Инфоурок / Химия / Рабочие программы / Программа элективного курса «Химические основы экологии»

Программа элективного курса «Химические основы экологии»

Курсы профессиональной переподготовки
124 курса

Выдаем дипломы установленного образца

Заочное обучение - на сайте «Инфоурок»
(в дипломе форма обучения не указывается)

Начало обучения: 22 ноября
(набор групп каждую неделю)

Лицензия на образовательную деятельность
(№5201 выдана ООО «Инфоурок» 20.05.2016)


Скидка 50%

от 13 800  6 900 руб. / 300 часов

от 17 800  8 900 руб. / 600 часов

Выберите квалификацию, которая должна быть указана в Вашем дипломе:
... и ещё 87 других квалификаций, которые Вы можете получить

Получите наградные документы сразу с 38 конкурсов за один орг.взнос: Подробнее ->>

библиотека
материалов












Элективный курс




Химические основы экологии









Всего 17 часов

Из них

лекций – 13

лабораторных работ – 3

экскурсий - 1







Автор:

Учитель химии высшей категории Хитрова Л.Н.






Программа элективного курса «Химические основы экологии»

Пояснительная записка

Для глубокого понимания современной экологической ситуации (как на всей планете, так и в региональном, местном масштабе) человеку совершенно необходимо знание химических основ или причин этой ситуации. Химия является неотъемлемой составляющей процесса развития цивилизации: без современной химической науки и химического производства человек просто не смог бы полноценно существовать на Земле. В связи с этим рассмотрение экологических вопросов требует наряду с традиционным, социальным, биологическим и географическим аспектами, химического подхода. Только в этом случае будет реализован принцип комплексности экологического образования и воспитания.

Такова основная цель данного курса, реализация которой возможна при использовании компетентностного подхода, предполагающего:

- усиление практико-ориентированной и личностно-ориентированной направленности;

- реализацию деятельностного подхода за счет использования разнообразных способов учебной деятельности;

- формирование ключевых компетенций, таких как учебно-познавательная, информационная и общекультурная.

В ходе изучения элективного курса учащиеся приобретают следующие предметные компетенции:

- знание основ экологии, биологии и химии, формирующие у них научную картину мира и общую экологическую культуру;

- понимание значения химии в выявлении и решении экологических проблем;

- понимание значения химических веществ в окружающей среде, процессах, происходящих в природе, производственной и бытовой деятельности человека.

По окончании изучения элективного курса учащиеся должны иметь:

- знание современных проблем охраны природы (аспекты, принципы и правила);

- знание общечеловеческой ценности природы, место человека в природе, значение мониторинга и деятельности по сохранению и улучшению окружающей среды;

а также должны уметь:

- объяснить значение общечеловеческой ценности природы, роли и место человека в ней, значение экологического мониторинга и деятельности человечества по сохранению и улучшению окружающей среды;

- принимать осознанное участие в природоохранной деятельности;

-использовать количественные показатели при обсуждении экологических вопросов;

- выполнять творческие задания для самостоятельного получения и применения знаний.



Содержание курса

  1. Введение(1 час)

Возникновение экологической химии. Предмет изучения экологической химии. Значение химического подхода в изучении экологических проблем.


  1. Химические основы биотических связей и абиотических взаимодействий (3 часа)

Сущность биотических взаимодействий. Использование химических веществ для осуществления взаимодействий между организмами и средой в экосистемах. Хемомедиаторы. Возникновение систем хемокоммуникаций в живой природе. Воздействие химического компонента абиотического фактора на живые организмы.


  1. Химические элементы в биосфере(2 часа)

Макро- и микроэлементы. Элементы биогенные и второстепенные. Содержание химических элементов в биосфере и теле человека. Биогенные элементы – связующее звено между абиотическим и биотическим компонентами экосистем. Блочная модель круговорота биогенных элементов. Биогеохимические циклы элементов. Круговороты азота, фосфора и углерода в биосфере.

Второстепенные элементы в биосфере. Стронций – 90 и цезий – 137. Ртуть.


  1. Вещества-загрязнители в окружающей среде. Токсичность. Стандарты качества (2 часа)

Понятие о веществах-загрязнителях. Ксенобиотики. Поллюанты. Экотоксиканты.

Виды загрязнений. Токсичность. Экологические стандарты качества среды.

Хемосфера. Процессы детоксикации и детоксификации. Явление биологического кумулирования.


  1. Экологические проблемы химии атмосферы(2 часа)

Строение, состав и изменение атмосферы. Изменение климата – следствие «парникового эффекта». Защитные свойства атмосферы. Сохранение озонового слоя.

Загрязнение тропосферы. Оксиды серы и «кислотные дожди». Фотохимический смог и оксиды азота. Монооксид углерода и экологические ловушки. Твердые взвешенные частицы.

Лабораторная работа № 1: кислотный дождь в бутылке.


  1. Экологические проблемы химии гидросферы(2 часа)

Гидрологический цикл. Чистая и загрязненная вода. Эутрофикация водоемов. Сточные воды и их обработка. Металлы как загрязнители воды. Ртуть. Свинец. Кадмий.

Другие загрязнители воды. Органические соединения. Кислотные осадки. Тепловое загрязнение.

Экскурсия. Посещение очистных сооружений.


  1. Экологические проблемы химии литосферы(2 часа)

Состояние ресурсов литосферы. Вторичное использование сырья. Развитие ресурсосберегающих технологий.

Основные загрязнители литосферы. Пестициды. Регуляторы роста и развития растений. Удобрения. Нитраты. Проблемы и перспективы

Лабораторная работа № 2: обнаружение нитратов в растительных объектах.


  1. Радиоактивность как загрязняющий фактор(1 час)

Радиоактивность как особый тип загрязнений. Природы и источники радиации. Виды биологических повреждений, вызываемые радиацией.


  1. Экологический мониторинг(1 час)

Биоиндикация. Контроль загрязнений с помощью химических методов анализа. Лабораторная работа №3: определение степени загрязнения воздуха методом фитоиндикации.


  1. Обобщение(1 час)

Итоговое занятие. Защита рефератов. Зачет.



Тематическое планирование элективного курса

«Химические основы экологии»

урока

Тема урока

Колич-во часов

Практикумы. Экскурсии


  1. Введение

1


1

1.1 Что изучает экологическая химия?

1



2.Химические основы биотических взаимодействий

3


2

2.1 Типы биотических взаимодействий

1


3

2.2 Хемомедиаторы и их значение в хемокоммуникации

1


4

2.3 Воздействие химического компонента абиотического фактора на живые организмы

1



3. Химические элементы в биосфере

2


5

3.1 Элементы биогенные и второстепенные

1


6

3.2 Биогеохимические циклы элементов. Круговороты углерода, азота и фосфора в биосфере

1



4.Вещества-загрязнители в окружающей среде. Токсичность. Стандарты качества

2


7

4.1 Понятие о веществах-загрязнителях

1


8

4.2 Виды загрязнений. Стандарты качества среды

1



5. Экологические проблемы химии атмосферы

2


9

5.1 Изменения атмосферы. Проблемы «парникового эффекта» и сохранение озонового слоя

1


10

5.2 Последствия загрязнения атмосферы. Фотохимический смог. Кислотные дожди

1

Лабораторная работа №1: кислотный дождь в бутылке



6. Экологические проблемы химии гидросферы

2


11

6.1 Основные загрязнители воды. Металлы. Органические соединения.

1


12

6.2 Очистка сточных вод. Гидрологический цикл

1

Экскурсия. Посещение очистных сооружений


7 Экологические проблемы химии литосферы

2


13

7.1 Состояние ресурсов литосферы

1


14

7.2 Нитраты. История использования. Проблемы. Перспективы

1

Лабораторная работа№2: обнаружение нитратов в растительных объектах


8. Радиоактивность как загрязняющий фактор

1


15

8.1 Природа и источники радиации. Виды биологических повреждений

1



9. Экологический мониторинг

1


16

9.1 Контроль загрязнений с помощью химических методов анализа, биоиндикация

1

Лабораторная работа№3: определение степени загрязнения воздуха путем применения фитоиндикации.



10. Обобщение

1


17

10.1 Итоговое занятие. Защита рефератов

1



Литература для учителя

  1. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки. – М.: Мир, 2000 – т.1

  2. Американское химическое общество. Химия и общество: - М.: Мир, 1995

  3. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде – Л.: ХИМИЯ, 1995

  4. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / Под ред. Р.Шуберта . – М.: Мир, 1988

  5. Давыдова С.Л. О токсичности ионов металлов – М.: ЗНАНИЕ , 1991

  6. Мельников Н.Н. Пестициды – М.: ХИМИЯ, 1987

  7. Шустов С.Б., Шустова Л.В. Химические основы экологии – М.: Просвещение, 1994

  8. Радиация. Дозы, эффект, риск. – М.: Мир, 1988

  9. Фримант Л.М. Химия в действии. В.2.т. – М.: Мир, 1991


Литература для учащихся

  1. Белая В.М., Короткий Р.М. Химический язык насекомых. – М.: Колос, 1981

  2. Химическая коммуникация животных. – М.: НАУКА, 1986

  3. Химия окружающей среды/ Под ред. Дж.О.М. Бокриса. – М.: Химия, 1982

  4. Чернова Н.М., Былова А.М. Экология – М.: Просвещение, 1998

  5. Энциклопедический словарь юного химика – М.: Педагогика, 1980

  6. Энциклопедический словарь юного биолога – М.: Педагогика, 1980

  7. Энциклопедический словарь юного эколога – М.: Педагогика, 1980
























Методические рекомендации по проведению

отдельных занятий

Урок №14

Нитраты: история использования, проблемы, перспективы

Цель урока. Познакомить учащихся с историей получения и использования нитратов, проблемой накопления избыточного азота в почве и продуктах питания. Изучить влияние нитратов на здоровье человека и научиться практически определять их в растительных объектах.

Оборудование и реактивы: раствор дифениламина в серной кислоте(0,1 г. дифениламина в концентрированной серной кислоте) в темной склянке, пипетка, ступка с пестиком, предметное стекло, стеклянная палочка, растительные объекты.

План урока:

  1. История получения и использования нитратов. Их влияние на здоровье человека (рассказ учителя или сообщение учащихся).

  2. Лабораторная работа. Обнаружение нитратов в растительных объектах

  3. Обсуждение результатов лабораторной работы

  4. Решение проблемы избыточного азота в почве и продуктах питания (рассказ учителя ли сообщение учащегося).

  5. Творческое задание на дом.


1.

В 1898 г. на конгрессе ученых в г. Бристоле видный английский химик Уильям Крукс выступил с речью. « Человечеству в недалеком будущем грозит гибель от азотного голода. Земля отдает растениям свой азот и быстро истощается. Если и впредь будет продолжаться успешный вывоз чилийской селитры, то ее запасы через 50 лет иссякнут. Необходимо найти другой источник удобрений».

В 1914 г. в Европе вспыхнул пожар войны, охвативший вскоре многие страны мира. Уже на второй год войны Германия начала задыхаться в тисках азотного голода. Военные корабли союзников блокировали побережье, не допуская привоза селитры из Чили. Недостаток удобрений отражался на плодородии полей . Союзники были твердо убеждены, что Германия не сможет продержаться более года и должна будет сдаться, задушенная костлявой рукой голода.

Но недаром в те времена германская химическая промышленность считалась первой в мире. Немецкий физик Фриц Габер сделал выдающееся открытие. Из азота воздуха и водорода (который можно получить из воды, разлагая ее электрическим током) он получил новое вещество - аммиак. Смесь азота с водородом он сжимал под большим давлением и пропускал ее при высокой температуре через стальной цилиндр, наполненный катализатором. Из полученного бесцветного газа с характерным запахом - аммиака - было нетрудно приготовить соли, пригодные для питания растений.

Химия пришла на помощь земледельцам. Неистощимый океан азота, в котором купается наша планета Земля, был покорен могуществом химии. Химики избавили человечество от надвигавшегося азотного голода.

Однако, внесение неумеренных доз азотных удобрений на поля с целью резкого увеличения их продуктивности привело к различным их отрицательным последствиям.

При избытке нитратов в почве они полностью не перерабатываются, накапливаются в растительной продукции и попадают в организм животных и человека. В желудочно-кишечном тракте они превращаются в соли азотной кислоты - нитриты, которые отравляют организм. Признаки отравления - слабость, головокружение, тошнота, расстройство желудка и другие. Снижается работоспособность человека, возможна потеря сознания. В крови увеличивается содержание молочной кислоты, холестерина, лейкоцитов, снижается количество белков. Нитриты могут вступать во взаимодействие с гемоглобином, образую метгемоглобин, в котором железо окислено до Fe (III). Это вещество, угнетающее дыхательный центр, так как неспособно переносить кислород. Многие растения способны накапливать большое количество нитратов, например, капуста, кабачки, укроп, свекла столовая, тыква и другие. Такие растения называют нитратонакопители. Проведем небольшое исследование на предмет обнаружения нитратов.

2.

Лабораторная работа

Обнаружение нитратов в растительных объектах

Учащиеся работают в группах с различными растительными объектами. Кусочек растительного объекта растирают в ступке. Каплю полученного растительного сока помещают на предметное стекло и добавляют в него несколько капель дифениламина. По изменению окраски судят о содержании нитратов: при отсутствии нитратов сок не изменяет цвет, при небольшом количестве нитратов получается светло-голубая окраска, а при большом количестве нитратов – темно-синяя.

3.

Обсуждение результатов работы

Для исследования были взяты овощи, купленные школьной столовой на рынке. Было обнаружено, что капуста, свекла и укроп практически не содержат нитратов, а петрушка содержит достаточно большое количество этих веществ. Значит, употреблять ее в пищу нежелательно. Встает вопрос: что же делать, если в продукции действительно присутствует избыток нитратов? Ответ на этот вопрос звучит в следующем сообщении. Зелень - петрушку, укроп, сельдерей -необходимо поставить как букет в воду на прямой солнечный свет. В таких условиях нитраты в листья в течение 2-3 часов полностью перерабатываются и практически не обнаруживаются. После этого зелень можно без опасений употреблять в пищу.

Свеклу, кабачки, капусту, тыкву и др. перед приготовлением необходимо нарезать мелкими кубиками и 2-3 раза залить теплой водой, выдерживая 5-10 минут. Нитраты хорошо растворимы в воде, особенно в теплой, и вымываются из овощей. Варка овощей снижает содержание нитратов на 50 и даже на 80 %. Уменьшает их количество в овощах их квашение, соление,
маринование. А вот сушка, приготовление соков, пюре, наоборот, повышают.



4.

Решение проблемы избыточного азота в почве и продуктах питания связано с новейшими направлениями селекции растений. В настоящее время в лабораториях разных стран разрабатывается технология внедрения генов, отвечающих за азотфиксацию из клубеньковых бактерий и синезеленых водорослей в геном ряда культурных растений методом генной инженерии. Наконец, океан азота станет легкодоступным человечеству!

5.

Задание на дом

Выяснить степень использования азотных и других удобрений в личных приусадебных хозяйствах, близлежащих фермерских и крестьянских хозяйствах, агрофирмах, дачных кооперативах.


Лабораторная работа №3: определение степени загрязнения воздуха путем применения фитоиндикации

Загрязнение окружающей среды очень сильно влияет на гомеостаз растения, и по этому показателю - гомеостазу - можно судить об общей степени загрязнения среды, в которой обитает данное растение. Исследование проводится по принципу флуктуирующей ассиметрии, то есть измеряются показатели левой и правой половинок листа Березы повислой и по разнице между показателями определяют степень загрязнения окружающей среды.

1 признак - ширина половинки листа в средней части, 2 признак - длина второй от основания жилки второго порядка, 3 признак - расстояние между основаниями 1 и 2 жилок второго порядка, 4 признак - расстояние между вершинами 1 и 2 жилок второго порядка, 5 признак - угол между центральной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка.

Для обработки материала используется линейка, транспортир, циркуль-измеритель. Результаты заносят таблицу.

Для обработки и хранения значений используют программное обеспечение Microsoft Word и Microsoft Excel.

В первом действии для каждого промеренного листа вычислялись относительные величины ассиметрии для каждого признака. Для этого разность между промерами слева и справа разделили на сумму этих же промеров.

Во втором действии вычислялся показатель ассиметрии для каждого листа. Для этого суммировались значения относительных величин ассиметрии по каждому признаку и делились на число признаков.

В третьем действии вычислялся интегральный показатель стабильности развития. Для этого вычислили среднюю арифметическую всех величин ассиметрии для каждого листа.

Для оценки качества среды используется 5 – балльная шкала.

Таблица 1

Пятибалльная шкала оценки состояния организма от условий нормы по величине интегрального показателя стабильности развития по Березе повислой





Балл

Величина показателя стабильности развития

I

<0,040

II

0,040 – 0, 044

III

0, 045 – 0,049

IV

0, 050 – 0, 054

V

>0, 054


Первый балл - условная норма, растения находятся в благоприятных условиях произрастания. Пятый балл - критическое значение, при котором объект находится в крайне угнетенном состоянии.

Урок 10

Последствия загрязнения атмосферы. Фотохимический смог.

Кислотные дожди

Лабораторная работа №3. Кислотный дождь в бутылке.

Цель: познакомить учащихся с химическими процессами, вызывающими фотохимический смог и кислотные осадки, изучить влияние этих явлений на окружающую среду и здоровье человека.

В ходе выполнения лабораторной работы сформировать у учащихся понятие моделирования природных сообществ.

Оборудование: пол-литровая стеклянная бутылка (колба), ложечка для сжигания, горелка (спиртовая), кусочки серы, кусочки мрамора, свежее яблоко, магниевая лента (порошок), палочки стеклянные, индикаторная бумага (лакмусовая).


План урока

  1. Фотохимический смог (рассказ учителя и сообщение учащихся)

  2. Кислотные дожди (рассказ учителя и сообщение учащихся)

  3. Лабораторная работа №3. Кислотный дождь в бутылке

  4. Обобщение

  1. Фотохимический смог

Нездоровое действие загрязнения от автомобилей впервые отметили Лос-Анджелесе в 1940 году. Коричневатая дымка, появившаяся в воздухе, разъедала нос, глаза, горло. Это поставило в тупик некоторых исследователей. В Лос-Анджелесе нет крупных промышленных предприятий или металлургических комбинатов. Зато в нем много автомобилей и солнца. А еще род с трех сторон окружен горами. Такие географические условия вызывали температурные инверсии примерно 320 дней в году.

Обычно воздух над земной поверхностью нагревается излучением Солнца и излучением, образуемым земной поверхностью. Этот более теплый и потому менее плотный воздух поднимается вверх, унося с собой загрязнители. Холодный же и более чистый воздух опускается. При инверсии температур холодный воздух оказывается "пойманным" под слоем теплого — часто городом или долиной. При этом загрязнители не рассеиваются, и их концентрация может достигнуть опасного уровня. Лос-Анджелес оказывается под смогом главным образом из-за своего расположения.

Со смогом над Лос-Анджелесом связано неожиданное, но очень важное открытие, проливающее свет на природу частиц смога. В 1952 году химик Эри Дж. Хааген-Смит занимался выделением вещества, ответственного за запах ананаса. В один из дней, когда был сильный смог, он зарегистрировал в своих экспериментах высокую концентрацию озона, большую, чем в нормальном чистом тропосферном воздухе. Ученый прервал свои исследования, чтобы найти его источник.

Спустя год он опубликовал революционную работу "Химия и физика лосанджелесского смога", в которой описал важную роль солнечного света в химии смога, и предложил термин фотохимический смог. (Любая реакция, инициируемая светом, — это фотохимическая).

Существенными компонентами такого смога являются оксиды азота. При высокой температуре и давлении в камере сгорания автомобиля (2800°С около 10 атм) азот реагирует с кислородом с образованием моноксида азота (N0):

N2(газ) + 02(газ) + Энергия = 2NО(газ) В атмосфере моноксид азота окисляется до бурого диоксида азота

2NО(газ) + 02(газ) =2NО2(газ)

Присутствует также и моноксид углерода, образующийся в автомобилях.

Цикл фотохимического смога начинается расщеплением N02 фотоном на N0 и атомарный кислород О. Последний реагирует с молекулами кислорода, образуя озон, — так же как и в стратосфере:

NO2 +Энергия = NO + O

O2 + O = O3Сейчас мы объяснили два опасных и неприятных свойства смога: диоксид азота имеет резкий, разъедающий запах. Озон - очень мощный окислитель. Концентрация озона уже на уровне 0,1 миллионной доли разъедает резину, разрушает металлы, представляет опасность для тканей растений и живо­тных.

Озон, имеющий высокую реакционную способность, вступает во взаимо­действие с третьим компонентом смога - углеводородами, попадающими в воздух из топливных баков и при неполном сгорании бензина в автомоби­лях. Продукты этих реакций могут вызвать ожоги глаз, они опасны для лю­дей с заболеваниями сердца и дыхательных путей, могут поражать растения и разрушать такие материалы, как резина и бумага.

В общем виде реакции, происходящие при фотохимическом смоге, можно представить следующим уравнением, в которое входят все ключевые вещест­ва смога:

Автомобильные выхлопы + Солнечный свет + О2(газ) =

= 03(газ) + N0х(газ) + Органические вещества + С02(газ) + Н20(газ)

Концентрация некоторых важных компонентов фотохимического смога может меняться при переходе от относительно чисто­го дня к дню, когда сильный смог.

Известно много способов борьбы с загрязнением воздуха автомобильными выхлопными газами. Одним из них является использование трехступенчатого каталитического нейтрализатора.

Он вводится в выпускную систему двигателя для снижения токсичности выхлопных газов. Газы проходят через пористые восстановительный и окислительный катализаторы.

NO+CO = 1/2 N2 + CO2

NO + H2 = N2 +H2O

CO+1/2 O2 = CO2

CxHy + O2 = CO2 + H2O

2. Кислотные дожди

Впервые кислотные дожди были отмечены в Скандинавии. Потом появи­лись на северо-востоке США. Сейчас эта проблема существует во всем индустриальном мире. Рыба исчезла из многих озер. Поверхность каменных и бетонных домов, мраморных статуй разъедена. Сельскохозяйственные культуры замедляются в росте, а леса умирают. Хотя Новая Зеландия и Скандинавия — регионы, в наибольшей степени пострадавшие от кислотных дождей, послед­ние распространились по всему миру. Даже Большой Каньон пострадал от кислотных дождей, связанных с загрязнениями воздуха, производимыми угольными электростанциями во многих милях от него.

Хотя причины гибели лесов Германии точно не установлены, одна из них определенно связана с кислотными дождями. Природные вещества, например диоксид углерода, тоже делают воду слабокислой — обычно рН дождевой во­ды равен 5,6. Диоксид углерода реагирует с водой с образованием слабой угольной кислоты:

С02(газ) + Н20(ж.) = Н2С03(водн.)

Оксиды серы и азота, выбрасываемые электростанциями, заводами и автомобилями образовывают кислоты, понижающие уровень pH дождевой воды до 4-4,5 (на северо-востоке США). Основные реакции таковы:

H2O + SO3=H2SO4

H2O+ SO2 = H2SO3

H2O + 2NO2= HNO3 + HNO2

Иногда уровень этих газов в воздухе повышается так, что рН воды достигает 3 (рН 4-4,5 - кислотность апельсинового сока, рН 3 - виноград). Кислотность дождей в Новой Англии на две трети обусловлена серной кислотой, на треть - азотной кислотой.

Чем больше кислотных дождей, тем ниже рН озер, тем выше смертность икринок рыб и других водных организмов; некоторые живые виды особенно чувствительны к закислению. Статуи и монументы (например, греческих Парфенон), которые веками простояли без повреждений, сейчас внезапно стали разрушаться под действием кислотных дождей.

Кислота разрушает известняк, бетон и мрамор:

Н2S04(водн.) + СаС03(тв.) = СаS04(тв.) + Н20(ж.) + С02(газ)

Растворимость сульфата кальция выше, чем карбоната. Таким образом, каменные строения разрушаются, так как сульфат кальция смывается и слой карбоната кальция может подвергаться действию кислотных дождей.

Соли серной кислоты, содержащие сульфат-ионы, также присутствуют в кислотных дождях и атмосферной влаге. В воздухе они рассеиваются и, попадая в легкие, вызывают кашель. В большом количестве они могут быть опасны для человеческого здоровья.

Много разных связанных между собой реакций участвуют в образовании кислотных дождей. Изучение этих процессов продолжается. Самая большая загадка - как диоксид серы превращается в триоксид. Кислород, растворяется в воде, окисляет диоксид серы очень медленно. Реакция, возможно, усиливается солнечным светом или такими катализаторами, как железо, марганец или ванадий в частичках сажи.

Контроль загрязнения воздуха очень сложен, ведь загрязнения не знают государственных границ. Кислотные дожди часто распространяются на много километров от источника загрязнения. Например, считается, что скандинавские кислотные дожди пришли из Германии и Великобритании.

Теперь вы получите возможность сами поработать с растворами, имеющими примерно такую же кислотность, как у кислотных дождей.

3. Лабораторная работа. Кислотный дождь

В этой работе вы приготовите смеси, похожие по составу на кислотные дожди, путем сжигания серы на воздухе и добавления воды. Вы проверите влияние кислотных дождей на растительные ткани (кожура яблока), активные металлы, мрамор.

Порядок работы

  1. Отрежьте кусочек кожуры яблока и положите в пустую пол-литровую бутылку.

  2. Заполните наполовину ложечку для сжигания серой.

  3. В вытяжном шкафу включите ток воды в кране
    так, чтобы вода медленно капала. (Если в вытяжном шкафу нет крана, то
    используйте кран на лабораторном столе, а потом продолжайте выполнение
    описанных действий.) Зажгите спиртовку. Внесите серу на ложечке для сжигания в пламя и держите, пока она не загорится синим пламенем. Тогда быстро внесите ложечку в бутылку и как можно быстрее закройте большую часть отверстия стеклянной пластиной.

  4. Когда дым заполнит бутылку, удалите ложечку. Быстро закройте от­верстие стеклянной пластиной. Погасите пламя серы несколькими каплями воды из-под крана. Выключите воду.

  5. Понаблюдайте три минуты за содержимым бутылки. Запишите наблюдения.

  6. Добавьте в заполненную дымом бутылку 10 мл дистиллированной во­ды. Быстро закройте крышку. Перенесите бутылку на ваш стол и аккуратно встряхивайте одну минуту содержимое.

  7. Выньте из бутылки кожуру яблока и отметьте происшедшие измене­ния.

  1. Используя чистую проволочку, поместите по капле дистиллированной воды на красную и синюю лакмусовые бумажки и на универсальную индикаторную бумажку. Запишите ваши наблюдения.

  2. Налейте примерно 2 мл жидкости из стеклянной бутылки в пробирку. Используя чистую проволочку, проверьте реакцию на обеих лакмусовых бу­мажках универсальным индикатором. Запишите наблюдения. рН кислотного дождя 4- 4,5. Ваш раствор более или менее кислый?

  3. Поместите в пробирку 1 см магниевой ленты. Понаблюдайте по край­ней мере 3 мин за пробиркой и запишите наблюдения.

  4. Добавьте два кусочка мрамора в раствор в бутылке. Понаблюдайте за ней по крайней мере 3 мин и запишите наблюдения.

4 . Вопросы для обобщения

  1. Напишите уравнение горения серы.

  2. Какова кислотность раствора, полученного растворением газа, образовавшегося при сжигании серы, в дистиллированной воде?

  3. Если жидкость, подобная раствору в бутылке, будет постоянно действо­вать на мрамор статуи или железные опоры моста, что может произойти?


Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 22 ноября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru


Краткое описание документа:

Данный материал содержит программу элективного курса «Химические основы экологии», календарно-тематическое планирование курса, методические рекомендации для проведения отдельных лекционных занятий и лабораторных работ, перечень возможных экскурсий, список литературы для учащихся. 

В ходе изучения элективного курса учащиеся приобретают следующие предметные компетенции:

  • знание основ экологии, биологии и химии, формирующие у них научную картину мира и общую экологическую культуру;

По окончании изучения элективного курса учащиеся должны иметь:

  • знание современных проблем охраны природы (аспекты, принципы и правила);
  • знание общечеловеческой ценности природы, место человека в природе, значение мониторинга и деятельности по сохранению и улучшению окружающей среды;

а также должны уметь:

  • объяснить значение общечеловеческой ценности природы, роли и место человека в ней, значение экологического мониторинга и деятельности человечества по сохранению и улучшению окружающей среды;
  • принимать осознанное участие в природоохранной деятельности;
  • использовать количественные показатели при обсуждении экологических вопросов;

Выдержка из текста:

5. Творческое задание на дом.

1.

В 1898 г. на конгрессе ученых в г. Бристоле видный английский химик Уильям Крукс выступил с речью. « Человечеству в недалеком будущем грозит гибель от азотного голода. Земля отдает растениям свой азот и быстро истощается. Если и впредь будет продолжаться успешный вывоз чилийской селитры, то ее запасы через 50 лет иссякнут. Необходимо найти другой источник удобрений».

В 1914 г. в Европе вспыхнул пожар войны, охвативший вскоре многие страны мира. Уже на второй год войны Германия начала задыхаться в тисках азотного голода. Военные корабли союзников блокировали побережье, не допуская привоза селитры из Чили. Недостаток удобрений отражался на плодородии полей .

Союзники были твердо убеждены, что Германия не сможет продержаться более года и должна будет сдаться, задушенная костлявой рукой голода.Но недаром в те времена германская химическая промышленность считалась первой в мире. Немецкий физик Фриц Габер сделал выдающееся открытие.

Из азота воздуха и водорода (который можно получить из воды, разлагая ее электрическим током) он получил новое вещество - аммиак. Смесь азота с водородом он сжимал под большим давлением и пропускал ее при высокой температуре через стальной цилиндр, наполненный катализатором.

Из полученного бесцветного газа с характерным запахом - аммиака - было нетрудно приготовить соли, пригодные для питания растений.Химия пришла на помощь земледельцам. Неистощимый океан азота, в котором купается наша планета Земля, был покорен могуществом химии. Химики избавили человечество от надвигавшегося азотного голода.

Однако, внесение неумеренных доз азотных удобрений на поля с целью резкого увеличения их продуктивности привело к различным их отрицательным последствиям.При избытке нитратов в почве они полностью не перерабатываются, накапливаются в растительной продукции и попадают в организм животных и человека.

В желудочно-кишечном тракте они превращаются в соли азотной кислоты - нитриты, которые отравляют организм. Признаки отравления - слабость, головокружение, тошнота, расстройство желудка и другие. Снижается работоспособность человека, возможна потеря сознания. В крови увеличивается содержание молочной кислоты, холестерина, лейкоцитов, снижается количество белков.

Нитриты могут вступать во взаимодействие с гемоглобином, образую метгемоглобин, в котором железо окислено до Fe (III). Это вещество, угнетающее дыхательный центр, так как неспособно переносить кислород. Многие растения способны накапливать большое количество нитратов, например, капуста, кабачки, укроп, свекла столовая, тыква и другие. Такие растения называют нитратонакопители. Проведем небольшое исследование на предмет обнаружения нитратов.

2.

Лабораторная работа

Обнаружение нитратов в растительных объектахУчащиеся работают в группах с различными растительными объектами. Кусочек растительного объекта растирают в ступке. Каплю полученного растительного сока помещают на предметное стекло и добавляют в него несколько капель дифениламина. По изменению окраски судят о содержании нитратов: при отсутствии нитратов сок не изменяет цвет, при небольшом количестве нитратов получается светло-голубая окраска, а при большом количестве нитратов – темно-синяя.

3.

Обсуждение результатов работы

Для исследования были взяты овощи, купленные школьной столовой на рынке. Было обнаружено, что капуста, свекла и укроп практически не содержат нитратов, а петрушка содержит достаточно большое количество этих веществ. Значит, употреблять ее в пищу нежелательно. Встает вопрос: что же делать, если в продукции действительно присутствует избыток нитратов?

Ответ на этот вопрос звучит в следующем сообщении. Зелень - петрушку, укроп, сельдерей -необходимо поставить как букет в воду на прямой солнечный свет. В таких условиях нитраты в листья в течение 2-3 часов полностью перерабатываются и практически не обнаруживаются. После этого зелень можно без опасений употреблять в пищу. 

Свеклу, кабачки, капусту, тыкву и др. перед приготовлением необходимо нарезать мелкими кубиками и 2-3 раза залить теплой водой, выдерживая 5-10 минут. Нитраты хорошо растворимы в воде, особенно в теплой, и вымываются из овощей. Варка овощей снижает содержание нитратов на 50 и даже на 80 %. Уменьшает их количество в овощах их квашение, соление,маринование. А вот сушка, приготовление соков, пюре, наоборот, повышают.

4.

Решение проблемы избыточного азота в почве и продуктах питания связано с новейшими направлениями селекции растений. В настоящее время в лабораториях разных стран разрабатывается технология внедрения генов, отвечающих за азотфиксацию из клубеньковых бактерий и синезеленых водорослей в геном ряда культурных растений методом генной инженерии. Наконец, океан азота станет легкодоступным человечеству!

5.

Задание на дом

Выяснить степень использования азотных и других удобрений в личных приусадебных хозяйствах, близлежащих фермерских и крестьянских хозяйствах, агрофирмах, дачных кооперативах.

Общая информация

Номер материала: 17396103049
Курсы профессиональной переподготовки
124 курса

Выдаем дипломы установленного образца

Заочное обучение - на сайте «Инфоурок»
(в дипломе форма обучения не указывается)

Начало обучения: 22 ноября
(набор групп каждую неделю)

Лицензия на образовательную деятельность
(№5201 выдана ООО «Инфоурок» 20.05.2016)


Скидка 50%

от 13 800  6 900 руб. / 300 часов

от 17 800  8 900 руб. / 600 часов

Выберите квалификацию, которая должна быть указана в Вашем дипломе:
... и ещё 87 других квалификаций, которые Вы можете получить

Похожие материалы

Получите наградные документы сразу с 38 конкурсов за один орг.взнос: Подробнее ->>