«Серная кислота и ее отрицательное воздействие на среду»

Тема урока: «Серная кислота и ее отрицательное воздействие на среду». (на уроке используется презентация)Девиз урока: «Лик планеты химически резко меняется человеком сознательно и главным образом бессознательно». (В.И.Вернадский)Цель урока: вспомнить важнейшие соединения серы, закрепить знание общих и специфических свойств серной кислоты, ее значение, определить влияние серной кислоты на морфологические и физиологические характеристики растительной клетки. Вначале урока ребята садятся по группам: секция экологов, секция химиков, секция географов. Занятие начинает учитель химии Михайлюк В.А. , говоря о необходимости изучения серной кислоты – одного из важнейших веществ, которое не зря получило название «хлеб химии». Свое название оно получило из-за широкого использования. Нет ни одной отрасли химической промышленности, где бы ни находила применение серная кислота. Ежегодное производство кислоты составляет 160 млн тонн. ^ Работа учащихся оценивается в течении двух уроков и заносится в оценочный лист.Сообщение учащегося (слайд): Применение серной кислоты. Серная кислота – один из важнейших продуктов основной химической промышленности. Основным потребителем серной кислоты является производство минеральных удобрений: фосфорнокислотного удобрения.^ Д! (суперфосфата) и азотного удобрения (сернокислого аммония). Серная кислота необходима также для производства других кислот, поэтому ее называют хлебом химической промышленности. Серная кислота используется и при изготовлении почти всех взрывчатых веществ. Кроме того она необходима для получения сернокислых солей, для очистки бензина, керосина и смазочных масел, зарядки свинцовых аккумуляторов и т.д. Серная кислота в виде так называемых травильных растворов применяется в металлообрабатывающей промышленности, где она служит для снятия окалины и загрязнения с металлических изделий перед их окраской или покрытием другими металлами (никелем, хромом и т.д.). Концентрированная серная кислота является катализатором в производстве синтетических волокон, пластмасс и других органических веществ. ^ Учитель химии Михайлюк В.А. Серная кислота жадно поглощает пары воды поэтому часто применяется для осушки газов. Способность поглощать воду объясняет обугливание многих органических веществ, особенно относящихся к углеродам (клетчатка, сахар и др.) Серная кислота отнимает от углеродов водород и кислород, которые образуют воду, а углерод выделяет в виде угля. Как это свойство серной кислоты отражается на растениях? Послушаем учителя биологии Мельник Н.Р. (слайд). Серная кислота – одно из самых сильных химических веществ, оказывающих разрушающее действие на живые организмы. Серная кислота в виде мельчайших капель образуется в атмосфере при попадании в воздух оксида серы (IV). Основные источники – предприятия цветной металлургии, сернокислотные производства, сжигание топлива. SO2 – разъедает ткани живых организмов, наносит вред растениям. Под руководством учителя биологии учащиеся закладывают опыт для изучения воздействия серной кислоты на растительную клетку. Для этого они опускают листья разных комнатных растений в стакан с 50% серной кислотой, не окуная их в кислоту.^ Учитель химии обращает внимание при закладке опыта на соблюдение правил безопасности при работе с серной кислотой. В течении 1 часа листья выдерживаются в стакане над кислотой.^ Сообщение учащегося (слайд):Кислотные дожди. В городах и промышленных районах с развитой химической, металлургической и нефтеперерабатывающей промышленностью могут выпадать «кислотные дожди», другими словами атмосферные осадки (в том числе снег) с промышленным содержанием серной, азотной, соляной и других кислот. Откуда же берутся в атмосфере эти кислоты? При сжигании горючих ископаемых (угля, нефти, газа) большая часть содержащейся в них серы превращается в диоксид SO2; значительные количества SO2 выбрасываются предприятиями цветной металлургии. В результате реакций азота и кислорода в двигателях внутреннего сгорания, а также при электрическом разряде в атмосфере образуются оксиды азота. Последние также выбрасываются химическими предприятиями, производящими азотную кислоту и азотные удобрения. Иногда можно наблюдать шлейфы рыжего дыма над такими заводами – это печально известные «лисьи хвосты». Газообразные диоксид серы и оксиды азота реагируют с атмосферным кислородом и водой с образованием кислот. Соляная кислота и хлороводород, образующиеся во многих химических производствах, сами по себе являются источниками кислотных дождей. Такова причина возникновения кислотных дождей. Кислотные дожди наносят большой вред людям (увеличивается число легочных заболеваний) и природе – в озерах гибнет рыба, ухудшается плодородие почв, уменьшается урожайность сельскохозяйственных культур, снижается прирост лесов и наблюдается их усыхание. Кислотные дожди способствуют вымыванию из почвы тяжелых металлов, которые затем усваиваются растениями. Используя такие растения в пищу, человек также получает повышенную дозу тяжелых металлов. Возникает опасность загрязнения ими грунтовых вод, а следовательно питьевой воды. Кислотные дожди разрушают архитектурные памятники. Так, афинский Акрополь за последние 50 лет пострадал больше, чем за предыдущие тысячелетия. Воздушными потоками облака с повышенным содержанием кислот и кислотных оксидов перемещаются на большие расстояния, вызывая кислотные дожди и ухудшая общее экологическое состояние планеты. Борьба с кислотными дождями представляет большие сложности и требует вложения значительных средств. ^ Учитель географии Суранова И.А. Наибольшее количество SO2 выбрасывают тепловые электростанции и предприятия цветной металлургии, на которых осуществляется окислительный обжиг сульфидных руд, а также заводы серно-кислотные. Выбросы SO2 распространяются на значительные расстояния от источника (на тысячу и более километров). ^ Учитель географии показывает на карте сернокислотные заводы (слайд).Сообщение учащегося: История открытия серной кислоты. Когда же впервые человек стал применять и получать серную кислоту? В древности минеральные кислоты не были известны людям. Первое упоминание о серной кислоте встречается в трудах арабского алхимика Гебера. Под его именем до нас дошли различные сочинения на арабском и латинском языках, в которых он говорит о том, что при сильном нагревании квасцов перегоняется «спирт», обладающий сильной растворяющей силой. Квасцы применялись в формации, в медицине, при обработке кожи, при крашении тканей и т.д. Вот эти квасцы и исследовал Гебер, а тот «спирт», о котором он говорит, и был серной кислотой. Но этот факт остался в истории химии просто установлением нового, ранее неизвестного вещества – серной кислоты. Специально же в то время ее еще не получали. Получать серную кислоту стали в средние века. Способ получения серной кислоты, применявшийся алхимиками и существовавший до 18 века основывали на разложении сульфатов при нагревании, а также нагреванием серы с селитрой. Особенно способствовали изучению серной кислоты наблюдения сделанные Андреем Либавием, который жил в 16 веке. Он показал, что серная кислота, получаемая при горении серы в селитре или при прокаливании квасцов одинакова. Это было важное наблюдение. Так возник технический способ получения серной кислоты – камерный, который позднее стал называться нитрозным. Впервые в промышленности он был осуществлен а Англии в 1740 году. Самый первый камерный завод по получению H2SO4возник в Англии в 1746 году, несколько позднее во Франции – в 1766 году. В России серная кислота впервые стала получаться на заводе князя Голицына под Москвой в 1805 году. Мы познакомились с получением H2SO4 нитрозным способом, но такая кислота не особенно чистая и концентрированная. Поэтому область ее применения ограничена. В таких областях как получение взрывчатых веществ, или в органическом синтезе нужна более чистая кислота. Для таких целей используют кислоту, полученную контактным способом. С этим способом мы познакомились на уроке. ^ Учитель химии Михайлюк В.А. повторяет изученный материал, проведя фронтальную беседу. Вопросы для фронтальной беседы (слайд). После этого учащиеся вновь работают по группам. В каждой группе выбран консультант, который оценивает знания ребят своей группы. Учителя химии, биологии, географии приготовили задания для каждой из секций.Задание для секции химиков:Зимой между рамами окон иногда помещают сосуд с концентрированной серной кислотой. С какой целью это делают? Почему нельзя заполнять сосуд кислотой доверху? Какое свойство кислоты при этом наблюдается?Составьте уравнения реакций, которые практически осуществимы: CuSO4 + HClCu + HCl NaOH + H2SO4 Na2SO3 + H2SO4В трех пробирках под номерами 1,2,3 находятся растворы солей. Определите в какой из пробирок находится соль серной кислоты Na2SO4. Напишите уравнение соответствующей реакции. Задание для секции экологов:Лишайники широко распространены в природе, но почти не встречаются в городах. Почему?Что такое смог? Чем он опасен для людей?Каким образом газы, загрязняющие атмосферу, могут попасть в природные источники воды (озера, реки)? (Ответ представить в виде схемы).Задание для секции географов:1. Отметить на контурной карте центры химической промышленности по производству серной кислоты.2. Почему сернокислотные заводы размещают в местах значительного потребления кислоты?3. Где применяют серную кислоту?Ребята отчитываются за групповую работу. После этого учащиеся возвращаются к заложенному опыту в начале урока.^ Учитель биологии Мельник Н.Р. задает вопросы: Какие последствия для растения может иметь попадание серной кислоты на его лист? Почему на листьях появились белые пятна? Учащиеся отвечают, что серная кислота вызывает обезвоживание органических соединений, которые образуются в листе в процессе фотосинтеза. Группы докладывают результаты своих исследований и учащиеся строят ряд устойчивости клеток разных растений к обезвоживанию, учитывая, что чем больше осталось живых клеток, тем лучше растение выносит обезвоживание. Они делают вывод о том, что наиболее устойчивы к действию серной кислоты растения с толстой кутикулой и малым количеством хлорофилла.^ Учитель биологии Мельник Н.Р. знакомит ребят с мерами защиты окружающей среды. Оксид серы (IV) – SO2 считается одной из составных частей токсичных туманов и одним из активных компонентов формирования смога. Воздействие SO2 на органы дыхания способствует возникновению бронхитов, может нарушить углеводный и белковый обмен, способствует образованию метгеноглобина, снижению иммунитета.^ Сообщение учащегося:Мероприятия обеспечивающие эффективность природоохранительных мер. Для вредных веществ в атмосфере законодательно установлены предельно допустимые концентрации, не вызывающие ощутимых последствий. ПДК (SO2) – 0,05 мг/м3. С целью предотвращения загрязнения атмосферы разработаны мероприятия, обеспечивающие правильное сжигание топлива, переход на газофицированное центральное отопление, установку очистных сооружений, которые позволяют экономить сырье, предотвращают загрязнение воздуха. Например, улавливание серы из выделяющихся газов дает возможность увеличить выпуск серной кислоты. Вводятся технологии при которых образование отходов сводится к минимуму. Этой же цели служит переход на другие виды топлива для автомобилей (сжиженный газ, этиловый спирт, при сжигании которого образуется меньше вредных веществ). Большое значение имеет правильная планировка городов зеленые насаждения. Деревья поглощают вредные газы. Например сернистый газ хорошо поглощается тополем, липой, кленом, конским каштаном.^ Далее учащиеся формируют общий вывод по уроку: применение серной кислоты определяется ее свойствами – это вещество используют как кислоту, окислитель и обезвоживающее средство. В условиях антропогенного загрязнения, когда серная кислота входит в состав кислотных дождей, возможны повреждения и гибель клеток растений, обезвоживание растительных тканей.^ В заключении урока проводится контроль знаний, учащиеся выполняют тестовые задания.Химия:Качественная реакция на сульфат- ионы: 2- +а) SO4 + 2H = SO3 + H2O 2+ 2-б) Ba + SO4 = BaSO4 2+ 2-в) Ba + SO3 = BaSO3 + 2-г) 2NH4 + SO4 = NH32. В схеме превращений S X Na2S промежуточное вещество X а) SO2 б) FeS в) H2S г) H2SO43.Концентрированная серная кислота используется в сернокислотном производстве на стадии: а) окисления пирита до SO2 б) окисления SO2 до SO3 в) получения SO2 г) получения SO3Какое из приведенных ниже уравнений правильно описывает реакцию, протекающую при добавлении гидроксида меди (II) к раствору серной кислоты: – +а) ОН + Н = Н2О – 2-б) 2ОН + H2SO4 = 2H2O + SO4 2- -в) Cu(OH)2 + SO4 = CuSO4 + 2OH + 2+г) Cu(OH)2 + 2H = Cu + 2H2O Формулы веществ «x» и «y» в схеме превращений +x +y Na NaOH Na2SO4 соответственно: а) КОН и Н2SO4 б) Н2О и SO2 в) Н2О и SO3 г) Cu(OH)2 и H2SO4Биология:Какая овощная культура наиболее чувствительна и кислотным дождям?а) картофель б) свекла в) огурец г) капустаКакие растения относятся к «биологическим индикаторам»?а) лопух и пырей б) лишайник и сине-зеленые водорослиг) береза и тополь д) осока и кувшинкаКакие органы человека более чувствительны к соединениям серы, содержащимся в атмосфере?а) пищеварения б) дыхания г) выделения д) нервная системаКакие организмы накапливают в своих клетках наибольшее количество ядовитых веществ? а) грибы б) растения в) животные г) бактерииКак защитить населенные пункты от вредного влияния промышленных предприятий?а) закрыть завод б) перенести подальше от городав) построить очистные сооружения, посадить деревьяг) штрафовать предприятия за загрязнения окружающей средыГеографияПроизводство серной кислоты относится к следующей группе химической промышленности:а) добыча горно-химического сырьяб) основная химияв) химия полимеров (органического синтеза)Факторы размещения производства серной кислоты:а) тяготение к районам добычи сырьяб) тяготение к районам потребления продукциив) тяготение к районам, обеспеченным сырьем, водными ресурсами и дешевой электроэнергией.Отрасли, продукция которых подвергается дальнейшей переработки, относятся к:а) сырьевым отраслямб) полупродуктовым отраслямв) перерабатывающим отраслям.