Реакция гидробионтов на понижение значений рН в
пресноводных водоемах» [5]. На этой схеме изображены различные обитатели
водоемов: ракообразные, улитки, разнообразные виды рыб (лосось, форель,
окунь, щука, угорь и др.), водные насекомые, фито- и зоопланктон – и их
реакция на изменения рН воды в диапазоне от 7,5 до 3,5.
Пользуясь схемой 2, учащиеся самостоятельно смогут рассказать об
изменениях, происходящих в водной среде при попадании в нее ионов водорода,
и их влиянии на рН воды. Для этого изготавливаются карточки с различными
значениями водородного показателя (рН = 6,5; рН = 6,0; рН = 5,6; рН = 5,0;
рН = 3,5) для водной среды (см. схему 1, динамическая часть).
Схема 2
Реакция гидробионтов на понижение значений рН
в пресноводных водоемах
[pic]
По мере понижения значения рН со схемы 1 снимают изображения
организмов, гибнущих при подкислении воды. При рН = 6,0 исчезает
изображение моллюсков, их считают хорошими индикаторами загрязнения.
Моллюски ведут донный образ жизни, причем прикрепляются к определенным
участкам дна. Если этот участок подвержен воздействию загрязняющих веществ
(например, тяжелых металлов), то этот загрязнитель попадает и в организм
моллюсков. В Красную книгу РСФСР были занесены 15 видов моллюсков,
относящихся к родам жемчужница и перловица [6]. Затем при рН = 5,6 с
изображения водоема снимают одну рыбу, фито- и зоопланктон и одну
водоросль. При достижении рН = 5,0 с изображения водоема убирают вторую
рыбу и водоросли. При рН = 3,5 все нормальные формы жизни в водоеме
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
