Урок "Аномальные свойства воды"
методическая разработка (химия) по теме

Тема урока: Аномальные свойства воды.

Тип урока: Самостоятельная работа учащихся по изучению нового материала.

Цели урока: Расширить представление о  воде как уникальном веществе на Земле. Затронуть экологические и нравственные проблемы охраны воды на Кубани. Развивать умения самостоятельно работать с дополнительной литературой.

Задачи урока: 

1. Закрепить знания о составе, свойствах воды.

2. Показать значение воды, ее  распространение и использование на Кубани.

3. Рассмотреть экологические проблемы – загрязнение воды на Кубани.

4. Познакомить со способами очистки воды и мерами по охране водных ресурсов.

План урока: 

1. Вступительное слово учителя.
2. Исследовательская работа учащихся.

Подготовка к уроку: Поиск учащимися дополнительного материала по вопросам:

        1. Состав воды и её физические свойства.

        2. Воды Кубани, их значение и применение.

        3. Очистка воды и охрана водных ресурсов Кубани.

Ребята готовят сообщения, учитель их консультирует, при необходимости корректирует и регламентирует выступления.

Оборудование: Плакаты или видео "Схема водоочистительной станции", "Круговорот воды", лабораторная посуда и химреактивы, модель молекулы воды, схема ее строения и ассоциации.

Ход урока

I. Тема урока

Учитель. Сегодня объектом нашего изучения будет вода – H2O. В мире не существует ни одного образованного человека, которому не была бы известна эта химическая формула. Вода – редчайшее по своим свойствам, удивительное и загадочное вещество. И пусть эпиграфом к нашему уроку послужит высказывание о воде знаменитого французского писателя Антуана де Сент-Экзюпери: «Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни, ты – сама жизнь… Ты самое большое богатство на свете…»

II. Состав воды

Учитель. О составе воды, её уникальных физических свойствах расскажут ваши товарищи. А вы, ребята, слушайте, думайте, задавайте вопросы, записывайте интересные факты.

Учащиеся (примеры выступлений).        "Вода – одно из начал всего существующего на Земле", "Вода – простое и неделимое", – считали ещё в древние времена. Первым, кто опроверг представления о воде как о простом веществе, был Антуан Лавуазье. 24 июня 1783 г. Лавуазье с коллегой Пьером Лапласом в присутствии группы французских учёных синтезировал воду из кислорода и водорода. При этом масса образовавшейся воды была равна массе водорода и кислорода. Так стало известно, что вода состоит из двух элементов, которые Лавуазье назвал водородом и кислородом. Современники Лавуазье считали, что природа воды наконец-то выяснена, её состав известен, но время показало, что это были первые шаги на долгом и трудном пути исследования свойств и структуры воды. Учёные установили, что молекула воды такая малюсенькая, что если выстроить друг за другом сто миллионов таких молекул, то эта шеренга запросто поместилась бы между двух линеек в тетради.

        Учёным всё-таки удалось узнать, как выглядит молекула воды. Вот её "портрет": демонстрация (с пояснениями) модели молекулы воды, схемы ее строения и ассоциации.

III. Свойства воды (физические и химические)

Учитель.        А знаете ли вы об уникальных свойствах воды?

Учащиеся (примеры выступлений).        Вода – единственное на Земле вещество, которое может в природных условиях находиться в трёх состояниях: жидком, твёрдом, газообразном. Что же представляют собой эти три состояния воды в природе?

        На поверхности нашей планеты вода кипит при температуре 100оС. Для вещества с такой молекулярной массой, как вода, это сравнительно высокая температура кипения.

        Вода обладает высокой теплоёмкостью. Ни одно вещество не требует такой большой затраты теплоты для повышения его температуры на 1о. Это свойство и обусловливает её роль в природе. Благодаря большой теплоёмкости Мирового океана сглаживается резкость температурных переходов от зимы к лету, и наоборот, что позволяет живым организмам постепенно приспосабливаться к новым сезонным условиям.

        При охлаждении вода сжимается, как и подавляющее большинство веществ, но лишь до +4 оС. При дальнейшем охлаждении, вплоть до точки замерзания (0оС), вода вновь расширяется. Замерзание воды сопровождается новым скачкообразным расширением: плотность воды при замерзании уменьшается на 1/9 часть, поэтому лёд всегда находится на поверхности. Если бы лёд был тяжелее воды, тогда исчезли бы айсберги – гроза северных морей, зато появились бы опасные ледяные мели. В водоёмах лёд, образуясь, опускался бы на дно, и они промёрзли бы насквозь уже в первые зимние морозы, убивая всё живое.

        Ещё одна особенность воды – большое поверхностное натяжение, благодаря которому вода легко поднимается по капиллярным каналам на поверхность земли, движется в тканях растений и клетках живых организмов. Вода иногда задерживается в скальных породах, образует гидраты с солями, придавая им красивейшие оттенки. Так, например, благородный опал с радужной игрой цветов – драгоценный камень (SiO2 ∙ nH2O).

        Вода – самая удивительная жидкость на Земле. Изменись хоть одна её характеристика, и мир станет другим.

        Есть у воды ещё важное свойство: она может легко растворять в себе многие вещества. В воде могут растворяться газы. Именно растворённый в воде кислород воздуха обеспечивает жизнь водных организмов. А сероводород, образующийся при разложении остатков организмов, делает водоём безжизненным, как, например, в глубинах Чёрного моря.

Учитель.  Химические свойства воды вам хорошо известны из курса 8 класса. Предложите по одному примеру на каждый вид взаимодействия. Для ОВР составить электронный баланс, для не окислительно-восстановительных реакций определить тип.

Демонстрируются опыты: взаимодействие воды с натрием, оксидом фосфора (V) и оксидом кальция, действие индикаторов на полученные растворы.

IV. Воды Кубани

Учитель.        Вода – самое распространённое вещество на Земле. Она играет важную роль в жизни человека. А какие водоемы Кубани вы знаете? Послушаем ребят.

Учащиеся (примеры выступлений).

Тут есть моря, и реки, и пруды,

          И океан лечебной – из глубин – воды.

К. Обойщиков

К естественным водоемам Кубани относятся:

Моря – Черное и Азовское;

Реки – Кубань, Сочи, Туапсе, Джубга, Пшада, Вулан, Мзымта, Кирпили, Бейсуг, Челбас, Сосыка, Ея, Жане, Агура, Лаба, Уруп, Пшиш, Псекупс, Пшеха, Туха и др. (можно устроить конкурс: «Кто больше назовет?»);

Озера – Ханское, Голубицкое, Соленое, Чембурка, Суджукское, Убеженские, Абрау, Кардывач, Псенадах и др. (условия конкурса те же).

Плавни – Приазовские;

Лиманы – Ахтанизовский, Восточный, Кирпильский, Ейский и др.

К искусственным водоемам Кубани относятся:

Водохранилища – Шапсугское, Краснодарское, Крюковское, Варнавинское и др.;

Грунтовые воды;

Минеральные источники – сероводородные в Сочи и Ейске, серно-щелочные в Горячем Ключе, йодо-бромные в Хадыженске.

Желательно, чтобы ребята давали краткую характеристику наиболее значимых водоемов своей местности.

V. Использование и загрязнения воды на Кубани

Учитель.        Трудно представить какую-либо отрасль народного хозяйства, существование которой было бы возможно без использования воды.

Учащиеся (примеры выступлений). Крупнейшим потребителем пресной воды на Кубани является сельское хозяйство  (45% всей потребляемой воды, причем из них 95% идет на орошение).        Из-за отсутствия финансовых средств и кризиса системы водоснабжения возникли серьезные экологические проблемы в речном хозяйстве Кубани. В последние годы особую тревогу вызывает загрязнение рек: ввиду большого сброса неочищенных сточных вод в них велико содержание вредных для здоровья человека веществ.

           Основная водная артерия региона – река Кубань. Ее воды на территорию края приходят уже загрязненными. Наибольшая доля вредных веществ попадает в реку в Краснодаре(66%), Армавир и Кропоткин дают по 8,6 и 2,3% от общей суммы вредных веществ.

           Состояние вод Черного и Азовского морей также неблагополучно. Морские воды в первую очередь загрязняются веществами, которые в них попадают вместе с речными водами. Непосредственную опасность представляет и вынос в Черное море канализационных коллекторов прибрежных городов.

           В связи с превращением Черноморского побережья в южные ворота России, возрос грузопоток судов, а следовательно, и загрязнение вод аварийными выбросами нефти, моторного топлива, мазута и прочих веществ. Вода в Черном море в последние годы оценивается как умеренно загрязненная и загрязненная, а в Азовском море – как загрязненная и грязная.

           Несмотря на относительно хорошее качество подземных вод, в ряде районов наблюдается их несоответствие существующим стандартам по цветности, содержанию сероводорода, марганца, железа. Подземные воды края требуют также дополнительного фторирования.

           Решение проблем с загрязнением поверхностных вод невозможно без создания новых очистных сооружений в крупных городах, повторного использования сбросных вод рисовых систем, перехода на новые технологии беспестицидного выращивания риса, устройства глубоководных выпускных коллекторов в прибрежных городах Черноморского побережья.

VI. Очистка воды

Учитель. Теперь послушаем выступления ребят, посвящённые очистке питьевой воды, её круговороту в природе и проблеме бережного отношения к воде.

Учащиеся (примеры выступлений). Для того чтобы человек мог использовать воду для питья, её сначала очищают. Если имеется пресная вода, но очень грязная, что можно сделать? Её можно достаточно легко очистить фильтрованием, отстаиванием. С этими приёмами мы знакомы из курса 8 класса. В зависимости от целевого использования воды применяют разные приёмы очистки.

Демонстрируется плакат или видео "Схема водоочистительной станции".

 Желательно разобрать плакат на примере местной водоочистительной станции.

        Питьевая вода не должна содержать нерастворимых примесей и болезнетворных микроорганизмов, которые бывают в водоёмах. Если воду для питья берут из озёр, рек, то ей дают отстояться в специальных бассейнах и фильтруют через слой песка. Для обеззараживания воды применяют газы – хлор и озон. В некоторых случаях используют химико-биологическую очистку воды, отстойники заселяют хлореллой. Это одноклеточное растение, быстро размножаясь, поглощает их воды углекислый газ и некоторые вредные вещества. В результате вода очищается, а хлореллу используют в качестве корма для скота.

Ученики записывают в тетради стадии очистки питьевой воды: отстаивание, фильтрование, обеззараживание.

            Всё большее значение приобретает опреснение морской воды. В некоторых местностях это оказывается единственным способом получения пресной воды, например в г. Актау на Каспийском море, странах Аравийского полуострова. В мире построено около ста опреснительных станций. Естественным процессом очистки воды является круговорот воды.

VII. Круговорот воды в природе

Учитель.        Что же такое – круговорот воды в природе?

Учащиеся.        Сейчас вы услышите сказку "Вода", которую написал Леонардо да Винчи:

        "Вода весело плескалась в родной морской стихии. Но однажды ей взбрела в голову шальная мысль – добраться до самого неба. Она обратилась за помощью к огню. Своим обжигающим пламенем он превратил воду в мельчайшие капельки тёплого пара, которые оказались гораздо легче воздуха. Пар тотчас устремился вверх, поднимаясь в самые высокие и холодные слои воздуха. Оказавшись в заоблачной выси, капельки пара окоченели так, что у них зуб на зуб не попадал от холода. Чтобы согреться, они тесно прижались друг к другу и, став немного тяжелее воздуха, тут же попадали на землю в виде обычно дождя. Заболев тщеславием, вода вознеслась к небу, но была изгнана оттуда. Жаждущая земля поглотила дождь до единой капли. И воде ещё долго пришлось отбывать наказание в почве, прежде чем она смогла возвратиться в морские просторы".

        Догадались ли вы, какое природное явление описал Леонардо да Винчи? Какие свойства воды проявляются при этом? В круговорот воды входят три потока: осадки, испарение и влагоперенос. Круговорот воды – это необходимое условие устойчивого функционирования всех компонентов биосферы.

Демонстрируется плакат или видео "Круговорот воды".

VIII. Охрана воды

Учитель. В последнее время всё чаще и тревожнее говорят о недостатке воды. Дефицит воды на самой водной планете Солнечной системы. Не парадокс ли это? Оказывается, нет. Речь идёт не о воде вообще, а о пресной, без которой человек не может обойтись.  Запасы воды не бесконечны. Гораздо легче сохранить, вовремя уберечь, вместо того чтобы потом восстанавливать. Берегите воду!  Вот какое необычное вещество – обыкновенная вода. "Краса природы" назвал её писатель С. Т. Аксаков. Без большого преувеличения можно сказать, что практически все химические превращения на Земле проходят или с непосредственным участием воды, или в водных растворах, или в её присутствии.

        Вода, это бесценный дар природы, требует особенно бережного отношения. Я думаю, что каждый почувствовал меру своей ответственности за состояние водных ресурсов.

IX. Закрепление пройденного материала

Учитель. Какие утверждения верны?

        1. Вода занимает ¾ поверхности Земли.

        2. Запасы пресной воды на Земле неисчерпаемы.

        3. Чистая вода не имеет цвета и запаха.

        4. Вода встречается в почве, минералах.

        5. Вода –  главный творец климата на Земле, аккумулятор тепла.

        6. Природная вода является раствором.

        7. Фильтрование удаляет из воды растворённые в ней примеси.

        8. Дистиллированная вода содержит растворимые соли.

        9. Чистая вода – хороший проводник электричества.

        10. Вода используется в автомобилях для охлаждения двигателя.

        11. Всеми свойствами воды как индивидуального вещества обладает морская вода.

        12. Чистая вода кипит при температуре 100 оС.

Учащиеся. Верные утверждения – 1, 3, 4, 5, 6, 10, 12.

После обсуждения выполненных заданий учитель подводит итог урока. Называет лучшие выступления  и выставляет оценки за урок. Записывает Д/З.