Кейс – технологии в формировании экологической грамотности учащихся. Кейс "Аммиачная кислота"

КЕЙС «НЕФТЬ»

Автор: учитель химии В.И. Титова

Кейс «Нефть» можно использовать на уроке химии  по теме «Нефть» (10 класс).

                Поскольку нефтепродукты горючи, очистку от них водной поверхности можно было бы проводить путем сжигания нефтяной пленки. Такой способ, конечно, не экономичен, он связан с потерей топлива, но охрана природы, сохранение морской и прибрежной фауны и флоры важнее, чем экономия нефти. Трудность сжигания нефтяной пленки заключается в том, что поджечь можно только относительно толстый слой плавающей на поверхности воды нефти. Если же пленка тонкая (так бывает в большинстве случаев), поджечь ее не удается.

Вопросы кейса:

1.      Предложите способ сжигания тонких пленок нефтепродуктов на поверхности воды.

2.      Целесообразно ли использовать нефть в качестве топлива? Почему?

3.      Почему нефть в основном содержит алканы, циклоалканы и арены, но практически не содержит алкенов и алкинов?

4.      Какие продукты можно получить из нефти?

5.    В чем отличия бензинов, полученных термическим и каталитическим крекингом нефти?

6.      Ежегодно вследствие аварий на нефтепроводах и танкерах, промышленных и транспортных выбросов, мойки автомашин, судов, цистерн и трюмов танкеров в Мировой океан попадает 14 млн т нефти. Один грамм нефти (нефтепродуктов) способен образовать пленку на площади 10 м² водной поверхности. Определите площадь ежегодного загрязнения мировых водоемов.

Задание: ответить на вопросы, решить задачу.

ПРИМЕРНЫЙ ХОД РАССУЖДЕНИЙ

Вопрос 1        Предложите способ сжигания тонких пленок нефтепродуктов на поверхности воды.

Ответ: известен способ очистки поверхности воды от пленок нефти или нефтепродуктов, включающий подготовку сорбента, которую ведут непосредственно на месте сбора нефти путем вспенивания окисленного графита при 1100-1200⁰С.  Сорбент наносят на поверхность воды горизонтально пульсирующим потоком воздуха, например распылением, с высоты 0,1 - 0,5 м в количестве 0,02 - 0,03 г/г нефти. На поверхности воды сорбент выдерживают 0,5 - 3 суток, а затем набухший сорбент собирают вакуумированием и отжимают. Технический результат изобретения заключается в расширении арсенала средств, предназначенных для очистки водной поверхности от нефтяных загрязнений. 

Вопрос 2        Целесообразно ли использовать нефть в качестве топлива? Почему?

Ответ: нет, не целесообразно, т. к. нефть является смесью большого количества веществ, не только углеводородов, которые могут служить сырьем для производства большого количества важных продуктов.

Вопрос 3        Почему нефть в основном содержит алканы, циклоалканы и арены, но практически не содержит алкенов и алкинов?

                        Ответ: алкены и алкины являются более химически активными.

Вопрос 4        Какие продукты можно получить из нефти?

Ответ: различные виды топлива, сырье для органического синтеза.

Вопрос 5        В чем отличия бензинов, полученных термическим и каталитическим крекингом нефти?

Ответ: бензин, полученный термическим крекингом содержит много алкенов, углеводородов с неразветвленной цепью, поэтому малоустойчив, окисляется при хранении; бензин, полученный каталитическим крекингом содержит много углеводородов с разветвленной цепью, поэтому устойчив, не окисляется при хранении.

Решение задачи

1г нефти – на 10 м²

14 ∙ 10¹² г нефти – на х м²

х = 140 ∙ 10¹² м2

Ответ:  140 ∙ 10⁶ км²