Занятие элективного курса "Химия и экология" по теме "Кислотные осадки"
элективный курс по экологии (9 класс) по теме

Муниципальное образовательное учреждение

«Основная общеобразовательная школы № 12»

Элективный курс

«Химия и экология»

занятие по теме

«Загрязнение  окружающей среды.

Кислотные осадки».

9 класс

Учитель химии

Харитонова М.В.

2012 г

Цель: Изучение эколого-химического   понятия «кислотные осадки»

Задачи: - изучить понятие «кислотные осадки»;

                 - выявить источники возникновения  кислотных осадков;

                 - осознать последствия кислотных  осадков для природы и человека;

                 - изучить методику определения кислотных осадков;

                 - научить анализировать предложенную ситуацию

                    с различных точек зрения;

                 - расширить знания учащихся о загрязнении окружающей среды;

                 -совершенствовать практические умения исследовательского характера;

                  - воспитание бережного отношения к природе и рационального  природопользования

Основные понятия занятия:

- загрязнения окружающей среды;

- кислотные осадки;

- шкала кислотности

Ход занятия

1. Актуализация знаний по изучаемой теме.

Одной из глобальных экологических проблем современности является проблема загрязнения окружающей среды. На предыдущих занятиях мы с вами рассмотрели сущность данного понятия, изучили общую характеристику загрязнений и более подробно остановились на характеристике загрязнений атмосферы.

Давайте повторим ключевые понятия предыдущих занятий.

Вопросы для учащихся:

1. Что понимают под загрязнением окружающей среды?
2. Какие сферы Земли подвержены загрязнениям?
3. Какую классификацию загрязнений вы знаете?
4. Что понимают под химическим загрязнением?
5. Загрязнением для окружающей среды может стать

избыток любого вещества или какое-то конкретное

вещество?

6. Что из того, что вы делаете или используете каждый

день может вызвать загрязнение окружающей среды?

7. Предложите способы, с помощью которых вы лично

можете уменьшить загрязнение окружающей среды?

8. Назовите основные источники загрязнения атмосферы.

Обсуждение ответов учащихся.

 А теперь давайте послушаем и обсудим результаты социологического опроса, проведенного вами с разными группами населения.

            Вопросы:

1. Что Вы знаете о современных экологических проблемах?
2. Что Вы понимаете под загрязнением окружающей среды?
3. Какие виды загрязнений Вы знаете?
4. Как Вы думаете, что из того, что Вы делаете или используете, может вызвать загрязнение окружающей среды?
5. Какие способы уменьшения загрязнений окружающей среды Вы знаете?

По результатам социологического опроса можно сделать вывод, что не все жители нашего города знают и понимают современные экологические проблемы. Я думаю, что, и вы не полностью знаете и понимаете эти проблемы. Наши занятия элективного курса помогут вам  в этом.

2. Изучение нового материала.

 2.1. Понятие «Кислотные осадки»

Загрязнениям подвержены все сферы жизни: гидросфера, атмосфера, литосфера и биосфера. Но особенно трудно удержать на месте загрязнения воздуха. Ветер может переносить загрязнения очень далеко от его источника. Например, мы живем в Центральном районе России и дождь, выпавший у нас, вероятно, состоит из частичек воды, испарившихся с поверхности Атлантического океана. Некоторые виды загрязнений вызывают кислотные осадки. Раскрытие сущности данного процесса и будет целью нашего сегодняшнего занятия.

Обратимся к словарю.

«Кислотные осадки - это осадки (дождь, снег), которые имеют более высокий уровень кислотности, чем обычно из за присутствия серной или азотной кислот.»

Количество кислот в атмосфере определяют по шкале кислотности. Если рН ниже 5,6, значит, в осадках содержится много кислоты и тогда дождь или снег будут кислотными.

Осадки становятся кислотными в результате попадания в атмосферу оксидов серы и азота, которые образуются как в результате естественных причин (извержение вулканов), так и в результате деятельности человека. Области, наиболее подверженные кислотным дождям - Европейская часть России, северо-восток Соединенных Штатов, южная Канада, Скандинавия, Германия.

2.2. Кислотные осадки и источники их возникновения - анализ разных точек зрения (упражнение для развития критического мышления).

Хотя кислотные дожди были впервые охарактеризованы английским химиком Робертом Агнусом Смитом в XIX веке, как международная проблема они были восприняты только в последние десятилетия.

Научные сведения часто представляются нам как факты, однако необходимо всегда помнить о том, что процесс научных исследований не останавливается, и все время происходят новые открытия. В мире нет ничего постоянного, и поэтому иногда очень трудно установить, что - научный факт, а что - домыслы и суждения.

В науке существуют противоречивые взгляды на причины кислотных дождей и степень их опасности для окружающей среды. Разногласия обусловлено тем, что последствия кислотных дождей проявляются медленно. Загрязнение, происходящее сегодня в одном месте, в течение последующих лет может повлиять на территории, расположенные в сотнях километров от него. Разногласия существуют еще и потому, что меры, предлагаемые для борьбы с кислотными дождями (например, оборудование фильтров для загрязняющих веществ в дымовых трубах тепловых электростанций) могут стоить миллиарды рублей, хотя нет уверенности, что они решат проблему.

Сейчас вы должны будете проанализировать две точки зрения по проблеме кислотных осадков и ответить на следующие вопросы:

    - Вводные фразы статей относятся к фактам или мнениям?

    - Основана ли на фактах характеристика кислотного дождя, представленная в статье?

   - Что в статье относится к фактам, а что к мнениям?

Первая точка зрения

Кислотные дожди представляют серьезную проблему.

            Кислотные дожди - одна из самых серьезных проблем охраны окружающей среды. Они наносят вред  озерам, лесам и здоровью людей.

Кислотные дожди вызываются оксидами серы и азота, которые взаимодействуют с водой в атмосфере с образованием серной и азотной кислот. Кислоты попадают на землю в виде дождя, снега или тумана.

Диоксид серы образуется при плавлении металла, а также на пепловых электростанциях, работающих на угле и нефти. Оксид азота выбрасывается автомобилями и заводами. Оксиды серы и азота образуются также естественным путем, например при извержении вулканов и лесных пожарах. Именно по этому некоторые люди утверждают, что кислотные дожди вызываются естественными причинами. На самом деле все не так. Например, в Санкт-Петербурге имеется более 44 тыс. источников загрязнения воздуха. Предприятия и заводы вместе с автомобилями выбрасывают в атмосферу около 407,2 тыс. т. загрязняющих веществ каждый год. Очевидно, что загрязнение окружающей среды промышленностью и транспортом вызывает намного больше кислотных дождей, чем естественные источники.

Насколько опасны кислотные дожди? Они делают воду в реках и озерах настолько кислой, что рыба не может в ней жить. Например, Департамент охраны окружающей среды Канады заявил, что по причине кислотных дождей в 14 тыс. озер страны не осталось рыбы. Они также утверждают, сто еще 150 тыс. канадских озер погибают.

Кислотные дожди также способствуют гибели лесов: с деревьев опадает хвоя и листья. Растения ослабевают и заболевают. Угроза нависла над лесами Европы, Канады и Соединенных Штатов. Десятки тысяч гектаров леса вокруг химических комбинатов на севере России уничтожены в результате выбросов в атмосферу загрязняющих веществ.

Наконец существует угроза здоровью людей, поскольку вещества, загрязняющие воздух и приводящие к образованию кислотных дождей, опасны для легких человека. Считается, что кислотные дожди стоят на третьем месте среди причин, вызывающих болезни дыхательных путей. Дети и пожилые люди особенно чувствительны к загрязнению воздуха. Кроме того, кислотный дожди переносят токсичные вещества, например, свинец, кадмий и асбест, которые попадают в озера, реки, подземные воды

  Кислотный дождь - тихий убийца. Мы должны остановить загрязнение окружающей среды, прежде чем оно принесет еще больший вред.

Вторая точка зрения

Кислотный дождь нельзя считать серьезной проблемой.

             Так ли опасен кислотный дождь, как утверждают многие? Существует множество опровержений. Необходимо еще выяснить:

а) вызываются ли кислотные дожди загрязнением окружающей среды;

б) действительно ли кислотные дожди наносят вред водоемам;

в) действительно ли кислотные дожди угрожают здоровью людей.

Кислотные дожди возникают, когда водяные пары в атмосфере соединяются с оксидами серы и азота и приобретают кислотные свойства. Многие люди утверждают, что кислотность вызывается выбросами автомобилей и промышленностью. Однако в природе все дожди кислотные.

Разложение органических веществ в болотах, на морском побережье и мелководьях приводит к образованию оксидов серы и азота. При извержении вулканов в атмосферу также попадает большое количество кислотообразующих веществ. Измерения, выполненные после извержения вулкана на горе Сент-Хелес в штате Вашингтон (США) в мае 1980 г., показали, что выбросы диоксида серы возросли с 40 т. в день до извержения до 500-3400 т. в день спустя несколько месяцев после него. По оценкам некоторых геологов, вулканы извергают около 100 т. в год соединений, содержащих серу. Таким образом, даже если  мы перестанем ездить на автомобилях и пользоваться тепловыми электростанциями, кислотные дожди все равно будут идти.

Кроме того, само по себе выпадение кислотных дождей еще не доказывает, что они приводят к повышению кислотности воды в озерах. В России, где огромные территории заняты болотами, вода во многих озерах и без того имеет достаточно высокую кислотность (рН до 4). Сфагновые мхи болот подкисляют воду. В таких водоемах образовался специфический набор животных и растений. Влияют ли кислотные осадки на состояние лесов? Ученые в этом не уверены. Не исключено, сто умирающие леса - природное явление, которое может вызываться многочисленными причинами, например засухой, болезнями деревьев, взаимодействием других загрязняющих веществ. В вымирании красных елей в Аппалачских лесах (США) обвинили кислотные дожди. Однако подобное уменьшение численности красных елей происходило также между 1871 и 1890 гг., когда кислотные осадки еще не представляли проблемы. В 1987 г. американское правительство выпустило отчет, в котором было показано, что диоксид серы не влияет на урожай леса.

Угрожают ли кислотные осадки здоровью людей? В поддержку утверждения пока не существует достаточных научных оснований. Некоторые исследования не обнаружили связи между выбросами диоксида серы и оксида азота в воздух и неблагоприятными качествами воздуха и питьевой воды. В газетах сообщалось, что кислотные осадки вызывают гибель 50 тыс. животных в год, но это только предположение.

Паника по поводу кислотных дождей основывается на предвзятом мнении, а не на фактах. Только объективный взгляд на вещи позволит нам объективно оценить влияние кислотных дождей.

И та, и другая точка зрения имеют право на существование, так как содержат факты, подтверждающие правильность данного мнения. Анализируя обе статьи, мы можем назвать источники возникновения кислотных осадков:

- биологические процессы (деятельность бактерий, извержение вулканов);

- выбросы предприятий (черная, цветная металлургия, коксохимические и цементные заводы, предприятия по производству синтетических волокон и т.д.);

           - работа автотранспорта (до 38% от общего количества NOх);

- теплоэнергетические установки (до 30%);

-электросварка и взрывные работы (15-20% количества NOх).

2.3. Механизм образования кислотных осадков

Так как вы еще не изучали по химии свойства соединений серы и азота, то разберем данный механизм в общем виде.

Кислотные осадки, как показывает химический анализ, образуются главным образом в результате взаимодействия паров воды с оксидами серы (2/3 осадков) и азота, являющимися продуктами в основном производственной деятельности человека:

SO2 + H2O = H2SO3

SO3 + H2O = H2SO4

2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2

Оксиды серы и азота - основные промышленные загрязнители атмосферы. Техногенные выбросы серы в атмосферу достигают 75-100 млн. т. в год:

- 60% этих выбросов дает сжигание угля;

- 30% - сжигание нефти;

- 10% - другие производственные процессы.

Техногенные выбросы оксидов азота достигают 70 млн. т.

- 40% выбросов дают автомобильный и другие виды транспорта;

- 30% - тепловые электростанции

-20% - сжигание ископаемых видов топлива в промышленности.

Дождь и снег вымывают кислоты из атмосферы и становятся кислотными, при этом концентрация кислот в сильных дождях и ливнях обычно меньше, так как в них относительно больше воды, тогда как у туманов, где кислоты растворены в относительно меньшем количестве воды. Стратосферные ветры переносят образующиеся облака с кислотами на большие расстояния. Значительное количество кислотных осадков поступает из Англии в Швецию и Норвегию. Трансграничных перенос кислотных осадков - причина конфликтных взаимоотношений США и Канады.

2.4. Определение кислотности осадков - практическая работа

Индикаторы кислотности - вещества, меняющие цвет в зависимости от того, кислыми или основными свойствами обладает среда. Один их наиболее популярных индикаторов кислотности - лакмусовая бумага.

Учащиеся определяют рН кислотных осадков (талая снеговая вода) и сравнивают цвет бумаги с индикаторной таблицей.

Для сравнения также определяется рН таких веществ как: уксус, содовая вода, апельсиновый сок, мыльная вода, вода из-под крана.

2.5. Влияние кислотных осадков на экосистемы и людей (доклад ученика).

Анализ содержания статей и доклада по данной теме.

Результатом влияния кислотных осадков на экосистемы и человека являются:

- загрязнение водоемов,

- утрата рыбных ресурсов,

- усыхание лесов,

- коррозия металлов,

- разрушение архитектурных сооружений,

- ухудшение здоровья людей.

6. Наблюдение действия «кислотных осадков»

    Лабораторный опыт

 - Пометьте два сосуда клейкой лентой. Напишите на одном - вода, на другом - уксус.

- Положите в каждый сосуд по одинаковому кусочку мела.

- Наполните оду из емкостей водой, а другую - раствором уксуса.

- Пронаблюдайте, что происходит в емкостях. Что вы наблюдаете? Какова причина этого?

Пузырьки газа, который вы видите в сосуде с уксусом - углекислый газ, образующийся на поверхности мела, поскольку уксусная кислота разрушает карбонат кальция. Аналогичные процессы происходят, когда кислотные дожди разрушают дома и скульптуры, сделанные из известняка.

Аналогичный опыт я провела несколько дней назад. Сравним результаты этих опытов. Эти опыты доказывают разрушительное действие кислотных осадков на здания и скульптуры.

Обобщив полученные знания, какой точки зрения из ранее рассмотренных  вы придерживаетесь?

И,  тем не менее, проблема кислотных осадков существует и ее нужно решать.

Меры борьбы с кислотными осадками (сообщение).

А  можем ли мы с вами повлиять на уменьшение выпадения кислотных осадков?  (ответы учащихся).

В заключении, я предлагаю вам сообщение ученицы 11 класса  о практической значимости полученных сегодня знаний.

Инструкционная карта

Тема: Загрязнение окружающей среды. Кислотные осадки.

Цель: изучение эколого-химического понятия   «кислотные    осадки».

Задачи:- изучить понятие «кислотные осадки»;

               - выявить причины кислотных осадков;

              - осознать последствия кислотных дождей для природы и человека;

               - научиться определять кислотность веществ;

              - научиться анализировать ситуацию с разных точек зрения;

Ход занятия

1.Актуализация знаний. Ответьте на вопросы:

- Что понимают под загрязнением окружающей среды?

- Какие сферы Земли подвержены загрязнениям?

- Какую классификацию загрязнений вы знаете?

- Что понимают под химическим загрязнением?

- Загрязнением для окружающей среды может стать избыток

любого вещества или какое-то конкретное вещество?

- Что из того, что вы делаете или используете каждый

день может вызвать загрязнение окружающей среды?

- Предложите способы, с помощью которых вы лично

можете уменьшить загрязнение окружающей среды?

- Назовите основные источники загрязнения атмосферы.

        2. Проанализируйте статью и ответьте на вопросы:

- Вводные фразы статей относятся к фактам или мнениям?

- Основана ли на фактах характеристика кислотного дождя,    представленная в статье?

- Что в статье относится к фактам, а что к мнениям?

Анализируя обе статьи, выделите источники кислотных осадков.

3.Определите кислотность снега

           Обмакните полоску индикаторной бумаги в определяемом растворе. Сравните цвет бумаги с индикаторной таблицей. Полученные данные запишите в тетрадь

           4. Проанализировав содержание статей, охарактеризуйте влияние кислотных     осадков на экосистемы и людей. Результаты этого влияния запишите в тетрадь.

           5. Проведите опыт «Действие кислотного дождя»

           - Пометьте два сосуда клейкой лентой. Напишите на одном - вода, на другом - уксус

           - Положите в каждый сосуд по одинаковому кусочку мела

           - Наполните оду из емкостей водой, а другую - раствором уксуса.

           - Пронаблюдайте, что происходит в емкостях. Что вы наблюдаете? Какова причина этого?

           6.Предложите меры борьбы с кислотными осадками

           7. Сделайте выводы по теме занятия.

                Какой точке зрения придерживаетесь вы?