Самое обычное, но столь удивительное вещество.

Тема: Самое обычное, но столь удивительное вещество.

(Вода. Физические свойства воды. Очистка воды.)

Вид урока: Урок получения новых знаний с элементами эксперимента.

Цели урока:

1. Обучающая: Формировать знания учащихся о воде как о самом распространенном

веществе на Земле, о физических свойствах воды, об экологической роли воды в природе. Дать понятие о видах загрязнения воды и познакомить с правилами очистки сточных вод. Показать необходимость предотвращения загрязнения водоёмов.

1. Воспитывающая: Формировать потребность поведения и деятельности, направленные на улучшение состояния окружающей среды, следовательно, и здоровья человека.

2. Развивающая: Формировать способность к анализу экологических ситуаций, связанных с загрязнением воды. Прививать навыки исследовательской работы. Формировать навыки самообразования, аналитического мышления, зрительной памяти и внимания. Формировать убеждения в возможности решения экологических задач и проблем, стремление к личному участию в практических делах по защите окружающей среды.

Организация урока:

1. Необходимы фрагменты видеофильма «Вода»: Вода в природе, физические свойства воды, круговорот воды в природе, получение дистиллированной воды, очистка сточных вод.

2. Необходимо за неделю до урока заложить опыт с водными и наземными растениями (используя таблицу 11 на стр. 96 учебника за 8 класс) о влиянии загрязнения воды на биосферу.

3. Для схемы круговорот воды необходимы магниты и карточки (1/2 листа А4) со следующими терминами: моря, океаны, озёра, реки, подземные воды, водяные пары, облака, дождь, растения, животные, дыхание.

4. Для проведения эксперимента необходимо оборудование на каждом столе.

Оборудование:

1. Лабораторные опыты №1-3

   1. термостойкая пробирка с небольшим количеством гипса;

   2. термостойкая пробирка с небольшим количеством рисовой крупы;

   3. химический стаканчик со льдом.

   4. держатель для пробирок;

   5. горелка, сухое горючее, спички.

2. Лабораторный опыт № 4.

   1. Дистиллированная вода; (в небольших сосудах)

   2. речная вода;

   3. морская вода (приготовить из морской соли);

   4. стеклянная пластинка;

   5. стеклянная трубочка;

   6. держатель для пробирок;

   7. горелка.

Девиз урока: «Вода – самое удивительное вещество в мире».

Ход урока.

1. Орг. момент. Объявление темы, постановка цели урока.

1. Объяснение нового материала.

Вступление фрагмент видеофильма «Вода» (тезисы).

«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаются, ни ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни, ты – сама жизнь… Ты самое большое богатство на свете…

Антуан Сент-Экзюпери.

«Ни одно из природных веществ не играет такой выдающейся и существенной роли на поверхности земного шара и в прилегающих слоях, как вода… Наука и техника подтвердили старое основное положение человечества: вода есть то, из чего происходит всё…

Э.Х. Фрицман – специалист по физической

химии воды.

Раздел 1. Нахождение воды в природе.

Aqua omnia sunt, что в переводе с латинского – «вода существует везде».

Нам сейчас действительно необходимо доказать, что вода существует везде на Земле.

С точки зрения экологии вся Земля поделена на сферы.

• Какие сферы Земли вы знаете?

(Атмосфера – воздушная оболочка Земли, Литосфера – твердая оболочка Земли, Гидросфера – водная оболочка Земли, Биосфера – оболочка, объединяющая всех живых существ на Земле).

Из перечисленных сфер наибольшее скопление воды приходится на гидросферу. Причем 94% всей воды сосредоточено в мировом океане;

4,2% - приходится на подземные воды;

1,7% - на ледники;

0,02% - на озёра;

0,001% - на реки.

• Есть ли вода в других сферах Земли?

(Да)

Убедиться в этом нам поможет химический эксперимент. Он связан с нагреванием веществ, поэтому необходимо повторить правила по технике безопасности при работе с горелкой. (Правила по ТБ)

Опыт 1. Вода в литосфере.

Литосфера – твердая оболочка Земли, состоящая из природных минералов. Одним из таких минералов является гипс. Для эксперимента мы взяли порошок гипса.

• Опишите данное вещество, его внешний вид и состояние.

(Мелкий порошок белого цвета)

• Можно ли по внешнему виду предположить что данное вещество имеет в своём составе воду?

(нет, по внешнему виду порошок сухой, сыпучий)

Аккуратно прогреем пробирку с гипсом, закрепив её в держателе для пробирок. (Нагревать недолго, чтобы пробирка сильно не раскалилась).

• Что можно наблюдать на внутренней поверхности пробирки при её остывании?

( На внутренней поверхности пробирки, видим образование капелек влаги – это конденсируется вода, входящая в состав минерала, и испарившаяся из него при нагревании).

Опыт 2. Вода в атмосфере.

Атмосфера – воздушная (газообразная) оболочка Земли. Она окружает нас, и все предметы вокруг нас. Возьмите в руки стаканчик с кусочками льда (снега), обратите внимание на его наружные стенки.

• Какой на ощупь стаканчик со льдом?

(холодный и влажный)

• Почему на наружных стенках стаканчика появились капельки воды?

(Пары воды, находящиеся в воздухе охлаждаются холодными стенками стаканчика

и конденсируются на них в виде капель.)

Опыт 3. Вода в биосфере.

О том, что некоторые животные и растения содержат большое количество воды в своём составе вы знаете из уроков биологии. Например: тело медузы на 99% состоит из воды, в теле человека - 65% воды, в мозге человека – 80% воды, огурец, салат, спаржа содержат 95% воды, томаты, морковь – 90% воды.

• Но есть ли вода в семенах растений, таких сухих и твердых на первый взгляд?

Аккуратно нагреем в пробирке рисовую крупу.(Нагревать недолго, не доводя до потемнения семян.)

• Что можно наблюдать на внутренней поверхности пробирки при её остывании?

(На внутренних стенках пробирки выделяются крупные капельки воды, испарившейся из крупы при её нагревании.)

Давайте сделаем вывод исходя из наших наблюдений.

Вода – самое распространенное вещество на нашей планете.

Вода входит в состав всех сфер Земли.

Раздел 2. Вода – химическое вещество.

(Запись в тетради)

Химическая формула: Н₂О

Относительная молекулярная масса (Мr) = 18

• А что представляет из себя вода с физической точки зрения?

Давайте рассмотрим внимательней дистиллированную воду. Наблюдения запишем в тетрадь в раздел физические свойства воды.

Физические свойства:

Агрегатное состояние: твердое, жидкое и газообразное (наблюдали при проведении

опытов);

Цвет: бесцветное вещество;

Запах: без запаха (обратить внимание на ТБ при определении запаха веществ);

Вкус: без вкуса (обратить внимание на ТБ, можно ли определять вкус химических

веществ?)

• Дополним полученные сведения с помощью фрагмента видеофильма «Физические свойства воды».

Температура плавления: 0⁰С;

Температура кипения: 100⁰С;

Плотность (ρ) = 1 г/см³ (при 4⁰С) Обратить внимание на разность в плотности воды, льда и пара.

• Обладает ли речная и морская вода такими же свойствами? Давайте вспомним вода в реке Тобол замерзает, когда устанавливается температура равная 0⁰С, или более низкая? А когда замерзает вода в морях или океанах? Почему это происходит? Чем отличается дистиллированная вода от речной или морской?

Опыт 4. Вода – растворитель.

На одно предметное стекло, закрепленное в держателе, поместить каплю дистиллированной воды и нагреть её до испарения. (Обратить внимание на ТБ при нагревании стекла. Не перегревать. Как только начинается процесс испарения, нагревание прекратить во избежание растрескивания стекла.)

Опыт повторить, нанося на другие предметные стекла, капли речной и морской воды.

• Обратить внимание на то, что при нагревании в первую очередь из воды выделяются газообразные вещества, растворённые в ней. Это азот, кислород, углекислый газ и другие газы из атмосферы, растворившиеся в воде.

• Что осталось на предметных стеклах после испарения воды?

(на предметном стекле с дистиллированной водой – ничего, на стеклах с речной и морской водой – соль.)

Исходя из наших наблюдений, давайте сделаем вывод и запишем его в тетрадь.

Вода является хорошим растворителем. Поэтому природная вода содержит в себе растворенные газы и соли. В морской воде примесей больше, чем в речной. Дистиллированная вода является чистой водой.

• Почему именно в морской и океанической воде содержится больше всего примесей?

Это связано с круговоротом воды в природе.

Раздел 3. Круговорот воды в природе.

Внимательно просмотрим фрагмент видеофильма «Круговорот воды в природе» и на его основе составим схему круговорота воды в природе используя ключевые слова: моря, океаны, озёра, реки, подземные воды, водяные пары, облака, дождь, растения, животные, дыхание.

(запись в тетради)

Круговорот воды в природе.

Облака

Водяные пары Дождь

Дыхание

Растения

Озера

Реки

Животные

Подземные воды

Океаны

Моря

Вывод:

Вода, включенная в круговорот, являясь хорошим растворителем, легко растворяет в себе газы, находясь в атмосфере, и соли – находясь в литосфере.

• Человеку необходима чистая вода. Достаточно ли заботится лишь о чистоте гидросферы, для того чтобы сохранить её чистоту?

( Нет.)

В процессе своего круговорота вода затрагивает все сферы Земли, поэтому загрязнение любой из сфер (атмосферы, литосферы, биосферы) – приведет к загрязнению воды.

Раздел 4. Очистка воды.

Итак, вы запомнили, что в природе нет чистой воды. Но человеку иногда необходима чистая вода, например, для разведения лекарственных веществ и т.п. Человек научился получать чистую воду, не содержащую примесей. С ней вы познакомились во время проведения эксперимента. Эта вода называется дистиллированная. А как её получают, вы узнаете, просмотрев фрагмент видеофильма «Дистилляция воды».

(запись в тетради)

Дистилляция – это физический процесс очистки воды от примесей, основанный на разнице в температурах кипения воды и растворённых в ней веществ.

Дистиллированная вода природе не нужна. Ведь соли, растворенные в воде, животные и растения используют для питания и построения своего тела, растворённым в воде кислородом дышат рыбы, моллюски и другие водные животные. Природе нужна «чистая» вода.

Но человек в результате своей хозяйственной деятельности может загрязнить её настолько, что она становится опасной для природы. Особую опасность представляют сточные воды.

(запись в тетради)

Сточные воды – воды, образующиеся в результате хозяйственной деятельности человека, сбрасываемые в природные водоёмы.

• Давайте с вами поближе познакомимся с видами загрязнения воды в результате хозяйственной деятельности человека и последствиями такого загрязнения.

Для этого используем таблицу учебника № 11 на странице 96.

Таблица состоит из 2х колонок: вид загрязнения и причина загрязнения. Мне кажется, что данная таблица не совсем полная, так как нет графы – последствия загрязнения. Восполним этот пробел, заполнив данную графу дома. А помогут вам в этом результаты эксперимента, проведенного ученицей вашего класса.

(Объяснение эксперимента о влиянии загрязнённой воды на водные и наземные растения.)

Вывод:

Сточные воды – загрязненные воды оказывают необратимое, вредное воздействие на окружающую среду, приводящее к гибели животных и растений, поэтому они не должны попадать в водоёмы без предварительной очистки.

• В настоящее время большинство предприятий, использующих воду, производят очистку воды. Сейчас мы просмотрим фрагмент видеофильма «Очистка сточных вод», а вы в тетрадях зафиксируйте основные этапы очистки.

(запись в тетради)

Этапы очистки сточных вод:

1. Первичная или механическая: а )фильтрация;

б) отстаивание.

1. Вторичная: а) биологическая – удаление органических веществ с помощью

аэробных бактерий;

б) химическая – хлорирование или озонирование – удаление

болезнетворных бактерий.

1. Третичная или специальная ( не всегда, только если необходимо) – дистилляция.

Даже при очень хорошей очистке в воде сохраняются практически все минеральные соли и 10 % органических веществ. Поэтому перед сбросом в водоёмы этот «рассол» необходимо разбавить, на что расходуется речная, т.е. пресная вода.

Пресной воды на Земле очень мало. Несмотря на то, что 2/3 поверхности Земли покрыты водой, только 0,2% этой воды является пресной. Только пресная вода используется человеком в промышленности и в быту. Уже сейчас многие страны испытывают недостаток в пресной питьевой воде. А страны Западной Европы даже завозят её из других стран, более чистых в экологическом отношении. Германия – из Швеции, Голландия – из Норвегии.

Вывод: Воду необходимо беречь!

3. Рефлексионно - оценочный этап.

1.Учащиеся делают краткий вывод, что они узнали на уроке о воде, способах её

очистки и экологической роли воды в природе и жизни человека.

2. Учащиеся отвечают на вопросы теста и производят взаимопроверку.

3. Учитель подводит итог.

Наш урок подходит к концу, и мы должны понимать, что:

1. ВОДА – бесценный природный дар, необходимый для жизни всего

живого на Земле.

1. ПРЕСНОЙ ВОДЫ на Земле совсем немного.

2. На предприятиях, использующих воду, необходимо внедрять малоотходные технологии и замкнутые системы водопотребления, предусматривать уменьшение вредных выбросов в атмосферу, водоёмы, на открытые участки почвы, а также строить очистные сооружения.

3. Нельзя сливать неочищенные сточные воды промышленных предприятий и животноводческих ферм в водоёмы.

4. За нарушение правил водопользования человек должен нести ответственность в законодательном порядке.

4. Задание на дом: § упр. стр.

Приложение к уроку.

Экологические задачи.

Проблема охраны и очистки воды с каждым годом становится острее. Не исключено, что в ближайшем будущем кто-то из вас, нынешних учеников, должен будет брать на себя ответственность за решение тех или иных производственных проблем, которые напрямую связаны с состоянием окружающей среды. Я предлагаю вам подумать над решением задач, возникающих в различных экологических ситуациях.

Задача № 1.

Вычислите объем чистой воды, которая бесцельно расходуется при плохо закрытом кране за час и за сутки, если стакан (250 мл) наполняется за минуту.

(15 литров за час, 360 литров за сутки)

Задача № 2.

Завод свинцово - никелевых аккумуляторов произвел сброс сточных вод в закрытый водоём. Каковы вероятные последствия этого акта для обитателей водоёма и человека?

Задача № 3.

В результате вулканической деятельности образовалась смесь газов объемом 200 м³, в которой объемная доля сероводорода (Н₂S) составила 0,15. Сероводород полностью растворился в соседнем водоёме, объем воды в котором 5 ∙ 10⁶ м³. Можно ли использовать воду из данного источника в хозяйственных целях, если ПДК (Н₂S) составляет 0,05 мг/л?

(Это больше, чем ПДК (Н₂S). Воду использовать нельзя.)

Задача № 4.

Выживут ли караси в озере объемом 500000 м³, в воду которого попало 100 м³ сточных вод сернокислотного завода, содержащих 1600 кг оксида серы (VI)? Токсичная концентрация серной кислоты для карасей равна 138 мг/л.

(Это меньше ПДК(SO₃). Караси выживут.)

Задача № 5.

Целлюлозно-бумажный комбинат произвёл сброс сточных вод. Вычислите объём хлора, необходимого для очистки 100 м³ сточных вод от сероводорода. Концентрация сероводорода в сточных водах равна 0,05 мг/л.

(Уравнение реакции Н₂S + Cl₂ → 2НСl + S↓)

(Необходимо 32,93 л Cl₂ для очистки отН₂S.)

Задача № 6.

В сточных водах химико – фармацевтического комбината объёмом 300 м³ был обнаружен хлорид ртути (II), концентрация которого составила 5 мг/л.Для очистки решили применить метод осаждения и в качестве осадителя использовали сульфид натрия массой 450 г. Будут ли достаточно очищены сточные воды для сброса их в ближайший водоём?

(Нет, сбрасывать воду нельзя, так как в ней ещё содержится 35 г хлорида ртути (II).)

Инструктивная карточка.

- оболочка Земли, населенная

живыми организмами.

Сферы Земли:

Раздел 1. Где на Земле встречается вода?

– внешняя твердая оболочка Земли.

– водная оболочка Земли.

– газообразная оболочка Земли.

Вопрос: Где на Земле можно обнаружить воду?

Лабораторный практикум 1.

(Техника безопасности. При работе с горелкой соблюдайте особую осторожность во избежание получения термических ожогов. Пробирку правильно закрепляйте в держателе для пробирок, держатель должен находиться на расстоянии большого пальца от отверстия пробирки. Горелку устанавливайте на столе так, чтобы рядом не оказалось легковоспламеняющихся веществ. Горелку зажигайте только спичкой и тушите с помощью колпачка. Прежде чем нагревать вещество прогрейте всю пробирку. По окончании работы горячую пробирку установить в штатив. Держатель снять с пробирки.)

1. Вода в литосфере.

Опыт 1. В термостойкую пробирку поместить немного порошка гипса (природного минерала),

закрепить пробирку в держателе и нагреть гипс.

Что появляется на стенках пробирки?

2. Вода в атмосфере.

Опыт 2. В сухую пробирку поместить немного снега, или льда. Подождать несколько минут.

Почему запотели стенки пробирки снаружи?

3. Вода в биосфере.

Опыт 3. В сухую пробирку поместить зернышки сухого риса, закрепить пробирку в держателе.

Слегка нагреть рис.

Что появляется на стенках пробирки?

Результаты наблюдений в виде вывода записать в тетрадь!

Раздел 2. Вода – химическое вещество.

Химическая формула ____________________

Состав молекулы _______________________

Мr ( ) =_________

Физические свойства воды.

Лабораторный практикум 2.

Налейте в чистую пробирку немного дистиллированной воды. Рассмотрите её. Данные наблюдений запишите в рабочую тетрадь по плану:

Агрегатное состояние_________________________________

Цвет________________________________________________

Запах________________________________________________

Вкус? Можно ли химические вещества пробовать на вкус ?

На основании видеофильма дополним сведения о физических свойствах воды.

Температура плавления (t_{(плавления)} =________⁰ С)

Температура кипения ( t_{( кипения )} =_________⁰С)

Плотность ( ρ = ________г/см³)

Состояние воды	Плотность,г/см3	Стандартная теплоёмкость Дж/ (к∙моль)
Газ	0,5977 ∙ 10-3 (1000С)	33,6
Жидкость	0,99987 (00С) ≈ 1	75,3
Кристалл	0,9168 (00С)	37,7

Вопрос: Обладает ли речная и морская вода такими же физическими свойствами?

Лабораторный практикум 3.

Опыт 1. Закрепить предметное стекло в держателе, с помощью пипетки поместить на него немного

дистиллированной воды. Нагреть до испарения воды.

Опыт 2. На второе предметное стекло поместить каплю речной воды. Нагреть. Почему при

нагревании воды выделяется некоторое количество газообразных веществ. Продолжить

нагревание до испарения воды.

Опыт 3. На третье предметное стекло поместить каплю морской воды. Нагреть до испарения.

Вопрос: Одинаков ли полученный результат. О чем он свидетельствует.

Выводы запишите в рабочую тетрадь.

Вопрос: Почему морская вода содержит большое количество примесей?

Раздел 3. Круговорот воды в природе.

Задание. Используя данные видеофильма, составьте схему круговорота воды в природе, используя

ключевые слова: Реки, Моря, Океаны, Озера, Грунтовые воды, Водяной пар, (дыхание), Дождь, Облака,

Растения, Животные.

Запишите схему в тетрадь.

Вопрос: Почему Леонардо да Винчи называл воду «Возницей природы»?

Вопрос: Если человеку необходима чистая вода достаточно ли заботится лишь о чистоте гидросферы?

Раздел 4. Очистка воды.

Дистиллированная вода

Задание. Используя данные видеофильма определите, получение дистиллированной воды это химический или физический процесс? Обоснуйте свой ответ.

Вопрос: Существует ли в природе чистая вода?

Сточные воды.

Вопрос: Какие воды называются сточными?

Определение записать в тетрадь.

Вопрос: Какие виды загрязнений характерны для сточных вод?

Для ответа изучите табл. 11 стр. 96 учебника

Очистка сточных вод.

Задание. Используя данные видеофильма, зафиксируйте в тетради основные этапы очистки сточных вод.

Очистка сточных вод: А) первичная или ________________________

( этапы очистки ___________________ и _________________.)

Б) вторичная: _________________ и ______________________.

В) третичная или специальная – дистилляция.

Даже при очень хорошей очистке в сточных водах остаются практически все минеральные соли и 10 % органических веществ. Поэтому все сточные воды перед сбросом в реки требуют разбавления, на что расходуется очень много пресной воды.

Берегите воду!

Тест: Вода. Очистка воды.

1. Вода в природе встречается:

А) в гидросфере;

В) в литосфере;

С) в биосфере;

D) в атмосфере;

Е) во всех сферах Земли.

1. Всеми свойствами воды как индивидуального вещества обладает:

А) морская вода;
В) водопроводная вода;
С) дистиллированная вода;
D) дождевая вода;

1. Агрегатное состояние воды, обладающее наибольшей плотностью:

А) Лед;

В) Вода;

С) Пар.

1. Природная вода насыщена газами и минеральными солями, так как она:

А) прозрачна;

В) при н.у. находится в 3-х агрегатных состояниях;

С) хороший растворитель;

D) замерзает при 0⁰С;

.

1. Получение дистиллированной воды – процесс:

А) химический;

В) физический;

С) биологический.

1. Дистиллированная вода кипит при:

А) 0⁰С;

В) 4⁰С;

С) 50⁰С;

D) 100⁰С.

1. Вода, сбрасываемая в водоёмы после использования человеком –

А) дистиллированная;

В) сточная;

С) минеральная;

D) пресная.

1. Фильтрованием из воды удаляют примеси:

А) растворимые;

В) нерастворимые;

С) растворимые и нерастворимые;

D) газообразные.

1. Дистилляцию проводят для удаления из воды:

А) всех примесей;

В) нерастворимых примесей;

С) растворимых примесей;

D) газообразных примесей.

1. Природе не нужна вода:

А) дистиллированная и загрязненная;

В) солёная;

С) минеральная;

D) пресная.

1. От всего количества воды, существующего в природе, пресная вода составляет:

А) 50 %;

В) 25 %;

С) 10 %;

D) 0,2 %.

Воду необходимо беречь!