Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Химия / Конспекты / Интегрированный урок по теме "Роль кислорода в биосфере"
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Химия

Интегрированный урок по теме "Роль кислорода в биосфере"

библиотека
материалов















«Роль кислорода в биосфере».


Интегрированный урок по химии и биологии в 8-м классе.




Учитель химии Чернышова О.А.

































Пояснительная записка.

Изучение любого предмета невозможно без установления взаимосвязей с учебным материалом смежных дисциплин. Обращение к содержанию других курсов позволяет обучать своему предмету с большей отдачей.

Конечная цель обучения и воспитания должна состоять в том, чтобы каждый человек умел действовать самостоятельно, свободно общаться, применять знания в комплексе, был способным к творчеству и ответственным за всё происходящее в мире. Достичь подобного результата можно лишь при помощи развивающих технологий, которые построены на интегративной основе.

В то же время изучение любого предмета невозможно без установления взаимосвязей с учебным материалом смежных дисциплин. Для химии таковыми являются предметы естественно — научного цикла: биология, география, физика. Обращение к содержанию других курсов не только позволяет обучать своему предмету с большей отдачей, но также помогает решить одну из насущных проблем, хорошо знакомую многим учителям, - сокращение учебного времени в связи с переходом на базовые программы обучения.

Установление взаимосвязей со смежными дисциплинами расширяет объём опорных знаний, необходимых для понимания и осознанного усвоения программного материала по химии. Интеграция с теми предметами, которые кажутся школьникам достаточно привлекательными, позволяет успешно повышать интерес к химии и развивать мотивацию её изучения. Интеграция с прикладными дисциплинами раскрывает возможности практического применения приобретаемых химических знаний.

Цели урока:

-выявить химические, физические и биологические свойства кислорода, его роль в природе и жизни людей.

-систематизировать знания учащихся о кислороде.

-раскрыть межпредметные связи (химия, биология, литература).

-научить работать самостоятельно и в коллективе - по командам.

-научить выделять главное, составлять схемы, алгоритмы ответов, сравнивать, делать выводы.

-способствовать развитию у школьников интереса к химии, биологии.

-формировать умения и навыки у учащихся анализировать материал.

-воспитывать экологическое мировоззрение.


Оборудование:

Перманганат калия, пероксид водорода, оксид марганца (IV),сера, лучина, нагревательный прибор, таблица « Диаграмма объемного состава воздуха», таблица « Распространение элементов в земной коре», рисунки учащихся, инструктивные карты.


Урок изучения нового материала проводился в форме конференции с выполнением практической части, совместно с учителем биологии. Темы для обсуждения были заранее предложены учащимся.













Учитель химии: « Там какой-то аптекарь

Пред толпою ученье проводит:

Что, мол, нету души, а одна только плоть,

И что если и впрямь существует господь,

То он только есть вид кислорода».

А.К.Толстой.

С кислорода мы начинаем изучение конкретных веществ, образуемых химическими элементами. И это отнюдь не случайно. Сегодня нам предстоит выяснить какую роль играет кислород в нашей жизни. У нас в гостях корреспондент журнала «Природа Земли».

Корреспондент: Я пишу статью на тему «Роль кислорода в биосфере» (тема и план записаны на доске) по следующему плану:

1.История открытия.

2.Нахождение в природе.

3.Получение.

4.Физические свойства.

5.Химические свойства.

6.Применение.

7.Биологическая роль.

8. Гигиена дыхания.

И попрошу вашей помощи в написании статьи.

Учитель химии: На нашей пресс-конференции присутствуют следующие специалисты: историки, химики, физики, биологи, медики, географы, экологи, литераторы, врачи. Они заранее изучили много научной литературы по этой теме. Прошу всех принимать активное участие в нашей работе. Все присутствующие при работе ведут записи в тетрадях. По ним в конце нашей пресс- конференции мы составим статью по данной теме.

Корреспондент: Когда и кем был открыт кислород?

Историк: Ещё в начале 17 века газ, позднее названный кислородом, был выделен изобретателем подводной лодки К.Дреббелем, который установил его способность поддерживать дыхание. Однако результаты этих исследований были засекречены из-за их военной направленности, и поэтому они не были известны современникам.

В 1750 г. М.В.Ломоносов на основании своих опытов доказал, что в состав воздуха входит вещество, окисляющее металл.

В 1771 г. Это вещество было получено шведским химиком Карлом Шееле.

В 1774 г. Английский химик и философ Джозеф Пристли нагревал красный оксид ртути (II), направляя на него солнечные лучи с помощью увеличительного стекла. При этом он получал газ, который считал воздухом. Пристли писал: «Этот воздух не поглощался водой. Каково же было моё изумление, когда я обнаружил, что свеча горит в этом воздухе необычайно ярким пламенем». Он поместил двух мышей, одну- в сосуд с обыкновенным воздухом, а другую- в такой же сосуд с полученным им газом. Первая мышь быстро задохнулась, а вторая в это время ещё чувствовала себя хорошо и активно двигалась. Учёный и сам пробовал дышать полученным газом и нашёл, что им дышится особенно легко и приятно. Открытый Пристли газ был кислород.

И всё-таки главная фигура в истории открытия кислорода - великий французский химик Антуан Лавуазье, объяснивший смысл опытов, проведённых этими учёными. В 1775 г. он установил, что кислород входит в состав воздуха и содержится во многих веществах.

Корреспондент: Я прочитала в одной книге:

Он всюду и везде:

В камне, в воздухе, в воде.

Он и в утренней росе,

И в небес голубизне.

Где же на Земле встречается кислород?

Географ: Кислород - наиболее распространённый на Земле химический элемент. Литосфера на 47% по массе состоит из кислорода, входящего в состав оксидов и солей. В атмосфере содержится по массе 23% (21% по объёму) свободного кислорода. Гидросфера содержит 85,8 % кислорода, основная доля которого приходится на воду. Кислород входит в состав растений (40 %), животных (20 %), минералов, оснований, большинства солей и кислот, органических веществ. Тело человека примерно на 65% состоит из этого элемента.

Демонстрация таблиц «Диаграмма объемного состава воздуха», «Распространение элементов в земной коре»,

Корреспондент: Каков состав атмосферы?

Географ: Атмосфера Земли представляет собой смесь газов. Сухой воздух вблизи поверхности Земли, если удалить из него влагу и частицы пыли, по объёму содержит: 78,09% азота, 20,94 % кислорода, 0,93% аргона, 0,03% углекислого газа и всего лишь 0,01% приходится на долю всех остальных газов – водорода, гелия, неона, криптона, ксенона, радона, оксидов азота и др. Масса атмосферы 5,27 *10 15 т. На долю кислорода в газовой оболочке Земли приходится около 1 200 000 млрд т.

Корреспондент: Способен ли меняться состав атмосферы?

Физик: Состав атмосферы до высоты 80 км существенно не меняется. Если говорить кратко, то атмосфера загрязняется как по естественным причинам (извержение вулканов, пыльные бури и т. д.), так и из-за хозяйственной деятельности человека. Её состав при этом изменяется. Атмосфера содержит много пыли, которая попадает туда с поверхности земли и частично из космоса. При сильных волнениях ветры подхватывают капли воды из морей и океанов. Вместе с водяными каплями в атмосферу попадают и частицы соли. В результате извержения вулканов, лесных пожаров и других природных явлений воздух загрязняется продуктами сгорания. Больше всего пыли и других примесей – в приземном слое воздуха. Все эти мельчайшие примеси влияют на цвет неба. Молекулы газов рассеивают фиолетовые и синие лучи, поэтому днём небо голубого цвета. А частицы примесей рассеивают световые лучи почти всех длин волн. Поэтому, когда воздух запылен или в нём содержатся капельки воды, небо становится белесоватым. На больших высотах небо тёмно – фиолетовое и даже чёрное.

Корреспондент: Что является основным источником загрязнения атмосферы?

Эколог: Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха в индустриальных странах являются автомобили и другие виды транспорта, а также тепловые электростанции. Углекислый, угарный и сернистые газы – самые распространённые газообразные загрязнители, делающие атмосферу неблагоприятной для жизни человека и животных.

Ежегодно в атмосферу выбрасываются 200 – 250 млн т. золы и около 60 млн т. сернистого газа.

В результате сжигания на тепловых электростанциях угля и нефти в воздушный бассейн выбрасываются 74% всех поступающих в атмосферу оксидов серы и около половины оксидов азота.

Корреспондент: Как же на Земле решается проблема чистоты атмосферы?

Эколог: Проблема охраны окружающей стоит очень остро. Её можно решить только путём международного сотрудничества в области охраны воздуха: правильное сжигание топлива, строительство очистных сооружений, совершенствование технологии (особенно в металлургической и химической отраслях промышленности), модернизация транспорта, расширение площадей зелёных насаждений. Растения Земли ежегодно поглощают из атмосферы и из воды 200 миллиардов тонн углерода, образуя при этом около 4 000 миллиардов тонн органических веществ. При этом растения Земли за год выделяют в атмосферу около 400 миллиардов тонн кислорода, обеспечивая всему живому возможность дышать.

Корреспондент: Можно ли получить кислород самим?

Химик: В лаборатории чаще всего используют промышленный кислород, поставляемый в баллонах под давлением, однако его можно легко получить из кислородсодержащих веществ:

2KClO3=2KCl+3O2

2HgO=2Hg+O2

2H2O2=2H2O+O2

2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2


Лабораторный опыт: получение кислорода и доказательство его присутствия.

На каждом столе у учащихся находится карта – инструкция по выполнению опыта:

Карта – инструкция

Лабораторный опыт «Получение кислорода».

  1. Соблюдайте технику безопасности.

  2. Добавьте в пробирку с раствором пероксида водорода немного порошка оксида марганца (IV).

  3. Поднесите к отверстию тлеющую лучинку. Лучинка загорается. Почему?

Почему кислород можно собирать вытеснением воздуха?

Учащиеся оформляют опыт и выводы по нему в тетрадях.


Химик: В промышленности кислород получают в больших количествах из жидкого воздуха методом низкотемпературной ректификации. Температура кипения азота и кислорода различаются ( при атмосферном давлении) на 12,8 градусов. Сначала воздух превращают в жидкость, охлаждая его до -196 градусов Цельсия (температура кипения азота). Затем жидкий кислород отделяют от азота, испаряя азот. Хранят кислород в стальных баллонах под давлением 15 и 20 МПа. Кислородные баллоны окрашены в голубой цвет и имеют надпись чёрными буквами «Кислород».

Корреспондент: Что вы можете сказать о свойствах кислорода? Мне известно, что кислород – газ без цвета, вкуса и запаха.

Физик: 1 литр кислорода весит 1,43 г, т. е. он тяжелее воздуха. Кислород плохо растворяется в воде. В 100 л воды при давлении 1 атм и температуре 0 градусов С растворяется около 5 л кислорода. При -183 градусов С он превращается в голубоватую, очень подвижную жидкость, при дальнейшем охлаждении (до -219 градусов С) - в замерзающую тёмно – голубую массу, притягивающуюся магнитом.

Литератор: А вот как описаны свойства жидкого кислорода в повести А.Беляева «Продавец воздуха»: «Твёрдый спирт не горит, взрывается от удара, эфир замерзает в кристаллическую массу. Каучуковая трубка от действия жидкого воздуха становится твёрдой и хрупкой и может быть превращена в куски и порошок, живые цветы приобретают вид фарфоровых изделий, и фетровую шляпу можно разбить на куски, как фарфор.

Корреспондент: Правда ли, что кислород – сильный окислитель?

Химик: Кислород отличается высокой химической активностью. Из 99 элементов он взаимодействует с 86 элементами, но не соединяется с золотом, платиной, криптоном и ксеноном. Для развития активной реакции кислорода с большинством простых и сложных веществ нужно нагревание.

Известно, что горят отлично

В нём сера, фосфор, углерод

Железо, магний. Энергично

Сгорает также водород.


Демонстрация получения кислорода из перманганата калия и взаимодействие его с серой.


Учащиеся на доске и в тетрадях записывают примеры, демонстрирующие химические свойства кислорода.


Химик: В атмосфере Земли 21% кислорода, и для горения этого достаточно. А если бы воздух содержал кислорода меньше 18%, то горение в нём углерода стало бы невозможным, «естественный» (например, от удара молнии) огонь никогда бы не появился. И первобытный человек так и не узнал бы, что огонь можно использовать для своих нужд…

Ещё хуже, если содержание кислорода в атмосфере было бы больше 30%. В такой газовой среде первый же удар молнии вызвал бы катастрофу – гигантский пожар, а может быть, и взрыв. Ведь в этих условиях и сырая древесина горит как порох!

Литератор: Помните, в романе «Таинственный остров» Сайрес Смит, чтобы зажечь мох, воспользовался двумя выпуклыми стёклами от карманных часов. Налив в стёкла воды, он сложил их и слепил края глиной, в результате чего у него получилось двояковыпуклое зажигательное стекло. Воспользовавшись этим стеклом, он направил солнечный луч на горстку сухого мха, и мох воспламенился, т.е. произошло нагревание мха до температуры его воспламенения.

Эколог: Я хочу кое – что добавить. Подобной линзой, способной сфокусировать солнечные лучи, может стать и обыкновенная бутылка, брошенная жарким летом в лесу ленивым человеком. Нужно всегда помнить, что такая бутылка не только захламляет лес, но и может стать причиной лесного пожара.

Корреспондент: Кислород – окислитель. Находит ли применение это свойство?

Химик: Обогащение воздуха кислородом делает более эффективными и экономичными многие технологические процессы, в основе которых лежит реакция окисления. Чёрная металлургия поглощает более 60% получаемого кислорода. При работе двигателя внутреннего сгорания автомобиля расходуется 1825 кг кислорода на каждые 100 км пути. Кислородно – ацетиленовая смесь при её сжигании даёт пламя с температурой до 3500 градусов С, достаточной для резки и сварки многих металлов.

Кислород используют для окисления ракетного топлива. Это впервые предложил К.Э.Циолковский. Любое пористое горючее вещество, например опилки, мох, торф, уголь, в результате пропитки жидким кислородом становится взрывчатым. Такие вещества в случае необходимости могут заменить динамит при разработке месторождений полезных ископаемых. Кислород нужен для производства многих веществ, например азотной кислоты.

Медленное окисление веществ пищи в нашем организме – энергетическая основа жизни. Благодаря медленному окислению навоза и перегноя согреваются парники. Кислород необходим также человеку для дыхания, а дыхание – частный случай окислительных реакций в нашем организме. Установлено, например, что космонавту в межпланетном рейсе необходимо в сутки (в лежачем положении) 0,49 кг кислорода. Лётчики при высотных полётах пользуются кислородными масками. Если без пищи и воды человек может прожить несколько суток, то без кислорода – несколько минут.

Литератор: Я хочу привести пример воздействия чистого кислорода на живые организмы из произведения Жюля Верна «Опыт доктора Окса»: «Стоило бросить в землю семечко, как из него поднимался зелёный стебелёк, который рос не по дням, а по часам…кочаны капусты превращались в кусты, а грибы становились величиной с зонтик. Но увы! Все эти растения…быстро блекли и умирали, сожжённые, истощённые, бессильные».

Учитель химии: Согласно современной концепции, человеческий организм приспособился в ходе эволюции к дыханию воздухом, а не чистым кислородом. В случае же дыхания чистым кислородом ускоряются окислительные процессы обмена веществ и человеческий организм быстрее «сгорает». Так что Жюль Верн в чём – то был прав.

Корреспондент: Сколько кислорода в сутки необходимо человеку для дыхания?

Биолог: В сутки через лёгкие человека проходит 800 литров кислорода. Все живые организмы нуждаются в кислороде. Вот интересные факты. Наименее требователен к кислороду из рыб – карась, спокойно живущий в заросших прудах, где почти весь растворённый в воде кислород расходуется на окисление органических веществ. Самый привередливый в этом смысле карп. Ему нужно, чтобы концентрация кислорода в воде была не менее 4 мг\л.

Врач: Хочу как врач добавить следующее. Человеку, впервые попавшему в горы, на высоте не хватает воздуха, точнее, кислорода. В разреженном воздухе кровь не успевает насытиться кислородом и наступает кислородное голодание. Люди, постоянно живущие в горных районах, кислородной недостаточностью не страдают, так как их организм приспособился к горным условиям.

Корреспондент: Что вы ещё можете сказать о биологической роли кислорода?

Биолог: Содержание кислорода в организме человека (масса тела 70 кг) составляет 43 кг. Ежедневный приём с пищей – главным образом в виде воды. Кислород входит в состав жизненно важных органических веществ: белков, жиров, углеводов и др. Без кислорода невозможны многочисленные важные процессы: дыхание, окисление аминокислот, жиров и углеводов. Попадая в кровь высших животных, кислород в капиллярах лёгких соединяется с гемоглобином, образуя оксигемоглобин. С током крови это соединение поступает в капилляры тканей, где легко диссоциирует (распадается) на кислород и гемоглобин. Выделившийся кислород проникает через стенки капилляров тканей. В тканях кислород расходуется на окисление различных веществ. Эти реакции в конечном итоге приводят к образованию воды, углекислого газа и созданию запаса энергии.

Корреспондент: Какова реакция организма на недостаток и избыток кислорода?

Врач: При недостатке кислорода в окружающем воздухе его содержание в организме соответственно уменьшается, в результате чего сопротивляемость организма инфекции падает. Обычное содержание кислорода в воздухе создаёт необходимое парциальное давление кислорода, благодаря которому ткани через лёгкие и кровь насыщаются кислородом. Снижение в воздухе содержания кислорода до 16-18% не оказывает существенного влияния на жизнедеятельность. При снижении содержания кислорода до 14% появляются признаки кислородной недостаточности, а снижение до 9% очень опасно для жизни.

При избытке кислорода используют антиоксиданты (антиокислители) – вещества, препятствующие разрушающему (окислительному) действию молекулярного кислорода. Его токсическое действие проявляется лишь в условиях окислительного стресса (насыщение тканей кислородом), при котором система ферментативной защиты организма не срабатывает. Токсическое действие кислорода в высоких концентрациях при нормальном давлении и достаточно долгой ингаляции (вдыхание дыхательных смесей, содержащих до 70% кислорода) вызывает поражение органов дыхания, главным образом лёгких вплоть до развития отёка. При вдыхании кислорода при повышенном давлении наступает поражение центральной нервной системы (особенно коры больших полушарий).

Корреспондент: Расскажите о применении кислорода в медицине поподробнее.

Врач: Кислород входит в состав лечебных ингаляционных смесей. Для насыщения тканей кислородом применяют его смеси с воздухом, содержащие 40-60% кислорода. При отравлении угарным газом и кислотными газами для лечения используют смеси кислорода и углекислого газа, содержащие до 5% углекислого газа для подкисления тканей. В анестезиологической практике кислород применяют в смеси с ингаляционными наркотиками. В медицинской практике используется оксигенация в барокамерах (больного помещают в барокамеру, где создаётся повышенное давление кислорода). Этот метод лечения улучшает насыщение тканей кислородом, защищает головной мозг от гипоксии (пониженное содержание кислорода); с его помощью лечат ожоги и диабетические язвы. Белково – кислородные и фитобелково – кислородные коктейли – эффективные методы снятия напряжения, повышения общей сопротивляемости организма, расширения его адаптивных возможностей и ускорения процессов восстановления у человека в условиях воздействия неблагоприятных факторов внешней среды. Такие коктейли оказывают регулирующее влияние на центральную нервную и сердечно – сосудистую системы, нервно – мышечный аппарат. Применение кислорода показано при интенсивной работе, утомлении, расстройстве сна, ухудшении общего состояния, перенапряжении сердечной мышцы.

Достаточно большой процент среди болезнетворных микроорганизмов, заселяющих кишечник, приходится на анаэробы – микробы, живущие в бескислородной среде; для них присутствие кислорода смертельно. Напротив, естественные, обитатели кишечника к кислороду вполне терпимы. Приём пероксида магния ведёт к высвобождению в кишечнике кислорода и тем самым к сокращению количества болезнетворных микробов без видимого вреда для полезных обитателей кишечника.

Учитель биологии: Составьте ответ о значении кислорода в биосфере в виде схемы.

Вариант 1 – круговорот кислорода.

Вариант 2 – превращение кислорода в организме при дыхании.

Обсуждение ответов учащихся.

Корреспондент: Большое спасибо. Я думаю, у меня получится интересная статья о кислороде и его роли в биосфере.

После проведения этого урока была выпущена стенгазета « Кислород» корреспондентом и его помощниками.

Учитель химии: Итак,кому нужен кислород? Всем нам, и каждый день, каждую минуту. Без кислорода – беда: ведь он нужен для дыхания и горения, без него нет ни жизни, ни тепла. Это самое главное вещество Земли. Недаром в фантастическом романе Александра Беляева «Продавец воздуха» злоумышленник пытается подчинить себе весь мир, завладев не золотом, не оружием, а всем воздухом (а значит, и всем кислородом) Земли.

Вездесущий, всемогущий и в то же время невидимый – все эти три эпитета можно отнести к кислороду. Кислород – вездесущ: из него в значительной степени состоят не только воздух, вода и земля, но и мы с вами. Могущество кислорода проявляется уже в том, что мы им дышим, а ведь дыхание – синоним жизни. «Пока дышу, надеюсь».

Из атомов мир создавала Природа

Два атома лёгких взяла водорода.

Прибавила атом один кислорода

И получилась частица воды,

Море воды, океаны и льды…

Стал кислород чуть не всюду начинкой.

С кремнием он обернулся песчинкой.

В воздух попал кислород,

Как ни странно,

Из голубой глубины океана.

И на Земле появились растения.

Жизнь появилась: дыханье, горение…

Первые птицы и первые звери,

Первые люди, что жили в пещере…

Огонь добывали при помощи трения,

Хотя и не знали причины горения…

Роль кислорода на нашей Земле

Понял великий Лавуазье.

Спасибо всем за урок!

Подводятся итоги, комментируются ответы, выставляются оценки.


Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 29.11.2015
Раздел Химия
Подраздел Конспекты
Просмотров289
Номер материала ДВ-210061
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх