- научить прогнозировать последствия загрязнения среды тяжёлыми металлами и их соединениями, определять воздействие этих загрязнений на здоровье человека.
- научить прогнозировать последствия загрязнения среды тяжёлыми металлами и их соединениями, определять воздействие этих загрязнений на здоровье человека.
- формировать мировоззренческие понятия, представления о познаваемости природы и экологическую культуру обучающихся;
- воспитывать культуру безопасности жизнедеятельности, в том числе при обращении с химическими реактивами.
Оборудование и реактивы: таблица «Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева», компьютерная презентация, видеоклип о вреде курения, план характеристики тяжёлого металла, инструктивные карточки, карточки с вопросами для обсуждения, раздаточный справочный материал по тяжёлым металлам, «Интересные факты», пробирки, растворы ацетата свинца, хлорида железа (III), сульфата меди (II), хлорида натрия, яичного белка, для определения наличия свинца в припое: консервная банка, вата, эфир, уксусная кислота, раствор йодида калия.
Тип урока: изучение нового материала.
Формы и методы: словесный, наглядный, фронтальная работа, практическая работа, самостоятельная работа.
Структура занятия.
Организационный момент. Постановка цели и задачи урока. Мотивация.
Актуализация знаний.
Изучение нового материала.
Практическая часть.
Самостоятельная работа с самопроверкой по образцу (эталону).
Включение нового знания в систему знаний и повторений.
Рефлексия. Итог занятия.
Домашнее задание.
Ход урока
Организационный момент.
(Продолжительность работы – 2 мин.)
Цель: включение обучающихся в деятельность на личностно-значимом уровне.
Приветствие: оформление журнала, пожелание друг другу удачи.
Предлагаю подумать, что пригодится для успешной работы, обучающиеся высказываются, девиз, эпиграф.
Объявление темы урока: «Металлы. Влияние тяжёлых металлов на здоровье человека».
Постановка цели и задач урока:
- Вводное слово учителя (понятие о тяжёлых металлах).
- Характеристика тяжёлых металлов.
- Практическая часть:
а) денатурация белка куриного яйца;
б) демонстрация наличия свинца в спайке консервной банки (в припое).
- Обсуждение вопросов, данных обучающимся.
- формирование выводов о снижении действия тяжёлых металлов на организм человека и запись их в виде «полезных советов».
- Ознакомление с интересными фактами из дополнительной литературы.
Мотвация.
(Продолжительность работы – 3 мин.)
- Целью нашего урока «Влияние тяжёлых металлов на здоровье человека» является исследование специфических свойств тяжёлых металлов, их биологической роли, степени токсичности и воздействие на здоровье человека, а также развитие умений и навыков безопасного обращения с ними.
- В процессе работы будем придерживаться плана, написанного на презентации.
- сегодня вы не только обобщите знания, полученные на уроках, но и узнаете много нового, полезного и интересного.
- Внимательно осмотритесь вокруг. Где бы вы ни были – дома или в транспорте – вы увидите, какое множество металлов трудится вокруг нас и для нас.
«Земные недра раздираю,
Металл блестящий извлекаю
На украшение твоё»
А. Н. Радищев
- Без металлов не мыслим современный уровень земной цивилизации. Посмотрите на периодическую систему: из представленных в ней элементов около 80 являются металлами, причём каждый металл по-своему удивителен и интересен. Богат и интересен мир металлов. В нём встречаются старые друзья человека: медь, железо, свинец, ртуть, золото, серебро, олово, - эта дружба насчитывает уже тысячи лет. И такие металлы, знакомство с которыми состоялось лишь в последние десятилетия.
- Свойства металлов чудесны и разнообразны. Ртуть, например, не замерзает на морозе (температура плавления - 39°С), а вольфрам не боится «жарких объятий» (он - самый тугоплавкий металл и выдерживает температуру свыше 3000°С). Литий может быть отличным «пловцом» - он вдвое легче воды и при всём желании не сможет утонуть, а осмий – чемпион среди металлов-тяжеловесов – камнем пойдёт ко дну. Серебро «с удовольствием» проводит электрический ток, а у титана явно «не лежит душа» к этому занятию: его электропроводность в 300 раз ниже, чем у серебра. Железо мы встречаем на каждом шагу, а гольмий содержится в земной коре в таких мизерных количествах, что даже крупицы этого металла стоят баснословно дорого – чистый гольмий в несколько раз дороже золота.
- А чем же привлекли к себе внимание тяжёлые металлы?
- Существует более 50 элементов, которые могут быть отнесены к тяжёлым металлам, 17 из них считаются очень токсичными, но довольно широко распространёнными. Токсичная концентрация зависит от металла, его биологической роли и вида организма, который подвергается его воздействию.
- токсичность тяжёлых металлов связана с их физико-химическими свойствами. Так, высокая электроотрицательность ртути даёт ей возможность в первую очередь взаимодействовать с активными центрами ферментов и снижать их активностью, а у растений – подавлять фотосинтез в хлоропластинах.
- Металлы, находящиеся в побочных подгруппах периодической системы, в организме человека содержаться в малых количествах, и при переходе от лёгких металлов к тяжёлым токсичность их возрастает. Анализируя химический состав человеческого организма, учёные пришли к выводу, что тяжёлые металлы оказывают влияние не только на физическое, но и на психическое состояние человека. Например, известно, что при стрессе в крови возрастает содержание цинка, а вероятность инфаркта можно определить по повышенному содержанию никеля и марганца. Методом масс –спектроскопии было обнаружено, что у агрессивных людей в волосах обнаруживается повышенное содержание свинца, железа, кадмия, меди и пониженное – цинка, кобальта.
- Металлы даже в очень малых количествах жизненно важны для организма человека, и падение концентрации ниже допустимого уровня ведёт к тяжёлым расстройствам. Это объясняется тем, что многие металлы выполняют главным образом функции катализаторов.
- Молодёжь более подвержена токсичному воздействию тяжёлых металлов – ослабляется рост и развитие, нарушается деятельность нервной системы, возможно также развитие аутоиммунитета, при котором иммунная система разрушает свои собственные клетки.
- Сегодня мы поговорим о тяжёлых металлах, с которыми чаще всего связано отравление людей. Такими металлами являются: свинец, ртуть, кадмий, медь.
II. Актуализация знаний.
(Продолжительность работы – 10 мин.)
В каких пищевых продуктах содержится много железа? (Гречиха, соя, какао)
Какой металл самый распространённый на Земле? (Алюминий)
Какие металлы можно расплавить на ладони? (Галлий, t = 29,77°С; цезий, t = 28,44°С.)
Какие элементы-металлы названы в честь стран? (Рутений - Россия; полоний – Польша; германий – Германия; франций и галлий – Франция).
Назовите самый «древний» сплав. (Бронза – сплав меди с оловом)
Каким расплавленным металлом можно заморозить воду? (Ртуть, t = -39°С)
Из какого металла сделаны облицовочные плиты памятника покорителям космоса в Москве? (Титан)
Какой металл и почему называют «металлом хирургов»? (Тантал, имеющий высокую биологическую совместимость с живыми тканями)
Назовите первый синтезированный элемент (металл). (технеций)
Какие элементы-металлы названы по имени частей света? (Европий и америций)
Какие вам известны металлы-микроэлементы, управляющие жизненно важными процессами в живых организмах? (Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, Co)
Какой элемент-металл назван по имени острова? (Медь, лат. сuprum от лат. названия острова Кипр.)
Какой металл используют для защиты от рентгеновского излучения? (Свинец)
Какой металл входит в состав хлорофилла? (Магний)
15. Какой металл академик А. Е. Ферсман назвал «металлом красных огней»? (Стронций)
16. Соли какого щелочного металла используют в качестве минеральных удобрений? (Соли калия)
17. Какой металл называют «металлом консервной банки»? (Олово)
18. Какой металл самый лёгкий? (Литий)
19. Какой металл самый тяжёлый? (За право называться самым тяжёлым металлом состязаются иридий с плотностью 22,65 г/см3 и осмий с плотностью 22,61 г/см3)
20. какой метал находится при обычных условиях в жидком состоянии? (Ртуть)
- Металлов много, но было время, когда человек использовал лишь некоторые из них. Послушаем рассказы о самых интересных металлах, которые человек начал использовать на самой заре своего развития:
- Металл мудрецов и поэтов – серебро.
- Золотое лекарство – золото.
- Продлевает молодость - платина.
- Главный металл электротехники – медь.
III. Изучение нового материала.
(Сопровождается демонстрацией слайдов. Продолжительность работы – 10 мин.)
- К чуду привыкаешь быстро. Вот обыкновенная электрическая лампочка. Она лет 60 назад считалась чудом. Это и впрямь чудо, ведь в обыкновенную лампочку входят девять металлов, каждый со своими свойствами. Чудом является жизнь, здоровье, любовь. У вас наверняка есть любимое место.
- Что ваше любимое место может омрачить? (Загрязнение, в том числе металлами.)
- Послушаем рассказы о самых опасных металлах. (ртуть, свинец, стронций – 90, кадмий)
План характеристики тяжёлого металла
Положение металла в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.
Историческая справка.
Действие на организм, концентрация металла в организме человека.
Пути и способы попадания элемента в организм (источники загрязнения тяжёлым металлом)
Снижение влияния тяжёлого металла на организм.
Проблемный вопрос.
IV. Практическая работа
Самостоятельная работа – 5 мин.
Опыт 1. «Исследование влияния ионов тяжёлых металлов на биологические системы.»
Цель. Дать возможность обучающимся убедиться в разрушительном действии солей тяжёлых металлов на белки.
Инструктивная карточка.
В четыре пробирки налейте по 2 мл раствора белка.
В первую пробирку добавьте 1 мл раствора ацетата свинца, во вторую – 1 мл раствора хлорида железа (III), в третью – 1 мл раствора хлорида меди (II), в четвёртую – 1 мл раствора хлорида натрия.
Запишите наблюдения.
Сделайте выводы.
Наблюдения. Белок свернулся в пробирках, в которые добавили соли тяжёлых металлов (т. е. в пробирка № 1, 2, 3). В пробирке № 4 изменений нет, так как раствор хлорида натрия не является солью тяжёлого металла.
Вывод. Ионы тяжёлых металлов разрушают структуру белка. Этот процесс называется денатурацией.
Опыт 2. «Исследование спайки консервной банки на примесь свинца»
Цель. Доказать наличие свинца в спайке консервной банки и необходимость осторожного потребления консервов из открытой банки из-за возможного накопления в ней ядовитого свинца и его соединений.
Инструктивная карточка.
Поверхность спайки (т. е. шва) консервной банки обезжирьте комочком ваты, смоченным эфиром. Затем другой комочек ваты, смоченный раствором уксусной кислоты, на несколько минут положите на очищенное место.
На обработанную эфиром и уксусной кислотой поверхность спайки консервной банки положите комок ваты, смоченной раствором йодида калия.
Запишите наблюдения.
Наблюдения. Вата быстро желтеет из-за образовавшегося йодида свинца (II), что указывает на наличие примеси свинца на спайке банки выше нормы, т. е. более 1% (допустимая норма 0,04%).
Вывод. Спайка (шов) консервной банки представляет собой сплав олова и свинца, при её разрушении, например, при открывании банки, свинец может попасть в консервы. Поэтому консервы не подлежат длительному хранению после их вскрытия.
V. Включение нового знания в систему знаний и повторение.
- А сейчас ответим на самый главный вопрос: как снизить воздействие тяжёлых металлов на организм человека?
- Из выступлений обучающихся мы убедились, что подвергаться их воздействиюмы можем черезпитьевую воду, вдыхание веществ, загрязняющих воздух, контактируя с загрязнёнными почвами или промышленными отходами и употребляя в пищу загрязнённые продукты. В малых количествах тяжёлые металлы необходимы для организма, а в больших дозах они являются токсичными.
- Подумайте и ответьте на вопросы, которые у вас записаны на карточке «Вопросы для обсуждения»
1. Что является противоядием от тяжёлых металлов?
2. Что нужно сделать, если в помещении разлита ртуть?
3. Почему консервы после вскрытия из жестяной тары нужно перекладывать в стеклянную посуду?
4. Почему нельзя использовать декоративную посуду для пищевых целей?
5. Почему вдоль лесных дорог следует сажать лесные породы деревьев, а не культурные?
6. Почему ограничен экспорт детских резиновых игрушек из Китая?
- Все ваши ответы мы сформулируем в виде «Полезных советов»:
1. Противоядием от многих тяжёлых металлов и их солей является белок.
2. Если металлическая ртуть оказалась разлита в помещении, её следует засыпать порошком серы или залить раствором хлорида железа (III).
3. Жестяная тара спаивается припоем, содержащим определённое количество свинца, поэтому консервы следует перекладывать в стеклянную посуду.
4. нельзя хранить и готовить пищу в декоративной посуде, так как она предназначена для украшения, а не для пищи – глазурь, которой покрыта посуда, содержит соли свинца и кадмия.
5. Вдоль дорог следует сажать лесные породы деревьев, а не культурные, так как этилированный бензин, попадая в почву, поглощается растениями.
6. Детские китайские игрушки могут содержать токсичные красители, в состав которых входит кадмий.
- Будьте внимательны к тому, что вас окружает, учитесь бережному и безопасному обращению с незнакомыми веществами. А также учитесь узнавать своих друзей и помощников. Например, растение аспарагус. Такие лакомства, как мармелад и фруктовое желе, а также яблоки, лимоны, свёкла и др. содержат пектин – вещество, способное выводить из организма тяжёлые металлы. Он обладает уникальными свойствами – образует комплексы с тяжёлыми и радиоактивными элементами.
- Следующий пункт нашего плана подготовлен обучающимися по материалам научно-популярной, исторической, художественной и другой дополнительной литературы.
Исторические факты.
(Продолжительность работы – 5 мин.)
В 1692 году, незадолго от своего пятидесятилетия, И. Ньютон тяжело заболел. Болезнь, тянувшаяся более года, была серьёзной и непонятной. Она подорвала физические силы учёного, нарушила его душевное равновесие. Это был «чёрный год» в жизни Ньютона, как называют его биографы. Он потерял сон и аппетит, находился в состоянии глубокой депрессии, избегал контактов даже с друзьями. Временами он испытывал нечто вроде мании преследования, а иногда его начинала подводить память. Кто же оказался виновником болезни Ньютона?
Оказалось, что виновниками болезни Ньютона явились ртуть и её соли. На протяжении 18 лет ньютон часто обращался к химии. Из записей учёного следует, что он работал с большим количеством ртути, подолгу нагревал её соли, чтобы получить летучие вещества, часто пробовал на вкус то, что у него получалось. В рабочих тетрадях 108 раз встречаются заметки типа «вкус сладковатый», «безвкусно», «солоновато», «очень едкое». Все симптомы болезни Ньютона напоминали признаки ртутного отравления. Анализ волос великого учёного показал, что концентрации металлов с высокой токсичностью в них значительно повышает нормальный уровень.
В России при царе Алексее Михайловиче повелевалось всех, у кого будет найден табак, бить кнутом до тех пор, пока курильщик не признается, откуда взят табак. Правило, запрещающее курение на улицах, действовало многие десятилетия в городе на Неве.
Человек, выкуривший 22 тысячи сигарет, приравнивается к работнику уранового рудника. При выкуривании одной пачки сигарет с общей массой табака 20 г образуются канцерогенные смолы, в которых содержаться тяжёлые металлы (кадмий, никель). В организме курящего скапливается табачный дёготь, который может вызвать злокачественный рост тканей. Так стоит ли курение всех этих последствий?
Профессор одного из университетов читал студентам лекцию о соединениях ртути; на кафедре перед ним стояли два стакана: один с подслащённой водой, которую профессор любил пить во время лекции, другой – с раствором сулемы для опытов. По ошибке лектор глотнул из второго стакана. Сулема – сильный яд, и профессор знал об этом. Но он знал и противоядие. Он велел разболтать сырые яйца с водой. Началась сильная рвота, яд вышел из организма, и впоследствии никаких признаков отравления не проявилось.
VI. Рефлексия учебной деятельности. Итог урока.
(Продолжительность работы – 5 мин)
- Что нового узнали на уроке?
- Какую цель мы ставили в начале урока?
- Наша цель достигнута?
- Что нам помогло справиться с затруднением?
- Какие знания нам пригодились при выполнении заданий на уроке?
- Как вы можете оценить свою работу?
Подведём итог. Обсуждение проблемы сохранения здоровья человека связано с проблемой ограничения в окружающей среде количества загрязнителей. Прежде всего, каждый человек должен сам заботиться о своём здоровье. Для этого необходимо постоянно расширять знания о себе и окружающем мире. Ваше здоровье в ваших руках.
Берегите себя и своих близких!
VII. Домашнее задание.
(Продолжительность работы – 5 мин)
Написать в тетрадях эссе на тему «Что я могу изменить в своём образе жизни, чтобы ослабить отрицательное воздействие металлов на окружающую среду?»
