Загрязнение природных водоёмов.
план-конспект урока (химия, 9 класс) по теме

МОУ «Коршуновская СОШ»

Разработка урока химии по теме:

«Загрязнение природных водоёмов»

Разработала:

Шило Светлана Анатольевна,

учитель биологии и химии  

2010 год

Пояснительная записка

Данное занятие проводится в 9 классе с целью проверки знаний учащихся о качественных реакциях на ионы.

За две недели до проведения учебного занятия учащиеся знакомятся с темой и планом проведения урока. Формируются группы исследователей и группа экспертов. Каждая группа исследователей получает задание: исследовать качественный состав предложенного вещества. Объяснить, каким образом данные вещества могут попасть в природные водоёмы. Выяснить, какое действие на обитателей водоёма могут оказывать данные вещества.

На уроке, который проводится в форме пресс-конференции, учащиеся докладывают о своих исследованиях. Эксперты должны проанализировать результаты исследований.

При подготовке к уроку, учащиеся используют различные источники информации: дополнительную литературу, интернет - ресурсы, статьи из газет и т.п.

Продолжительность урока 45 минут.

Технологическая карта урока

Тема: Загрязнение природных водоёмов

Дидактическая цель: сформировать способности обучающихся применять знания,  умения и навыки  в новых условия.

Задачи:

Образовательные:

1. познакомить учащихся с источниками загрязнения природных водоёмов и выяснить действие загрязняющих веществ на обитателей водоёмов;
2. определить качественный состав веществ – загрязнителей;
3. познакомить учащихся с методами очистки сточных вод.

Развивающие:

1. способствовать овладению исследовательских навыков;
2. стимулировать развитие познавательного интереса, творческого мышления, умение анализировать и делать выводы;
3. развивать умение работать с дополнительной литературой
4. развивать навыки по применению экологических знаний на практике.

Воспитательные:

1. сформировать у учащихся представление об экологических проблемах, их сущности и причинах возникновения;
2. воспитывать бережное отношение к природным водоёмам и их обитателям.

Тип урока: урок комплексного применения ЗУН учащихся

Вид учебного занятия: конференция

Методы преподавания: объяснительно-иллюстративный (рассказ, беседа), эвристический (создание проблемной ситуации), исследовательский.

Методы учения: репродуктивный (частично-поисковый, самостоятельная работа, решение практических задач).

Межпредметные связи: экология

Планируемый результат:

Учащиеся должны знать: качественные реакции на ионы, влияние загрязняющих веществ на обитателей водоёма, методы очистки сточных вод.

Учащиеся должны уметь: проводить эксперимент по определению качественного состава предложенных веществ; показать работу с различными источниками информации.

Личностно – формирующая направленность урока: человек несёт ответственность за результаты своей деятельности.

План урока:

I. Организационный этап (1 мин.)

Дидактические задачи: подготовить учащихся к работе на уроке.

Методы: устное сообщение учителя.

Формы организации учебной деятельности: фронтальная.

Деятельность учителя: приветствует обучающихся, проверяет их готовность к уроку.

Деятельность обучающихся: приветствуют учителя.

II. Подготовка к активной учебной деятельности (3 мин.)

Дидактические задачи: сформировать познавательные мотивы.

Методы: создание проблемной ситуации.

Формы организации учебной деятельности: фронтальная, индивидуальная.

Деятельность учителя: выдвигает проблему.

Деятельность обучающихся: высказывают своё мнение

III. Постановка учебных целей и задач (2 мин.)

Дидактические задачи: организация обучающихся по принятию цели урока.

Методы: устное сообщение учителя.

Формы организации учебной деятельности: групповая, индивидуальная.

Деятельность учителя: озвучивает цель и задачи урока. Уточняет понимание учащимися поставленных цели и задач.

Деятельность обучающихся: осмысление поставленных цели и задач.

IV. Применение предметных умений в новых условиях (25 мин.)

Дидактические задачи: обеспечить применение обучающимися знаний и умений в новой ситуации.

Методы: практические, устное сообщение обучающихся, беседа.

Формы организации учебной деятельности: групповая, индивидуальная.

Деятельность учителя: направляет и координирует процесс применения знаний обучающимися.

Деятельность обучающихся: выполнение эксперимента, выступление с сообщениями, ответы на вопросы.

V. Контроль и самопроверка знаний (8 мин.)

Дидактические задачи: получить достоверную информацию о качестве и уровне овладения обучающимися знаний  по теме: «Качественные реакции на ионы»

Методы: тест

Формы организации учебной деятельности: индивидуальная.

Деятельность учителя: организует деятельность учащихся по воспроизведению и применению полученных знаний. Контролирует  выполнение теста.

Деятельность обучающихся: выполняют теста, осуществляют самопроверку.

VI. Итог урока (3 мин.)

Дидактические задачи: анализ успешности применения знаний учащимися.

Методы: устное сообщение учителя

Деятельность учителя: акцентирует внимание на конечных результатах учебной деятельности обучающихся на уроке; отмечает степень вовлеченности обучающихся в работу на уроке; подводит обучающихся к выводу о том, что человек несёт ответственность за результаты своей деятельности.

Деятельность обучающихся: высказывают своё мнение о результатах урока.

V. Рефлексия (3 мин.)

Дидактические задачи: подведение итогов совместной и индивидуальной деятельности учеников.

Методы: беседа

Деятельность учителя: мобилизация учащихся на рефлексию .

Задание группам:

Конспект урока

I. Организационный этап (1 мин.)

II. Подготовка к активной учебной деятельности (3 мин.)

Учитель: 20 век вошёл в историю как век интенсивного развития химии. Химические процессы, принося нам пользу, одновременно являются источниками загрязнения окружающей среды.  Поэтому изучать химию, не касаясь экологических проблем невозможно.

Сегодня на занятии мы будем говорить о воде.

В мире нет ничего ценного, чем  чистая вода.  Вода – самый ценный  природный ресурс. Это самое привычное и жизненно  необходимое вещество для   человека и всего живого.

Поэты всех времён и народов посвящали ей удивительные строки:

«Вода!  У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха,  тебя   не опишешь, тобой  наслаждаешься, не понимая,  что ты такое. Ты не просто необходима  для жизни, ты и есть жизнь».                
                                                                                           Антуан Сент-Экзюпери.

Учитель: Какое значение имеет вода для живых организмов?

Ученик: Вода – это и источник жизни, и среда, в которой протекают все процессы жизнедеятельности.

Учитель: Деятельность человеческого общества невозможна без воды. Но солёные воды морей и океанов людьми используются мало. На свои нужды человек использует, главным образом, пресные воды. Источниками которой, являются грунтовые воды, реки, озёра, ледники.  

Проблема: В последнее время пресноводные экосистемы испытывают сильное давление хозяйственной деятельности человека, особенно в результате загрязнений стоками промышленных и сельскохозяйственных предприятий.

III. Постановка учебных целей и задач (2 мин.)

Учитель: На уроке  вы узнаете, какое влияние на пресноводные экосистемы  оказывают сельскохозяйственные предприятия. используя знания о качественных реакциях,  исследуете состав загрязняющих веществ.  А также  выясните, какую опасность обнаруженные вещества представляют для обитателей водоёма. Для этого вы познакомите друг друга с результатами своих исследований. На уроке присутствуют «представители» прессы, которые хотят узнать о причинах загрязнения природных вод.

Девизом нашего занятия станут слова А. Рудаки:

Талант и знанья – яркий свет,

без них из тьмы  исхода нет.

IV. Применение предметных умений в новых условиях (25 мин.)

Учитель: Расскажите о распространении воды.

Ученик: Вода самое распространённое на Земле вещество. Она занимает более 70% всей поверхности земного шара. Заполняя впадины земной поверхности, она образует моря и океаны, реки и озёра. Громадными массами льда она покрывает вершины гор, заключена в ледниках Арктики и Антарктиды.

Вода является обязательным условием жизни на земле и возможности существования животных и растительных организмов. В значительных количествах вода содержится во всех растениях (в наземных 50-75% их веса, в водорослях 95-99%) и животных организмах (в наземных позвоночных 60-65% их веса, в рыбах около 80%). Тело человека содержит от 55 % до 78 % воды, в зависимости от веса и возраста. Потеря организмом человека более 10 % воды может привести к смерти. Для нормального функционирования организма человеку нужно усвоить от 1 до 3 литров воды за день.

Учитель: Пригодной для использования пресной воды на Земле не слишком много. 98,8% всего объёма гидросферы – солёная вода морей и океанов. Пресные воды суши, роль которых в жизни велика, составляют очень малую долю в объёме гидросферы – 1,2%.

В одном британском журнале было написано: «Если не принять срочных мер, к 2032 году более половины мирового населения будут испытывать недостаток воды, что отрицательно скажется на здоровье людей».

В отчете ООН сказано, что уже сейчас «у 1,1 млрд. человек в развивающихся странах нет возможности пользоваться чистой питьевой водой, а 2,4 млрд. человек лишены нормальных санитарных условий».

Человечеству не грозит недостаток пресной воды, ему угрожает нечто более страшное – недостаток чистой воды.

Загрязнение воды в наши дни стало всемирным бедствием. Не избежали этой участи и наши реки.

Учитель: Что может служить причиной загрязнения природных вод?

Ученик: В крупных городах одна из причин загрязнения - промышленные стоки. От них, насыщенных кислотами, солями и нефтью, чахнет водная растительность, а рыба местами слепнет; мясо рыбы припахивает керосином.

Основными источниками загрязнения водоёмов в сельской местности являются предприятия сельского хозяйства, личные фермерские подворья. Ещё одним источником загрязнения водоёмов могут быть стоки воды с полей, в которых содержатся ядохимикатами, удобрениями и другие  питательные вещества.

Учитель: Значит, вода уже больше не источник жизни?  Ее  губит загрязнение, и все живое погибает в ней.

Проведение исследований.

Учитель: Заслушаем отчёт 1-й группы о проведённых ими исследований.

Отчёт 1-й группы исследователей:

Химик – исследователь: В нашей колбе находится раствор сульфата аммония. Это минеральное удобрение используется на сельскохозяйственных полях.  Исследуем это вещество с помощью реактивов.

В пробирку наливаем пробу исследуемого раствора и приливаем к нему раствор хлорида бария. Выпадает белый хлопьевидный осадок. Эта реакция доказывает наличие сульфат – ионов в растворе.

(NH4)2SO4 +  ВаCI2        ВаSO4   +  2NH4CI

Следующий опыт покажет наличие ионов аммония в минеральном удобрении. Для этого к исследуемому раствору прильём раствор гидроксида натрия и нагреем.

(NH4)2SO4 + 2NаОН       2NH3    +  Nа2SO4  +  2Н2О

Аммиак определяем по запаху.

Корреспондент журнала «Природа»: Каким образом удобрения могут попасть в природный водоём?

Эколог: Чрезмерное внесение удобрений на поля приводит к смыву этих веществ в водоёмы во время дождей.

Корреспондент журнала «Эко»: Чем опасно поступление минеральных и органических удобрений в водоёмы?

Эколог: Избыточное поступление минеральных и органических удобрений в водоём приводит к нарушению в нём биологического равновесия. В начале, за счет притока питательных веществ, в таком водоёме увеличивается рост и размножение сине-зеленых водорослей и цианобактерий, в результате чего водоём начинает «цвести». Вода приобретает грязно зелёный цвет и такой вкус и запах, что не может использоваться без специальной обработки. Начинается эвтрофикация водоёма. Эвтрофикация – повышение биологической продуктивности водоёма в результате накопления в воде биогенных веществ под воздействием естественных и, главным образом, антропогенных факторов.

С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, моллюсков, рыб и водных млекопитающих. Когда разросшиеся водоросли начинают гибнуть, то при разложении их остатков поглощается почти весь растворённый в воде кислород, необходимый для дыхания водных организмов. Вследствие этого ухудшаются условия их существования. Они начинают гибнуть и водоём постепенно «умирает».

Корреспондент журнала «Мир рек»: Какое влияние на обитателей водоёма оказывают сульфат-ионы?

Эколог: Сульфат-ионы (SO42-), содержащиеся в минеральных удобрениях, восстанавливаются до сероводорода:

SO42- + 2 {СН2О} + 2Н+       Н2S   + 2СО2    + 2Н2О

Растительные остатки могут выноситься ветром и волнами на берег и гнить, выделяя при этом так же сероводород, и вызывать гибель прибрежных обитателей.

Корреспондент журнала «Природа»: В чём заключается опасность сероводорода?

Эколог: Опасность сероводорода заключается в следующем:

1. Сероводород ядовит и в определённой дозе смертелен для большинства водных организмов. Он также является сильным восстановителем и потребляет растворённый в воде кислород, необходимый для дыхания большинству организмов.
2. Сероводород опасен и для человека. Он разрушает гемоглобин крови, извлекая из него железо, образуя сульфид железа. Поэтому вдыхание сероводорода длительное время даже в малых количествах приводит к постепенному отравлению.

Корреспондент журнала «Эко»: Как влияют ионы аммония на живые организмы?

Эколог: Ионы аммония (NH4+), содержащиеся в удобрениях, могут восстанавливаться микроорганизмами до аммиака:

                NH4+ + О2          NО2  +  2Н2          NH3                                                           

При попадании в кровь аммиак связывается с железом гемоглобина и циркулирует с кровью по всему организму, вызывая удушье из-за нехватки кислорода.

Учитель: Спасибо  1-й группе. Заслушаем отчёт 2-й группы о проведённых  исследованиях.

Отчёт 2-й группы исследователей:

Химик – исследователь: На молочных фермах для мытья оборудования используют соду. Сточные воды с молочных ферм могут попасть в природные водоёмы. Определим с помощью реактивов наличие белка и соды в образце.

Чтобы обнаружить соду к образцу  прильём раствор соляной кислоты. Наблюдаем выделение пены. Это выделяется углекислый газ, значит, в исследуемой пробе содержится сода:

Nа2СО3 + 2НNО3        2NаNО3 + СО2    + Н2О                  

Для обнаружения белка прильём к пробе небольшое количество азотной кислоты. Выпадает хлопьевидный осадок. Выпавшие хлопья – это осаждённый белок.

Корреспондент журнала «Эко»: К каким последствиям может привести постоянный сброс в природные водоёмы стоков молочных ферм?

Эколог: Постоянный сброс в природные водоёмы стоков молочных ферм может привести к эвтрофикации водоёмов, так как белок является питательным веществом. В результате гниения водорослей вода насыщается токсичными веществами – фенолом, цианидами.

Корреспондент журнала «Природа»: Какое влияние оказывает фенол на живые организмы?

Корреспондент журнала «Эко»: Какое влияние оказывают цианиды на живые организмы?

Корреспондент журнала «Мир рек»: Какое влияние оказывают ионы натрия на живые организмы?

Эколог: Содержание натрия в живых организмах достигает 0,1%. Ионы натрия поддерживают у животных и человека нормальную возбудимость мышечных клеток, участвуют в регуляции сердечной деятельности, удерживают воду в организме. Но избыток ионов натрия оказывает негативное воздействие: приводит к нарушению водного обмена, сгущению крови, вызывает дисфункцию почек и нарушение обмена веществ.

Учитель: Спасибо  2-й группе. Заслушаем отчёт 3-й группы о проведённых  исследованиях.

Отчёт 3-й группы исследователей:

Химик – исследователь:  В природные водоёмы могут попасть и отходы животноводческих ферм. Какие вредные вещества могут содержаться в этих отходах?

В отходах, прежде всего, содержится мочевина,  которая разлагается на аммиак. Аммиак можно определить по запаху, который выделяется при нагревании раствора с щелочью, например гидроксидом натрия. При действии фенолфталеина на раствор, содержащий аммиак, индикатор приобретает розовую окраску.  

Эколог:  Длительное вдыхание аммиака приводит к удушью.

Химик – исследователь:  Аммиак окисляется до нитрит-иона:

   2NH3 +  4О2          2NО3-   +  2Н+ +  2Н2О                                                                        

Эта реакция катализируется микроорганизмами.

Эколог:  Нитрат-ионы легко попадают в грунтовые воды. Поэтому колодцы, расположенные в близи больших ферм, часто оказываются наполненными водой, содержащей большое количество нитратов. Поэтому  такая вода непригодна для питья и приготовления пищи.

Корреспондент журнала «Эко»: В чём заключается вред нитритов и нитратов?

Эколог: Токсичность нитритов вызвано тем, что в организме теплокровных животных под действием микрофлоры кишечника нитриты восстанавливаются до нитратов и далее переходят в канцерогенные нитрозамины. Нитраты, всосавшись из кишечника в кровь, способны окислять железо гемоглобина крови, превращая его в метгемоглобин, что провоцирует нарушение дыхательной функции. При этом возникает кислородное голодание тканей, развивается анемия, поражается ЦНС. Нитраты способствуют развитию патогенной кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества – токсины, в результате чего происходит интоксикация организма.

Учитель: Спасибо 3-й группе. Заслушаем отчёт группы экспертов.

Отчёт группы экспертов:

Эксперт:  Мы заслушали отчёты бригад о загрязнителях природных водоёмах.

Различают два типа загрязнений: 1 – попадание в водоём дополнительных источников питания – азота, фосфора, белковых веществ. В этом случае происходит эвтрофикация водоёма. 2 – попадание токсичных веществ: аммиака, сульфат- и хлорид-ионов, ионов металлов – эти вещества вызывают отравление и гибель живых организмов.

 Корреспондент журнала «Эко»: Что произойдёт, если в водоём прекратится поступление дополнительных элементов питания?

Эксперт: Если в водоём прекратится поступление дополнительных элементов питания, тогда возможен процесс постепенного восстановления водоёма.

 Корреспондент журнала «Мир рек»: А какие способы очистки водоёмов существуют?

 Эксперт:   В зависимости от характера и степени загрязнения существуют механические, химические и биологические методы очистки водоёмов.

Механическими методами удаляют нерастворимые примеси. Для этого применяют сита, решётки, фильтры, отстойники.

Химическая очистка – это добавление в сточные воды реагентов, способствующих образованию осадков.

Биологическая очистка осуществляется за счет жизнедеятельности водорослей, бактерий, моллюсков в естественных водоёмах. Бактерии разлагают органические вещества до углекислого газа и воды. Углекислый газ усваивается водорослями, которые выделяют кислород, необходимый для жизнедеятельности организмов.

Корреспондент журнала «Природа»: Могут ли водоёмы очищаться в естественных  условиях?

Эксперт:   Да, если концентрация загрязняющих веществ невелика. До рассвета промышленности и химизации сельского хозяйства реки полностью самоочищались на протяжении 30 – 40 км от источников загрязнения. А теперь в большинстве рек мира уровень антропогенного загрязнения превышает их способность к самоочищению. Даже такие крупные реки, как Лена, Енисей, Амур не успевают очиститься от загрязнений на своём тысячекилометровом протяжении, и загрязнители попадают в море, отравляя морских обитателей.

Корреспондент журнала «Мир рек»: Каков же выход из сложившейся ситуации?

Эксперт:   Установка улавливающих фильтров, очистительных сооружений, безотходные производства.

Бережное расходование пресной воды, своевременная и действенная очистка сточных вод, охрана водных ресурсов сокращает дефицит и увеличивает возможность их использования.

V. Контроль и самопроверка знаний (8 мин.)

Учитель: Представители групп определили состав веществ загрязнителей. Какие знания они использовали для этого?

Ученик: Знание качественных реакций.

Учитель: Проведем итоговый тест, цель которого выяснить, как вы усвоили учебный материал по данной теме.

Выполнение теста сопровождается самопроверкой.  

Если  все задания выполнены правильно или допущена одна ошибка – оценка «5»;  две, три ошибки – оценка «4»;  четыре, пять, шесть ошибок – оценка «3»; допущено  более шести ошибок – оценка «2».

VI. Итог урока (3 мин.)

Учитель: Мы рассмотрели лишь некоторые проблемы, связанные с загрязнением природных вод.

- Кто повинен в загрязнении водоёмов?

                           - Конечно же человек.

- Каков выход из сложившейся ситуации?

                          - Нужно уменьшить пагубное влияние человека на водоёмы. А это связано с общей экологической грамотностью населения.

Выставление оценок за работу на уроке.

VII. Рефлексия (3 мин)

Закончите предложения:

Мне понравилось ……..

На уроке я узнал (узнала) ……

Я удивился (удивилась) …….

Мне не понравилось ……

Учитель: Закончить наше занятие я хочу словами:

                                  Человек рождается на свет

Чтоб любить, творить - и не иначе,

 Чтоб оставить в жизни добрый след

                                  И решить все трудные задачи.

                                   Человек рождается на свет.

                                   Для чего? Ищите свой ответ.

Использованная литература

1. Зверев А.Т., Зверева Е.Г. Экология: учебник экологии для 7 – 9 классов общеобразовательных школ.  М.: Дом педагогики, 1999.
2. Н.М. Кузьменок, Е.А. Стрельцов, А.И. Кумачёв. Экология на уроках химии. Минск: Издательское ООО «Красико – принт», 1996.
3. Н.М. Чернова, В.М. Галушин, В.М. Константинов. Основы экологии: учебник для 10 – 11 классов общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, 2007.
4. Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас. М.: Высшая школа, 1992.