"Занимательная минералогия"
элективный курс по географии (9 класс) на тему

МБОУ «Татарская гимназия №17 имени Г.Ибрагимова Московского района г. Казани

Программа элективного курса

«Занимательная минералогия»

          Автор:

Сайфуллина З.Н.- учитель первой категории МБОУ «Татарская гимназия №17 имени Г.Ибрагимова» Московского района г. Казани

Научный руководитель:

Измайлова З.М.- кандидат химических наук, преподаватель спецкурса по химии МБОУ «Татарская гимназия №17 имени Г.Ибрагимова» Московского района г. Казани

                Рецензент:

Штретер Ю.Н. — кандидат педагогических наук, доцент отделения управления и экономики образования Приволжского межрегионального центра повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования КФУ;                  

г. Казань 2016 г.

Программа элективного курса «Занимательная минералогия»

(35 часов)

1. Пояснительная записка.

Программа элективного курса «Занимательная минералогия» предназначена для учащихся 9 классов и рассчитана на 35 учебных часов. Содержание данного курса позволяет познакомить учащихся с особенностями современной минералогии как науки о минералах, одной из древнейших наук.

Элективный курс «Занимательная минералогия» дает возможность учащимся дополнить и углубить свои знания о минералах, горных породах и полезных ископаемых не только известных по школьному курсу географии, но и о таких минералах, которые в народном хозяйстве нашли свое применение недавно.

Вопросы минералогии довольно сложные, но раскрыть их нужно доходчиво и интересно. Содержание курса излагается в увлекательной форме, через познавательные рассказы и занимательные задачи, которые имеют оригинальное решение.

Содержание данного элективного курса предлагает разные виды учебно-познавательной деятельности учащихся, в том числе:

анализ тектонических, геологических карт, карт месторождений полезных ископаемых; анализ статистических материалов;

подготовка устных сообщений с использованием различных источников информации.

Проведение занятий может быть организовано в индивидуальной и фронтальной форме. При выполнении практических работ возможно использование групповой формы обучения. Формы проведения занятий отличаются разнообразием: лекции, семинары, практикумы, игры, воображаемые путешествия и экскурсии. Содержание элективного курса предлагает выбор учащимися объектов изучения, форм и видов текущих итоговых работ, а также темы и формы представления работы.

Важная особенность предложенного курса заключается в том, что он несет в себе общезначимую культурологическую направленность, способствующую формированию всесторонне образованной личности.

Актуальность программы обусловлена тем, что школьные программы по курсу географии включают изучение лишь отдельных тем, связанных с минералогией и геологией. Кроме того, изучение даже этих тем происходит лишь фрагментарно и не носит системного характера. Тем не менее, школьники проявляют большой интерес к изучаемому курсу. Особенно привлекают ребят практические занятия по определению минералов и горных пород, геологические экскурсии.

Данный курс разработан как предметно-ориентационный в  рамках пред профильной подготовки и поэтому цель курса: 

– создание условий для выбора девятиклассниками естественно- научного и социально-экономического профиля обучения в старших классах через углубленное изучение минералогических знаний и умений.

Задачи курса:

1. Изучить более глубоко сведения о свойствах минералов и металлов, находящих сегодня применение в хозяйстве и научиться пользоваться этими знаниями в повседневной жизни.

2. Выявить связи минералогии с другими отраслями знаний, определить возможности их применения.

3. Научить учащихся видеть в минералах точные модели окружающего мира и природы, геологическую последовательность их возникновения и использования разных металлов и их сплавов на различных этапах исторического развития человеческого общества.

Ожидаемые результаты:

Учащиеся должны знать:

- историю возникновения минералогии;

- понятия «минералогия», «минералы», «горная порода», «кристалл», «руда»,

Учащиеся должны уметь:

- анализировать полученные данные из различных географических

источников информации

- различать минералы и горные породы по образцам;

- находить крупнейшие месторождения полезных ископаемых на карте.

Учащиеся должны использовать приобретённые знания и умения в

практической деятельности и повседневной жизни для:

расширения общего кругозора, проведения самостоятельного поиска

информации из разных источников картографических,

статистических,  геоинформационных.

2. Содержание программы

Введение (1 час)

Что такое – минералогия. Минералогия – наука о минералах. Значение курса для приобретения геологических знаний и умений, навыков в оценке конкретной географической действительности.

Раздел I

 Камень в природе и городе

 Геологический  минералогический музей КФУ  (Экскурсия)

Геологический музей им. А. А. Штукенберга Казанского университета - один из старейших и богатейших естественнонаучных музеев России. Основан в 1804 году. Отделы: рудно-минералогический и петрографический; палеонтологический; динамической геологии и фаций; монографических коллекций; геологии местного края, минерально-сырьевых ресурсов Республики Татарстан; научно-исторический архив. Первое наполнение коллекций. Александр Антонович Штукенберг (1844-1905), создатель Казанской геологической школы. Ценные материалы для изучения исследователям; уникальные музейные коллекции: остатки постплиоценовых млекопитающих востока России, пермских растений, метеоритов, коллекции по минералогии и петрографии Урала.

В горы за камнями. Камни в пещерах. Хибины - горы за полярным кругом в Кольском полуострове. Эвдиалит. Саамские сказки о камне. Крымские горы. гора Демерджи. Долина Приведений. Лакколиты.

Кунгурская ледяная пещера. Новоафонская пещера Кавказа. Пещеры Крымских гор. Пещера Мраморная. Кизил- Коба. Известняк. Сталактит. Сталагмит. Углекислый кальций- кальцит.

Камни на дне озер, болот и морей. Камни в пустыне. Камни на пашне и в поле. Торф – ценнейшее топливо. Вивианит – синяя краска, удобрение. Железистые скопления на дне морей Финского залива, Белого моря, Ледовитого океана.

Такыры. Глыбы песчаника. Сера в Туркменистане. Каракумская экспедиция А. Ферсмана. Почва. Образование почвы. Состав почвы.

У окна с драгоценными камнями. Во дворце – музее. Алмазные месторождения Южной Африки. Родина красного камня странах Востока- Индии, Таиланда, Бирмы. Турмалин, аквамарин, сердолик. Изумруд. Сказании о камне изумруд. Лазурит. Нефрит из Центральной Азии. О нефрите. Яшмы Урала.

Царскосельский дворец в г. Пушкин. Янтарная комната. Лионский зал .Агатовые комнаты.

Камни в большом городе Улицы Санкт- Петербурга и Москвы,     Казани. Гранитные цоколи. Подмосковный мрамор. Камни Урала и Карелии.

В минералогическом заповеднике Ильменский минералогический заповедник.

Раздел II

Как построена мертвая природа

Что такое минерал? Свойства минералов. Минерал – это природное соединение химических элементов, образовавшееся естественным путем. Минералогия. Химические элементы. Таблица Д.И.Меделеева. Минералогия земли и Небесных светил.

Раздел III

История камня

Как растут камни. Возраст камня. Магма – это сложный взаимный раствор – расплав огромного количества вещества. Схема строения земной коры. Кристаллизация. Состав твердой горной  породы. Горячие источники. Химическая работа. Каждая полоска- год жизни. Ленточные глины. Хронология мира.

Камни и животные. Связь между камнями и животными. Биосфера. Острова из полипов. Известняки. Залежи фосфорита на дне океанов.

Камни с небес. Камни в разные времена года. Метеориты. Метеорит в Аризоне. Внутренний состав метеоритов. Каменные дожди. Метеорит « Каинсаз» в Татарстане. Чебаркульский метеорит. Киргизский метеорит. Периодические минералы. Лед. Снег и вода. Соли железного купороса. Каменные цветы полярных областей.

Раздел IV

Драгоценный  технический камень

Алмаз. «Неукротимый». Свойства алмаза. Алмаз это простой углерод. Орудие техники. Добыча алмаза. На полторы тонны породы – 0,1 гр. Алмаза. Южная Африка. Якутия.

Горный хрусталь. Разновидность кварца. Горный хрусталь и стекло. Необыкновенное свойство горного хрусталя. Горный хрусталь охлаждает руки. Бусинки из села Березовское под Екатеринбургом.

Топаз и берилл Урала. Камни из Мурзинки. Образование камней из гранитной магмы. Кристаллизация при температуре 700- 500 С.. Фтор, бериллий, бор, литий при образовании самоцветов.

На изумрудных копьях. Первый изумруд Урала. История открытия изумруда. Изумруд – разновидность берилла. Роль серого Уральского гранита.

Раздел V

Диковинки в мире камня

Кристаллы – гиганты. Камни и растения. Гигантские кристаллы в пегматитовых жилах. Открытие 1911 году не Урале. Самый большой выше 30 кг. Кристаллы берилла и аквамарина. Изумруд весом 2 кг.226 гр. В минералогическом музее Москвы. Глыбы темно- зеленого нефрита. Родонит весом 47тн. на Среднем Урале. Глыбы малахита около Нижнего Тагила – 250 тонн. Кристаллы слюды в Сибири 900 кг. Монолиты яшмы 12 -40 тонн. Монолит Александровской колонны  на Дворцовой площади – 3700 тонн. Железный цветок из Рудных гор Чехословакии. Моховой агат Индии. Окаменелые деревья.

Жидкие и летучие камни. Твердый и мягкий камень. Вода, нефть, ртуть – главные жидкие минералы. Живое серебро. Галлий. «Благородные» газы – неон, аргон, криптон. Тальк – мягкий камень. Алмаз – твердый камень. Прочный камень-нефрит.

Волокнистые и пластинчатые камни. В огне не тонет – асбест. Легенды и басни о камне. Добыча асбеста. « Горный лен». Город Асбест. Слюда на берегах Белого моря. Слюда и электрическая промышленность.

Съедобные камни и камни в живом организме. Можно ли есть камни? Поваренная соль, селитра, глауберова соль. Барит – легко разламываются в муку. Подмешивание к муке. Горные породы – лакомство некоторых племен стран Латинской Америки и Африки. Глина из Магаллата, из Гевиха. Старое время в Италии и Сибири. Молочные камни в молочных железах. Соли кальция. Раковина моллюсков. Жемчуг – это перламутр, возникший при особых условиях. Опыты Микимото.

О цвете камня. Свойство менять свой цвет. Свойство александрита. Красный цвет рубина и зеленый цвет изумруда зависят от примеси металла хрома, цвет бирюзы — от меди, а красного агата — от железа. Синий цвет лазурита или желто-зеленый цвет уральского драгоценного камня хризолита — демантоида. Искусственное изменение цвета камня.

Раздел VI

Камень на службе человека

Камни и человек. Добыча человеком камней. Добыча нефти за последнее 50 лет – это озеро окружностью в 100 км, глубиной 5 м.100 млрд. Тонн угля;180 млн. тонн меди;2000 тонн золота. Исчезновение камней в руках человека. Истощение месторождений.

История извести. Мрамор и его добыча. Распространенный минерал. Разгадка ученых. Кораллы. Мрамор – твердый минерал. Мрамор из Италии. Российский мрамор: Карелия, Крым. Урал, Кавказ, Саяны. Мрамор не вечен.

Глина и кирпич. История о кирпиче. Путь фарфора.  

Железо. Железо организма. Век железа. Металл – товар широкого потребления. Железо проходит.

Золото и тяжелое серебро. Среднее содержание золота в земной коре – 0,0000005%.О золотых месторождениях. «Золотое счастье». Драга. Ла- Плата. Платина. Платина Урала, Африки. Пояса серебра.

О соли и солях. О свойствах соли. Употребление соли. Ценность соли. Источник соли. Соляные горы Испании. Соляные копья Велички под Краковым. Залежи  Илецкой. Озеро Баскунчак.

Радий и радиевые руды. Соль радия и его значение. Кристаллическая руда. Извлечение радия. Альпийской – Гималайская складчатая область.

Апатит и нефелин. Что такое апатит и нефелин. Апатит – соединение фосфорной кислоты и кальция. Нефелин – «облако, туман». «Полярное золото» Хибин. Фосфор.

Уголь черный, белый, синий, красный. Черный уголь – громадный источник энергии. Природный углерод, в форме черного и бурого угля. Белый уголь – падающие массы воды. Синий уголь – морские приливы и отливы. Красный уголь – энергия солнца.

Черное золото. Редкие элементы. Нефть. Откуда она берется? Свойства нефти. Тантал, цезий, гафний, цирконий. Открытие венского химика Ауэр.

Колчедан. Железный колчедан – один из самых распространенных минералов земной коры. Пирит. Запасы .

Раздел VII  

Минеролог любитель

Как собирать минералы. Необходимый инструмент минеролога. Как правильно держать лупу и образец. В каком виде и сколько образцов брать. Горный компас. Как правильно разламывать минералы.

Как определять минералы. Узнать химический состав. Паяльная трубка. Химический анализ. Физические свойства.

Как надо составлять и хранить минералогическую коллекцию. Паспорт камня. Шкаф для минералогических коллекций. Пыль – враг минералов. Этикетка.

В лаборатории минералога. Лаборатория геохимии. Кристаллография. Удельный вес  минерала. Электрические и магнитные свойства.

        Материально-техническое обеспечение

1. Коллекция горных пород и минералов.

2. Геологическая карта мира.

3. Атлас Республики Татарстан.

4. Виртуальная школа Кирилла и Мефодия: уроки географии 6, 7 классы.

5. Коваленко С. Н. Лабораторный определитель минералов, горных пород,

ископаемых беспозвоночных и фаций: Учеб.-метод. пособие / С. Н.

Коваленко. – Иркутск: Изд-во Иркут. гос. пед. ун-та, 2009.– 148 с.

6. Интерактивная доска.

7. Компьютерная техника и мультимедийное оборудование.

8. Глобусы.

9. Интерактивные карты по физической географии.

10. Фарфоровые блюдца.

11. Цветные карандаши, фломастеры, гуашь.

Использованная литература:

1.Занимательная минералогия/ А. Ферсман.- СПб.: ООО «Торгово – издательский дом «Амфора», 2015.

2. Короновский, Н. В. Общая геология / Н. В. Короновский. - М.:
МГУ, 2002.

3.Ананьев, В. П. Основы геологии, минералогии и петрографии / В. П.Ананьев, А. Д. Потапов. - М.: Высш. шк., 2005.

4. Короновский, Н. В. Практическое пособие по общей геологии: учеб,
пособие / Н. В.  Короновский. - М.: Академия, 2004. - 160 с.

5. Лабораторные работы по структурной геологии, геокартированию и дистанционным методам: учеб, пособие для вузов / А. Е. Михайлов, В. В. Шершуков, Е. П. Успенский и др. - М.: Недра, 1988. - 196

6. Азизов. 3. К. Определитель минералов: учеб, пособие / 3. К. Азизов, С. Л. Пьянков. - Ульяновск: Ульяновский техн. ун-т., 2006. — 53 с.

7. Булах, А. Г. Что такое минерал / А. Г. Булах // Соровский образовательный журнал, 1999. - № 6. - С. 68-74.

8.Смит, Г. Драгоценные камни / Г. Смит. - М.: Мир, 1984. - 558 с.

9.Короновский, Н. В. Геология / Н. В. Короновский, Н. А. Ясаманов. -
М.: Академия, 2003. - 448 с.

10.Карлович, И. А. Геология / И. А. Карлович. - М.: Академический проспект, 2005.             

2. Тематическое планирование курса

Приложение

Методическая  разработка занятия  по теме: Жидкие и летучие камни

Оборудование: набор полезных ископаемых, геологическая карта России, компьютер, интерактивная доска

Основные задачи:

1.Дать учащимся представление о разнообразии минералов в игровой форме.

2.Комплексное усвоение материала

3.Навыки исследовательской работы

                                                      Ход занятия

 (Вступительное слово учителя)

Ребята! Вы, наверное, знаете, что в природе существует много самых разнообразных камней. Еще в глубокой древности человек научился, ударяя два куска кремня друг о друга, получать огонь. И в наши дни человек находит камню самое широкое применение. Жидкий камень кажется чем-то несообразным, ведь мы не без основания представляем себе камень чем-то твердым. Между тем это так: есть камни жидкие и есть камни газообразные. Дело, конечно, только в самом слове или термине: камнем, или минералом, мы называем все тела, химические соединения, лишенные жизни и образующиеся в земле без содействия человека. Камнем или горной породой для нас является и твердый гранит, и железная руда, и соль в наших озерах, и песчинки в почве, и вся остальная неорганическая природа, независимо от того, является ли она жидкой, твердой или газообразной. Физика учит, что в сущности деление природы на эти три состояния условно и зависит от окружающей температуры: если бы на поверхности земли господствовала температура иная, чем сейчас, то совершенно иначе шло бы развитие природы. Мы отправляемся в игровое исследовательское путешествие, чтобы убедится в этом.

 Первая станция – Лёд

 Учитель: Если бы градусов на двадцать мы понизили среднюю температуру земной поверхности, то вода превратилась бы в нормальную твердую горную породу, какую?

Учащиеся: лед

Сообщение учащихся:

В природе лед очень распространенное явление. Лед содержится даже в глубинах земной коры и делится на несколько разновидностей, такие как речной, морской, озерный, грунтовый. Там, где снега выпадает больше, чем успевает таять, со временем образуются ледники. Ледники – это большое скопление снега, превратившегося в лед под давлением собственной массы. В леднике содержится много воды, а его белая поверхность отражает солнечный свет и тепло. Ледники сильно влияют на климат: если они тают, солнечный свет больше нечему отражать , на планете становится теплее, тают всё новые ледники – это замкнутый круг.

Лед широко используется людьми в быту, в промышленности и некоторых видах спорта.

 Свойства льда. Сила льда.

Замерзая, вода увеличивается в объёме примерно на десятую часть. Это называется аномалией воды. Все вещества при охлаждении сжимаются. И  только вода ведёт себя не «нормально», а «аномально», она расширяется, обладая огромной силой. На каждый квадратный метр она давит массой в 2200 кг – это всё равно, что поставить 2200 пакетов молока на ноготь большого пальца.

Лёд тает под давлением.

Ещё одно аномальное свойство воды – это таяние льда под давлением. Лёд тает, испытывая сжатие. При катании на коньках лёд под весом конькобежца подтаивает, образуя под лезвиями коньков водяную плёнку, по которой легко скользить. А вода, освободившись от  давления, вновь замерзает и следов от коньков практически не видно. Поэтому, хотя лед в мороз и сухой, но под коньком он всегда смазан водой.

Морозильник без электричества.

     Задолго до открытия электричества люди использовали лед для охлаждения продуктов, и даже научились готовить мороженое, усиливая охлаждающие свойства льда обыкновенной солью. Лед и соль составляют холодильную смесь. Она охлаждается сама по себе, без затрат энергии, в отличии от электрического холодильника. В конце ХVII в. домохозяйка Нэнси Джонсон из США запатентовала первую  машинку для мороженого. Работала она очень просто: в деревянное ведерко засыпали лёд и дешёвую кормовую соль, в смесь помещали металлический патрон с мешалкой, а в него заливали ингредиенты мороженого. Мороженое замерзало, оставаясь вязким благодаря постоянному помешиванию.

Учитель: Если бы температура земли повысилась градусов на сто, что бы произошло?

 Учащиеся: Мы жили бы в густых парах воды.

Учитель: Не было бы даже твердой серы - ее мы называли бы жидким минералом.

Вторая станция – Вода

Учитель: Всё относительно, и потому давайте поговорим о том, какие же жидкие и летучие камни мы сейчас знаем в природе.

Учащиеся: Вода, нефть и ртуть — это главные жидкие минералы. 

Учитель: - Вода, самый важный жидкий минерал, и с ним связано столько удивительного, что о нём надо говорить особо. Вода — одно из самых распространенных соединений на Земле. Она есть не только в реках и морях; во всех живых организмах тоже присутствует вода. Без нее невозможна жизнь. Вода — хороший растворитель (в ней легко растворяются разные вещества). Кровь животных и сок растений состоят преимущественно из воды. Вода существует вечно; она постоянно переходит из почвы в атмосферу и организмы и обратно. Более 70%  земной поверхности покрыто водой.

Выступление учащихся (химики, географы, специалисты водоканала, биологи и экологи)

Что такое вода (выступление химиков)

Вода — это химическое соединение. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и связанного с ними атома кислорода. Чистая, не содержащая примесей вода закипает при 100°С и замерзает при 0°СХимическая формула воды — Н2О, оксид водорода. При сгорании водорода в воздухе образуется вода. Чистая, т.е. не содержащая примесей вода закипает при 100°С и замерзает при 0°С. Наличие растворенных в ней примесей влияет на температуру кипения и замерзания. Измерение температуры кипения — один из способов определить, есть ли в воде примеси. При кипении воды образуется газ — водяной пар. Кристаллизуясь, вода образует лед. В отличие от других веществ при замерзании вода расширяется, так что вода плотнее льда. Поэтому лед плавает на поверхности воды. Лед не тонет, потому что он менее плотный, чем вода. Благодаря этому рыбы и другие животные могут жить в арктических водах подо льдом. Живущие в полярных областях животные (например, тюлени) ныряют под плавающую в океане льдину и в воде добывают себе пищу — рыб и других морских животных (см. статью "Жизнь в океанах").

Круговорот воды (выступление географов)

Вода рек, морей, озер постоянно испаряется, превращаясь в мельчайшие капли водяного пара. Капли собираются вместе, образуя облака, из которых вода проливается на землю в виде дождя. В этом состоит круговорот воды в природе. В облаках пар охлаждается и возвращается на землю в виде дождя, снега или града. Сточные воды из канализации и с заводов очищаются и затем сбрасываются в море.

Водонапорная станция (выступление работников водоканала)

Речная вода обязательно содержит примеси, поэтому ее необходимо очищать. Вода поступает в водохранилища, где отстаивается и твердые частицы оседают на дно. Затем вода проходит через фильтры, задерживающие оставшиеся твердые частицы. Вода просачивается через слои чистого гравия, песка или активированного угля, где она очищается от грязи и твердых примесей. После фильтрации воду обрабатывают хлором, чтобы убить болезнетворные бактерии, после чего закачивают ее в резервуары и по­дают в жилые дома и на заводы. Прежде чем сточная вода уйдет в море, ее нужно очистить. На водоочистной станции ее пропускают через фильтры, задерживающие грязь, затем перекачивают в отстой­ники, где твердые частицы должны осесть на дно. Бактерии уничтожают остатки органических веществ, разлагая их на безвредные компоненты.

Очистка воды

Вода — хороший растворитель, поэтому она обычно содержит примеси. Очистить воду можно с помощью дистилляции (см. статью «Соединения и смеси»), но более эффективный метод очистки — деионизация (обессоливание). Ионы — это атомы или молекулы, утратившие или приобретшие электроны и в силу этого получившие положительный или отрицательный заряд. Для деионизации берется вещество, называемое ионитом. В нем есть положительно зараженные ионы водорода (Н+) и отрицательно заряженные ионы гидроксида (ОН-) Когда загрязненная вода проходит через ионит, ионы примесей заменяются ионами водорода и гидроксида из ионита. Ионы водорода и гидроксида соединяются, образуя новые молекулы воды. Вода, прошедшая через ионит, уже не содержит примесей.

Вода как растворитель (выступление химиков)

Вода — превосходный растворитель, очень многие вещества легко растворяются в ней. Именно поэтому в природе редко встречается чистая вода. В молекуле воды электрические заряды слегка разделены, так как атомы водорода располагаются с одной стороны молекулы. Из-за этого ионные соединения (соединения, состоящие из ионов) так легко растворяются в ней. Ионы заряжены, и молекулы воды притягивают их.

Вода, как и все растворители, может растворить только ограниченное количество вещества. Раствор называется насыщенным, когда растворитель не может растворить дополнительную порцию вещества. Обычно количество вещества, которое способен растворить растворитель, возрастает при нагревании. В горячей коде сахар растворяется легче, чем в холодной. Шипучие напитки — это водные ра­споры углекислого газа. Чем выше давление, тем большее количество газа способен поглотить раствор. Поэтому когда мы открываем банку с напитком и тем самым, уменьшаем давление, из напитка вырывается углекислый газ. При нагревании растворимость газов уменьшается. В 1 литре речной и морской воды обычно растворено около 0,04 грамма кислорода. Этого хватит водорослям, рыбам и другим обитателям морей и рек.

Жесткая вода

В жесткой воде растворены минералы, попавшие туда из горных пород, по которым текла вода. Тип минералов, растворенных в воде, зависит от типа горных пород, по которым течет вода. В такой воде мыло плохо мылится, потому что оно вступает в реакции с минералами и образует хлопья. Существует жесткая вода двух видов; разница между ними в типе растворенных минералов. Тип минералов, растворенных в воде, зависит от типа горных пород, по которым течет вода. Временная жесткость воды возникает при реакции известняка с дождевой водой. Известняк — это нерастворимый карбонат кальция, а дождевая вода — слабый ра­створ угольной кислоты. Кислота вступает в реакцию с карбонатом кальция и образует гидрокарбонат, который растворяется в воде и придаст ей жесткость.

При кипении или испарении воды с временной жесткостью часть минералов выпадает в осадок, образуя накипь на дне чайника или сталактиты и сталагмиты в пещере. Вода с постоянной жесткостью содержит другие кальциевые и магниевые соединения, например гипс. Эти минералы при кипячении не выпадают в осадок.

Умягчение воды

Удалить минералы, делающие воду жесткой, можно путем добавления в раствор стиральной соды или путем ионного обмена — процесса, аналогичного деионизации воды при очистке.  Вещество, содержащее ионы натрии, которые обмениваются с находящимися в воде ионами кальция и магния. В ионообменнике жесткая вода проходит через цеолит — вещество, содержащие натрий. В цеолите ионы кальция и магния замешаются на ионы натрия, которые не придают воде жесткости. Стиральная сода — это карбонат натрия. В жесткой воде она вступает в реакцию с соединениями кальция и магния. В результате получаются нерастворимые соединения, не образующие хлопьев.

Загрязнение воды (выступление экологов)

Когда неочищенная вода с заводов и из домов попадает в моря и реки, происходит загрязнение воды. Если в воде слишком много отходов, бактерии, разлагающие органические вещества, размножаются и поглощают почти весь кислород. В такой воде выживают только болезнетворные бактерии, способные жить в воде без кислорода. Когда уровень растворенного  воде кислорода снижается, рыбы и растения умирают. В воду также попадает мусор, пестициды и нитраты из удобрении, ядовитые металлы — свинец, ртуть. Ядовитые вещества, в том числе металлы, попадают в организм рыб, а от них — в организмы других животных и даже человека. Пестициды убивают микроорганизмы и животных, нарушая тем самым природный баланс. Удобрения с полей и моющие средства, содержащие фосфаты, попадая в воду, вызывают усиленный рост растений. Растения и бактерии, питающиеся мертвыми растениями, поглощают кислород, снижая его содержание в воде.

Краткая характеристика роли воды для организмов (выступление биологов)

Вода — важнейшее неорганическое соединение, без которого невозможна жизнь на планете Земля. Это вещество является и важнейшей частью живого вещества, и играет большую роль как внешний фактор для всех живых существ.

Молекулы воды образуют водородные связи не только между собой, но и с молекулами других веществ (углеводов, белков, нуклеиновых кислот), что является одной из причин возникновения комплекса химических соединений, в результате образования которого и возможно существование особого вещества — живого вещества, образующего различные живые организмы.

Экологическая роль воды огромна и имеет два аспекта: она является как внешним (первый аспект), так и внутренним (второй аспект) экологическим фактором. Как внешний экологический фактор вода входит в состав абиотических факторов (влажность, среда обитания, составная часть климата и микроклимата). Как внутренний фактор вода играет большую роль внутри клетки и внутри организма. Рассмотрим роль воды внутри клетки.

В клетке вода выполняет следующие функции:

1) среда, в которой располагаются все органоиды клетки;

2) растворитель как для неорганических, так и для органических веществ;

3) среда для протекания различных биохимических процессов;

4) катализатор для реакций обмена между неорганическими веществами;

5) реагент для процессов гидролиза, гидратации, фотолиза и т.д.;

6) создает определенное состояние клетки, например тургор, что делает клетку упругой и механически прочной;

7) выполняет строительную функцию, состоящую в том, что вода входит в состав различных клеточных структур, например мембран, и т. д.;

8) является одним из факторов, объединяющих все клеточные структуры в единое целое;

9) создает электрическую проводимость среды, переводя неорганические и органические соединения в растворенное состояние, вызывая электролитическую диссоциацию ионных и сильно полярных соединений.

В организме роль воды состоит в том, что она:

1) выполняет транспортную функцию, так как переводит вещества в растворимое состояние, а полученные растворы за счет различных сил (например, осмотического давления и др.) перемещаются от одного органа к другому;

2) осуществляет проводящую функцию за счет того, что в организме содержатся растворы электролитов, способные проводить электрохимические импульсы;

3) связывает воедино отдельные органы и системы органов за счет наличия в воде особых веществ (гормонов), осуществляя при этом гуморальную регуляцию;

4) является одним из веществ, которые регулируют температуру тела организма (вода в виде пота выделяется на поверхность тела, испаряется, за счет чего теплота поглощается и организм охлаждается);

5) входит в состав пищевых продуктов и т. д.

Значение воды вне организма охарактеризовано выше (среда для обитания, регулятор температуры внешней среды и т. д.).

Для организмов большую роль играет пресная вода (содержание солей менее 0,3%). В природе химически чистой воды практически не существует, наиболее чистой является дождевая вода сельской местности, удаленной от крупных населенных пунктов. Для организмов пригодна вода, содержащаяся в пресных водоемах - реках, прудах, пресных озерах.

Третья станция - ртуть и галлий  (Рассказ учителя)

Нефть мы хорошо знаем по ее огромному значению в промышленности и знаем, что ее добывают из глубины земли, врезаясь туда буровыми инструментами.

Меньше мы слышали о самородной  жидкой ртути- живом серебре, капельки которой мы иногда встречаем в различных месторождениях. В музее вы можете увидеть образцы белого известняка, или черной углистой породы, а в них - блестящие капельки жидкого металла. Термометры, манометры и другие приборы, «начиненные» ртутью, давно стали принадлежностью не только лабораторий, но и заводов. А ртутные лампы, ртутные выпрямители! Все то же уникальное сочетание свойств открыло ртути доступ в самые разные отрасли техники, в том числе в радиоэлектронику, в автоматику. Ртутные выпрямители, например, долгое время были наиболее важным и мощным, наиболее широко применяемым в промышленности типом выпрямителей электрического тока. До сих пор их используют во многих электрохимических производствах и на транспорте с электрической тягой, хотя в последние годы их постепенно вытесняют более экономичные и безвредные полупроводниковые выпрямители. Современная боевая техника тоже использует замечательные свойства жидкого металла. К примеру, одна из главных деталей взрывателя для зенитного снаряда – это пористое кольцо из железа или никеля. Поры заполнены ртутью. Выстрел – снаряд двинулся, он приобретает все большую скорость, все быстрее вращается вокруг своей оси, и тяжелая ртуть выступает из пор. Она замыкает электрическую цепь – взрыв. Нередко с ртутью можно встретиться и там, где меньше всего ожидаешь. Ртутью иногда легируют другие металлы. Небольшие добавки элемента №80 увеличивают твердость сплава свинца со щелочноземельными металлами. Даже при паянии бывает подчас нужна ртуть: припой из 93% свинца, 3% олова и 4% ртути – лучший материал для пайки оцинкованных труб.

Кроме ртути, есть еще другой, еще более диковинный металл- галлий. Он выглядит, как настоящий твердый металл, но в руке на ладони начинает плавиться: тепла руки достаточно для того, чтобы превратить его в сверкающую жидкость. Но в природе в таком чистом, самородном виде галлий не встречается. Наиболее перспективно применение Галлия в виде химических соединений типа GaAs, GaP, GaSb, обладающих полупроводниковыми свойствами. Они могут применяться в высокотемпературных выпрямителях и транзисторах, солнечных батареях и других приборах, где может быть использован фотоэффект в запирающем слое, а также в приемниках инфракрасного излучения. Галлий можно использовать для изготовления оптических зеркал, отличающихся высокой отражательной способностью. Сплав алюминия с Галлием предложен вместо ртути в качестве катода ламп ультрафиолетового излучения, применяемых в медицине. Жидкий Галлий и его сплавы предложено использовать для изготовления высокотемпературных термометров (600-1300°С) и манометров. Представляет интерес применение Галлия и его сплавов в качестве жидкого теплоносителя в энергетических ядерных реакторах (этому мешает активное взаимодействие Галлий при рабочих температурах с конструкционными материалами; эвтектический сплав Ga-Zn-Sn оказывает меньшее коррозионное действие, чем чистый Галлий).

Четвертая станция - газообразные минералы

Еще меньше, пожалуй, вы слышали о газообразных минералах. Между тем в атмосфере, которая нас окружает, кислород и азот являются как раз такими газовыми минералами. Кроме того, газы в огромном количестве содержатся и в водах и в твердых породах.

В каждом куске кристаллической породы, в каждом обломке наших мостовых связано огромное количество газов, до семи раз большего объема. Один кубический километр твердого гранита заключает до двадцати шести миллионов кубических метров воды, до пяти миллионов кубических метров водорода и до десяти миллионов кубических метров угольной кислоты, азота, метана и других газообразных и летучих веществ. Такими огромными количествами газов проникнута земная кора. Как магма глубин, так и всякая твердая порода прочно удерживает в себе эти газы. Но при известной температуре, так называемой температуре взрыва, они стремительно выделяются, дробя кусок породы в мельчайшие осколки. С этими взрывами связывают исследователи происхождение вулканической деятельности, так как колоссальны те количества различных газообразных продуктов, которые вулканы содержат, выливая их в земную атмосферу. Многие из них уже давно замерзли, еще до появления человека на земле, а между тем еще сейчас на месте старых жерл и в образовавшихся в них озерах поднимаются пузырьки угольной кислоты — последние отголоски некогда могучей вулканической деятельности.

Иногда — это угольная кислота, которая, насыщая воды, образует вкусные и полезные минеральные воды — нарзаны; иногда — в газах преобладают горючие составные части, которые представляют прекрасное топливо.

В США такие струи перехватывают, и в настоящее время используются более двадцати тысяч отдельных выходов. В России в Нижневолжском крае много могучих выходов газовых струй — ими техника пользуется как прекрасным топливом.

Редкие, благородные, газы — неон, аргон и криптон — в огромном количестве незаметными струями и отдельными атомами вливаются в атмосферу. На каждом шагу медленно распадается радиоактивное вещество, выделяется легкий газ гелий, то накапливаясь многими миллионами лет внутри минералов, то свободно вливаясь в атмосферу и мировое пространство. В качестве временных гостей образуются тяжелые газы — эманации радия и тория. Быстро проходят они свой жизненный цикл и вновь застывают в виде тяжелых и малоподвижных атомов твердого вещества.

В недосягаемых глубинах земли кипят магмы. В них не только скована энергия вселенной со времен космического прошлого, — в них скованы с того же времени огромные массы воды и летучих элементов. Медленно, в долгие геологические эпохи, внутреннее ядро освобождалось от этой энергии и этих запасов газа, пронизывая ими твердую оболочку, пробивая для них дорогу к свету, к атмосфере.

Но это выделение газов сопровождается тем, что земля теряет эти вещества. Легкие атомы в своих быстрых движениях преодолевают силы земного тяготения и из земной атмосферы, из сферы притяжения земли, улетают обратно в почти неведомый нам мир междузвездных пространств.

Такова история некоторых подвижных минералов земли.

Подведение итога. Рефлексия «Я на занятии узнала…»

- Ребята, сегодня работать с вами мне было очень легко и интересно. Надеюсь, эти знания вам пригодятся дальнейшей вашей жизни.