Інтегрований урок "Застосування вуглеводнів"

Розробка інтегрованого уроку (хімія, географія)

 

Тема: Застосування вуглеводнів.

Клас: 10.

Мета уроку:

•                        навчальна: показати використання вуглеводнів у різних галузях промисловості; визначити взаємозв’язки хімічної промисловості з іншими; ознайомити учнів зі зразками нафти, продуктами хімічної промисловості, пояснити хімічні процеси, які  відбуваються під час промислового синтезу речовин;
•                        розвивальна:  розвивати уявлення про матеріальну єдність світу, вміння аналізувати, робити висновки, порівнювати; розвивати пам’ять, удосконалювати навички роботи з картами; 
•                        виховна: виховувати екологічну свідомість учнів, показати необхідність дбайливого ставлення до природи; бережливого й раціонального використання  природних ресурсів, творчий підхід до навчання,  інтерес до хімії.

Очікувані результати (предметні компетентності): учні повинні вміти встановлювати причинно - наслідкові зв’язки між складом, будовою, властивостями, зберіганням, транспортуванням і застосуванням вуглеводнів; дотримуватися правил безпечного поводження з вуглеводнями та їхніми похідними в побуті; оцінювати пожежну небезпечність вуглеводнів; екологічні наслідки техногенних катастроф.

Тип уроку: закріплення  знань, умінь, навичок.

Форма проведення: інтегрований урок з хімії, географії .

Обладнання: дидактичні матеріали: картки із завданнями з хімії, комп'ютерна презентація ходу уроку, атласи, географічна карта «Хімічна промисловість», зразки нафти,  клей, маркери, ватмани, мікрофон.

Методи: словесні, практичні, пошукові, інтерактивні: робота у групах, «мозковий штурм», «мікрофон», «кіт у мішку».

Хід уроку

І Організаційний момент

Клас  ділиться на групи хіміків, географів, екологів , у кожній групі визначено лідера, доповідача, секретаря.

ІІ Основна частина уроку

2.1 Актуалізація і коригування знань учнів

Вчитель географії оголошує тему та мету уроку.

Група географів одержує завдання: назвати галузі хімічної промисловості.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 1. Галузі хімічної промисловості.

 

2.2. Вивчення нового матеріалу

Галузі хімічної промисловості:

•            Гірничо - хімічна;
•            Основна хімія: виробництво кислот, солей, соди, мінеральних добрив;
•            Фармацевтично - мікробіологічна;
•            Лакофарбова;
•            Промисловість побутової хімії;
•            Промисловість хімічних волокон та ниток;
•            Промисловість синтетичних смол і пластмас;
•            Нафтохімічна промисловість.

Вчитель хімії демонструє зразки нафти і пропонує  розглянути нафтопродукти у вигляді презентації .

Не вcі з вас бачили сиру нафту, але всі знають, що таке бензин, гас, вазелін, мазут. Ці продукти є нафтовими фракціями, що утворюються внаслідок перегонки нафти. Слайд «Крекінг нафти».

Вчитель хімії:

«Мозковий штурм».  Назвіть основні природні джерела вуглеводнів?

Учень:

Основні природні джерела вуглеводнів –  нафта й природний газ. Різні фракції нафти містять алкани від С₅Н₁₂ доС₃₀Н₆₂. Нафта – це «чорне золото», вона відрізняється різноманіттям кольорів: чорний, коричневий, вишневий, зелений, бурштиновий, жовтий.

 Природний газ складається з метану (95 %) з домішками етану та пропану.

Метод «Мікрофон».

Чому про могутність держави говорять, зважаючи на показники одержаної  та використаної нафти? (Учні обговорюють питання).

Вчитель географії:

«Мозковий штурм» Назвіть способи використання нафти. Які підгалузі нафтової промисловості вам відомі? Назвіть  основні нафтогазові родовища України та покажіть їх на карті. Назвіть українські нафтопереробні заводи.

Нафта –  один із найважливіших товарів на світовому ринку. Її широко використовують не лише як паливо, а й як цінну хімічну сировину (для виготовлення пластмас, смол, гуми, барвників). Нафта різних родовищ відрізняється своєю якістю: умістом домішок, зокрема –  сірки, парафінів, легких фракцій.

Нафтова промисловість –  галузь паливної промисловості, яка охоплює нафтодобувну та нафтопереробну підгалузі. Нафтодобувна промисловість об'єднує підприємства з розвідування та видобування нафти й супутнього нафтового газу, зберігання та транспортування нафти. Вона орієнтується на нафтові родовища суходолу й континентального шельфу. Нафтопереробна промисловість виробляє із сирої нафти нафтопродукти, що використовуються як паливо, мастильні та електроізоляційні матеріли, розчинники, шляхове покриття, нафтотехнічну сировину. Нафтопереробна промисловість розміщується поблизу нафтопромислів, у портах ввезення сирої нафти або на трасах магістральних трубопроводів.

За особливостями зосередження родовищ в Україні виділяють три нафтогазоносні райони:

1) Східний –  посідає І місце за запасами та видобутком нафти й газу (Сумська, Харківська, Полтавська, Чернігівська, Луганська області);

2) Західний (Прикарпатський) – Львівська, Івано-Франківська, Закарпатська області;

3) Південний (Причорноморська западина та частина територій Одеської, Миколаївської, Херсонської областей ).

Серед нафтогазових родовищ Дніпропетровської області виділяються Багатойське, Виноградівське, Голубівське, Гупалівське, Дмухайлівське, Кременівське, Левенцівське, Личківське, Михайлівське, Мусієнківське, Новоселівське, Перещепинське, Пролетарське, Рясківське, Східно - Голубівське, Східно - Новоселівське та Юр'ївське на півночі області.

Найбільші нафтопереробні заводи розміщені у Лисичанську, Кременчуці, Херсоні, Одесі, Надвірні, Львові, Дрогобичі.

Група географів, хіміків,екологів знайомить зі своїми дослідженнями:

Група географів :

Нафтохімічна промисловість Західної Європи є основою господарства регіону. Тривалий час вона розвивалася на базі власної сировини, але останніми десятиріччями цілком переорієнтована на імпортну. Сконцентрована переважно в трьох найбільших країнах –  Німеччині, Франції та Великій Британії (понад 4/5 вартості продукції). За територіальною концентрацією робочої сили та виробництва багато промислових районів цих країн, що збігаються з міськими агломераціями, належать до найбільших у світі: Рурський район і долина Рейну у Німеччині, райони Центральної Англії та її південного сходу, Паризький і Північно-французький райони. Проте й інші країни регіону відіграють помітну роль у виробництві Європи. Їх промислові райони, які охоплюють насамперед усю територію Нідерландів, Бельгії та Люксембургу, також мають складну структуру і високий рівень розвитку.

Паливно-енергетичний баланс Західної Європи є переважно нафтогазовим, тут щорічно добувають до 200 млрд м³ природного газу і 90 млн т нафти.

 Тут розвинута хімічна промисловість  – галузь, що виробляє продукцію з вуглеводневої, мінеральної та іншої сировини шляхом її хімічної переробки.

У Європі традиційно виробництвом хімічної продукції виділяються такі країни: фармацевтикою – Франція, Німеччина й Угорщина, парфумерією – Франція, Велика Британія, косметикою – Франція, Швеція і Латвія, виробництвом кіно –  і фотоплівки –  Німеччина, Чехія.

Нині хімічна промисловість переміщується до портів - імпортерів нафтохімічної сировини. Наприклад, поряд із старими промисловими районами, як-от: Рур (Німеччина), Мідленд (Велика Британія), Донбас (Україна) та ін., розвивається новий Північний регіон у Німеччині, ростуть центри сучасної нафтохімії на північному сході Шотландії та Норвегії тощо.

На базі портово-промислових комплексів між Антверпеном (Бельгія) і Роттердамом (Нідерланди) сформувався найбільший у Європі район хімічної промисловості на базі привізної сирої нафти. Потужні нафтопереробні заводи та підприємства основної хімії й хімії пластмас постачають свою продукцію на майже всі хімічні заводи ЄС.   

   Вчитель географії:

Принципи розміщення підприємств хімічної промисловості:

•            Орієнтація на сировину;
•            Орієнтація на споживача;
•            Орієнтація на транспортні перевезення.

Лідерами у світі нині є спеціалізовані фірми. Так, нафтохімічний гігант «Роял Дач Шелл» (Велика Британія –  Нідерланди) має 96 виробничих філій, фармацевтична компанія «Байєр» (Німеччина) –  у 76, провідний світовий виробник побутової хімії «Проктер енд Гембел» (США) –  у 72 країнах світу (у т.ч. в Україні).

В Україні розвивається переважно основна хімія, виробництво пластмас і коксу, переробка нафти й газу, фармацевтична промисловість.

Окремими великими центрами хімічної промисловості України є міста: Біла Церква, Суми, Черкаси, Рівне .

Група  хіміків:

Вуглеводні широко використовуються в найрізноманітніших сферах життя й діяльності людини.

Газоподібні алкани (метан і пропан-бутанова суміш) використовуються як цінне паливо. Рідкі вуглеводні становлять значну частку в моторних і ракетних паливах і використовуються як розчинники. Вазелінове масло (суміш рідких вуглеводнів із числом атомів Карбону до 15) –  прозора рідина без запаху й смаку, використовується в медицині, парфумерії та косметиці. Вазелін (суміш рідких і твердих насичених вуглеводнів із числом атомів Карбону до 25) використовується для виготовлення мазей, які застосовуються в медицині. Парафін (суміш твердих вуглеводнів C19–  C35) –  біла тверда маса без запаху й смаку (tпл = 50-70 °С) –  застосовується для виготовлення свічок, голівок сірників і пакувального паперу, для теплових процедур у медицині та ін. У сучасній нафтохімічній промисловості насичені вуглеводні є базою для одержання різноманітних органічних сполук, важливою сировиною в процесах одержання напівфабрикатів для виробництва пластмас, каучуків, синтетичних волокон, мийних засобів і багатьох інших речовин. Нормальні насичені вуглеводні середньої молекулярної маси використовуються як поживний субстрат у мікробіологічному синтезі білка з нафти. Велике значення мають галогенопохідні алканів, що використовуються як розчинники, холодоагенти й сировина для подальших синтезів.

Гра «Кіт у мішку»

Один учень з групи хіміків,екологів, географів витягує з мішка картку із завданням, яке розв’язують цілою групою.

 Завдання:

Шляхом спалювання вуглеводню масою 8,6 г одержали  26,4 г карбон (ІV) оксиду та 12,6 г води. Густина вуглеводню за повітрям дорівнює 2,966. Установити формулу вуглеводню.

Під час згоряння 1,76 г органічної речовини утворилося 3,52 г карбон (ІV) оксиду та 1,44 мл води. Густина вуглеводню за повітрям дорівнює 1,52. Установити формулу органічної речовини.

У результаті спалювання 112 мл газу утворилося 448 мл  карбон (ІV) оксиду (н. у.) та 0,46 г води. Густина речовини за воднем дорівнює 29. Установити молекулярну формулу газу .

Вчитель хімії : звичайно з інтенсивним використанням нафтопродуктів є проблема забруднення довкілля. Група екологів нам знайшла шляхи розв’язання цієї проблеми.

Група екологів:

Дотримання технологій використання та зберігання нафтопродуктів зменшує ризик забруднення ґрунту, тому сьогодні використовують переважно двостінні резервуари. Їх регулярно перевіряють, щоб переконатися у відсутності підтікання. Крім того, велику увагу приділяють дотриманню правил наповнення та спорожнення ємностей. Майданчик зливу для автоцистерни оснащують ємністю для збору аварійних стоків. Для збирання стічних вод встановлюють спеціальну зливну каналізацію, що забезпечує мінімальне скидання забруднюючих речовин у ґрунтові води.

На території АЗС створюють схили для направлення стічних вод безпосередньо в очисні резервуари. Для очищення води застосовують спеціальні очисні модулі малих  розмірів, що працюють на основі мембранної технології. І, звичайно ж, на кожній АЗС встановлюють пожежну сигналізацію та обладнують її засобами гасіння пожежі.

Для збирання нафтових розливів із поверхні води вчені розробили ефективні сорбенти – магнітні пастки ( полістиролові матеріали з умістом заліза 15,7 %, етиленгліколю 4,94 %), які добре адсорбують нафту і залишаються на поверхні води. 

Вчитель хімії :

Продовжуємо гру «Кіт у мішку»

Один із представників груп витягує з мішка картку. За назвами речовин необхідно написати структурні формули і розмістити їх на ватмані:

А) 3 - етил - 2,2 - диметилгексан;

Б) 2,4 - диметилпентан;

В) 3,6 - диетил - 2,5 - диметилоктан;

Г) 3,4 - диетил - 2,3,5,6  - тетраметилоктан.

ІІІ Заключна частина уроку

3.1. Закріплення вивченого матеріалу.

Вчитель географії

Хімічна промисловість залежить і впливає на інші галузі господарства.

Складіть схему виробничих взаємозв’язків хімічної промисловості з іншими галузями.

Учням пропонується дати відповідь на запитання:

•           Назвіть продукцію хімічної промисловості, яку ви використовуєте у повсякденному житті.
•           Назвіть галузі хімічної промисловості.
•           Які продукти перегонки нафти ви знаєте?
•           Як впливає хімічна промисловість на навколишнє середовище?

3.2. Підведення підсумків роботи на уроці.

Учням запрпопоновано при обговоренні уроку підняти картки з зображенням валізи або м’ясорубки.

 «Валіза» – на уроці отримав потрібну інформацію та  поповнив багаж знань.

«М’ясорубка» –  отримана інформація потребує подальшого переосмислення.

3.3. Домашнє завдання.