Кейс – технологии в формировании экологической грамотности учащихся. Кейс "Металл для ложки императора"

КЕЙС « МЕТАЛЛ ДЛЯ ЛОЖКИ ИМПЕРАТОРА»

Автор: учитель химии В.И. Титова

Кейс «Металл для ложки императора» можно использовать на уроке химии  по теме «Алюминий» (9 класс).

В 19 веке этот металл был очень дорогим. Из него делали разнообразные ювелирные изделия. Так, Наполеон III (Племянник Наполеона 1) заказал из него пуговицы. В 1860-е годы каждая парижская модница непременно должна была иметь в своем наряде хотя бы одно украшение из этого металла, ценившегося выше серебра и золота. По приказу Наполеона III были изготовлены столовые приборы из этого металла, которые подавались на торжественных обедах императору и самым почётным гостям. Другие гости при этом пользовались приборами из традиционных драгоценных металлов — золота и серебра.

Д.И. Менделееву в 1889 г. были подарены весы с чашами из золота и этого металла.

Вопросы кейса

1.      О каком металле идёт речь?

2.      С чем связан тот факт, что раньше этот металл был дороже золота?

3.      Почему в СССР любили делать кастрюли, чашки, ложки и вилки из этого металла?

4.      Этот металл называют крылатым металлом. Почему?

5.      Электролитическое получение алюминия относится к числу весьма опасных в экологическом отношении, поскольку при электролизе выделяется чрезвычайно вредный газ фтор (на 1 т алюминия - 40 кг F₂). Только 35% выделяющегося фтора удается улавливать в воздухоочистных установках, а остальное его количество рассеивается в окружающей среде. Рассчитайте минимальную площадь лесонасаждений вокруг цеха с производительностью 100 т алюминия в год с учетом того, что растительностью, расположенной на 1 гектаре лесопарка, поглощается в год 40 кг фтора.

Задание: ответить на вопросы кейса, решить задачу.

Информация для учащихся

https://rosuchebnik.ru Алюминий. Химия. 9 класс.

https://interesno-e.ru Алюминий

http://triamet.ru Алюминий – крылатый металл

http://chem-teacher.ru Химическая экология

https://pandia.ru Производство алюминия

ПРИМЕРНЫЙ ХОД РАССУЖДЕНИЙ

Вопрос 1        О каком металле идёт речь?

                        Ответ: этот металл – алюминий.

Вопрос 2        С чем связан тот факт, что раньше этот металл был дороже золота?

Ответ: чистый алюминий встречался гораздо реже, чем золото или серебро, и это отразилось на ценах XIX века. Ранние попытки извлечения алюминия из бокситов оказались слишком трудоемкими, дорогими и в основном заканчивались неудачно.

Однако в 1886 году алюминий подешевел – ведь тогда был разработан новый метод его добычи из бокситов. Технология электролиза, разработанная в США и Франции, позволила проводить недорогую очистку. Вскоре после этого дешевый, гибкий, нетоксичный металл заполонил рынок в самых разных областях.

К началу 20-го века из алюминия стали делаться бесчисленные упаковки продуктов питания и прочих товаров. Всего спустя десятилетия после того, как самые богатые представители европейской элиты ели из алюминиевых тарелок, обычные люди стали распаковывать вещи, завернутые в алюминиевую фольгу.

Вопрос 3        Почему в СССР любили делать кастрюли, чашки, ложки и вилки из этого металла?

Ответ: на советской кухне всегда присутствовали алюминиевые кастрюли, они считались классикой того времени. В каждой семье были подобные кастрюли.  Правда, через время такие кастрюли приобретали не очень красивый вид. Слабая сторона алюминиевой посуды — ее внешний вид. Посуда из алюминия легко деформируется при малейших ударах, царапается и при окислении с продуктами окрашивается в темные цвета. Постоянный контакт алюминия с пищей со временем “вытравляет” метал, что способствует сокращению толщины стенок посуды, а значит и неравномерному прогреву пищи в ней, пригоранию и т.д. Со временем стенки посуды стираются до дыр.  Зато они могли очень быстро прогреваться, и цена у них была незначительная. Позже изделия из алюминия стали считать вредными для человеческого здоровья. Кастрюли, ложки, вилки из этого материала старались вообще не покупать. Но, несмотря ни на что, алюминиевая посуда дожила и до наших времен. 

Вопрос 4        Этот металл называют крылатым металлом. Почему?

Ответ: с самых первых шагов авиастроения авиаконструкторы сделали свой выбор в пользу дюралюминиевых сплавов, до сих пор, обеспечивающих минимальный вес и удивительную прочность корпуса и миниатюрного спортивного самолета и огромного пассажирского лайнера.

Вопрос 5        Электролитическое получение алюминия относится к числу весьма опасных в экологическом отношении, поскольку при электролизе выделяется чрезвычайно вредный газ фтор (на 1 т алюминия - 40 кг F₂). Только 35% выделяющегося фтора удается улавливать в воздухоочистных установках, а остальное его количество рассеивается в окружающей среде. Рассчитайте минимальную площадь лесонасаждений вокруг цеха с производительностью 100 т алюминия в год с учетом того, что растительностью, расположенной на 1 гектаре лесопарка, поглощается в год 40 кг фтора.

                        Ответ:

1)      100% - 35% = 65% (0,65) 

40 кг × 0,65 = 26 кг

2)      1 т      –  26 кг

100 т  –  х кг

х =  2600 кг

3)      2600 / 40 = 65 га  лесонасаждений