Кейс-Урок: Тема: «Вода, склад її молекули, поширеність у природі, фізичні властивості

Кейс-Урок: Тема: «Вода, склад її молекули, поширеність у природі, фізичні властивості»

Мета:

•               навчальна:  ґрунтуючись на знаннях учнів  із попередніх тем хімії,   знаннях із біології, фізики, географії та  власного  досвіду  учнів, узагальнити знання учнів про  воду і вивчити будову її молекули, з’ясувати якісний та кількісний склад молекули води, фізичні властивості та поширеність у природі; показати значення води у природі й житті людини;
•               розвивальна: формувати в учнів стійкі пізнавальні інтереси; розвивати інтелектуальну сферу дитини; ініціативність у висловлюванні думок, уміння лаконічно висловлювати свою думку; формувати соціальну компетентність;
•               виховна: виховувати шанобливе ставлення до природи, активність, дисциплінованість, уважність.

Тип уроку: кейс-урок

 Хід уроку

1.                 Організаційний момент

Привітання

1.                Інтерактивна технологія «Незакінчене речення»

Продовжити речення «Про воду я знаю, що…»

Ти,красо землі несказанна,

Нам, немудрим даремний дар.

                     Василь Стус

2.              Мотивація навчальної та пізнавальної  діяльності

Відгадайте загадки:

1.Чого на гору не викотити,

В решеті не віднести,

В руках не утримати?

2.Хто вік біжить і не  втомиться?

3.Ніжна зірка, срібно-біла

На руки згори злетіла,

 Я приніс її сюди, стала крапелька …. (води).

ІІІ. Актуалізація опорних знань.

2.                Прийом «Фантастичне припущення»

Завдання:  А чи замислювалися ви над тим, яке б було життя на Землі без води? Намалюйте в уяві Землю без води. Опишіть нашу планету.

ІV. Вивчення нового матеріалу.

Вода — сама звична і проста речовина на планеті Земля. Щорічно 22.03 світ відзначає день водних ресурсів. Це маловідоме свято було встановлено Генеральною Асамблеєю ООН для того, щоб нагадати всім людям про важливість цієї речовини. Здається, що нічого нового ми вже не дізнаємося про воду, проте вона таїть в собі ще мільйони загадок, вчені кожен день відкривають цікаві і невідомі факти про неї. Вода — безбарвна рідина — покриває понад 70% земної кулі (з яких тільки 2-3% є питною водою), а її вік близько 4,5 мільярдів років. Фактично кількість води на землі незмінно з дня народження нашої планети. Цікавий факт, що вода у вашій склянці впала з небес ще тиждень тому, але побачила динозаврів і зародження живого на землі.

Кілька пізнавальних і цікавих фактів про воду: Вода, безперечно, — основа всього життя. Всі живі істоти складаються з води: риби — на 75%, тварини — на 75%, картопля — на 76%, медузи — на 99%, помідори — на 96%, яблука — на 85%. Навіть людина, і та, складається з води: у новонародженого в тілі міститься 86%, у старої ж людини — не більше 50%....
 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Будова молекули води ( розповідь учителя з елементами бесіди)

  Молекулярна формула води  Н2О.

- Який якісний склад молекули?

- Який кількісний склад молекули?

- Чи можна віднести воду до бінарних сполук? Чому?

- Які обчислення можна виконати за хімічною формулою?

•              Відносна молекулярна маса: Мr (Н2О)  = 18
•              Масові частки елементів: W(H) = 0,111  , або 11,1%

W(О) = 0,889 , або 88,9%

Графічна формула молекули води  Н  ─ О

                                                                   │

                                                                    Н

 

До складу молекули води  входить три атоми – один атом  Оксигену і два

атоми  гідрогену. Хімічна формула позначається  – Н₂О. Як і всі інші молекули, вода має заряд. Заряди розподілені нерівномірно, тому у молекулі води є два полюси – позитивний і негативний.

Атоми Гідрогену розміщені під кутом 104,5°, що спричиняє   несиметричність   структури і полярність молекули води.

 Кут між молекулами може змінюватися в залежності від того, в якому стані знаходиться вода, наприклад в стані льоду він розширюється.

      Ми звикли склад води позначати формулою Н2О, але правильніше було б склад води записувати формулою (Н2О)n, де n дорівнює 2, 3, 4 і т.д., оскільки окремі молекули води з'єднані зв'язками, які схематично позначають крапками:

Зв'язок між молекулами здійснюється за допомогою атома Гідрогену

       Позитивно заряджений атом Гідрогену однієї молекули води притягається до негативно зарядженого атому Оксигену іншої молекули води. Такий зв'язок отримав назву водневого. По міцності водневий зв'язок приблизно в 15-20 разів слабкіше зв'язку між О та Н. Тому водневий зв'язок легко розривається, що спостерігається, наприклад, при випаровуванні води.

 

3.Фізичні властивості води (робота з підручником, робота в групах)

Про важливі фізичні властивості води ви дізналися  на уроках природознавства.

 Добре знаєте деякі її  властивості   із повсякденного життя.

 Використовуючи  підручник і власний досвід, опишіть  фізичні властивості води.

1. Чиста вода — безбарвна рідина без запаху і смаку.

2. Замерзає при температурі 0 °С

3.Закипає при 100 °С (за тиску 760 мм рт. ст.).

4. Густина 1,00 г/см3 (при 4 °С), ( 1мл має масу 1г, тому, відміривши мірним циліндром 100 мл води, отримаємо її  масою 100 г.)

5. Мала теплопровідність.

6. Не проводить електричного струму.

7. Вода має велику теплоємкість, тому повільно нагрівається та повільно охолоджується.

    Саме тому  воду використовують як теплоносій у системах опалення. 

4. Кругообіг води у природі

Постійний обмін вологою між гідросферою, атмосферою і земною поверхнею, що складається з процесів випаровування, пересування водяної пари в атмосфері, його конденсації в атмосфері, випадання опадів і стоку, отримав назву кругообігу води в природі.

Атмосферні опади частково випаровуються, частково утворюють тимчасові та постійні водойми, частково - просочуються в землю і утворюють підземні води.

Кругообіг води приводиться в рух енергією Сонця. Сонце нагріває воду в океанах і морях, і вона випаровується, перетворюється на водяну пару. Паралельний процес відбувається і на суші: вода випаровується з нагрітої Сонцем поверхні Землі або випаровується рослинами в результаті транспірації.

Розрізняють декілька видів кругообігів води в природі:

Великий, або світовий, кругообіг — водяна пара, що утворилася над поверхнею океанів, переноситься вітрами на материки, випадає там у вигляді атмосферних опадів і повертається в океан у вигляді поверхневого та підземного стоку з суходолу. У процесі  змінюється якість води: при випаровуванні солона морська вода перетворюється в прісну, а забруднена — очищається.

Малий, або океанічний, кругообіг — водяна пара, що утворилася над поверхнею океану, конденсується в атмосфері і випадає у вигляді опадів знову в океан.

Внутрішньоконтинентальний кругообіг — вода, що випарувалася над поверхнею суходолу, знову випадає на суходіл у вигляді атмосферних опадів

Зрештою, опади в процесі руху знову досягають Світового океану. Повне оновлення вод Світового океану відбувається приблизно раз в 2 700 років.

5. Значення води у природі та житті людини

Спробуйте уявити, що із Землі зникла вода, що її нема ніде — ні в повітрі, ні на поверхні, ні під землею. Нема хмар, океанів, підземних джерел, криги, снігу. Ви неодмінно дійдете висновку, що життя за таких умов існувати не може.

Вода — джерело життя на Землі. Саме у воді зародилося колись і зароджується сьогодні життя. Оскільки саме у воді 9 місяців перебуває плід дитини перш ніж народитися.

Вона використовується як сировина у промисловості, джерело енергії, вона є чинником, що визначає погоду, клімат нашої планети.

Вода має велике значення для життя рослин, тварин і людей. Без неї неможливе існування живих організмів. У всякому організмі вода є середовищем, у якому відбуваються хімічні процеси, що забезпечують життєдіяльність організму, і сама вода бере участь у багатьох біохімічних реакціях. Відомо, що частка води в рослинах складає 80 %, у водоростях — 98 %, у тілі медузі — 95—98 %, у тілі людини — 65%. Кожна доросла людина щоденно з їжею споживає в середньому майже 2 л води і не може прожити без неї більш ніж 8 діб. При втраті організмом 12 % маси води кров загусає, мов смола, і втрачає здатність рухатися кровоносними судинами.

У медицині вода - розчинник, лікарський засіб, засіб санітарії та гігієни, "транспортний засіб". Підвищення рівня медичного обслуговування та зростання народонаселення планети Земля природним чином веде до зростання водоспоживання на медичні цілі.

У сільському господарстві вода - "транспортний засіб" поживних речовин до клітин рослин і тварин, учасник процесу фотосинтезу, регулятор температури живих організмів. Обсяги води, які витрачаються для поливу сільськогосподарських рослин, при годівлі тварин, птиці, не поступаються обсягами, використовуваним промисловістю.

У побуті вода - засіб санітарії та гігієни, учасник хімічних реакцій, що протікають при приготуванні їжі, теплоносій, "транспортний засіб", що видаляє продукти життєдіяльності людини в каналізацію. Вода миє всіх людей, машини, дороги. Норма водоспоживання на одну людину істотно різна по окремих містах. Згадаймо про приблизно 6 мільярдів людей, що населяють планету Земля і нам стане ясно, чому час від часу виникають розмови про дедалі зростаючі проблеми з питною водою навіть у регіонах планети, де дуже багато води.

Без води не замісити тісто для хліба, не приготувати бетон для будівництва, не зробити ані папір, ані тканину для одягу, ні гуму, ні метал, ні цукерки, ні пластмасу, ні ліків - нічого не зробити без води! 

V. Узагальнення і систематизація знань

Опрацювання кейсів поділ на 6 груп

Інформація до кейсу «Вода»

Виявляється, що вода в трубопроводі може замерзнути навіть при +20 С, але з однією умовою: якщо в цій воді міститься багато метану.

Молекули цього газу «розштовхують» воду, це в підсумку призводить до зниження тиску рідини і підвищенню температури замерзання. Найчистіша вода виявлена ​​у Фінляндії. Всього в усьому дослідженні взяло участь 122 держави. При всьому цьому, понад мільярд людей не мають зовсім доступу до безпечної і чистої води. Випарена молекула води проведе в повітрі близько 10 днів, перш ніж впасти з неба у вигляді опадів і заново повторити цикл. Ніколи не замислювалися, чому айсберги не тонуть? Адже айсберг — це твердий лід, який як камінь повинен піти на дно. Виявляється все просто: замерзша вода має менш щільну структуру, а також містить у собі бульбашки повітря, тому не тоне....

Гідрологічний цикл (кругообіг води) по всій планеті за один день виробляє більше енергії ніж все людство за всю свою історію. За 20 хвилин, одна гроза виливає на землю близько 125 мільйонів літрів води! Уявіть собі, що кількість води, що випаровується протягом року з поверхні земної кулі рівно 577000 кілометрів кубічних. Набагато більше питної води зберігається під землею в водоносних горизонтах, ніж на її поверхні. Загальні запаси води, яку можна використовувати для пиття всього 3% із загальної кількості водних ресурсів....

На нашій планеті близько 96% води припадає на океани, близько 1,5% світових запасів рідини складають грунтові води і стільки ж припадає на крижані шапки і льодовики Гренландії та Антарктиди. Велика частина всієї земної води — солона, частка прісної рідини становить не більше 2,5%, при цьому більшість прісної води, а це близько 99%, міститься в грунтових водах і льодовиках....

Гаряча вода, поміщена в холодильник, замерзає швидше холодної. Вченим так і не вдалося до кінця розгадати цю загадку. Є думка, що кип’ячена вода містить меншу кількість солей, тому вони осідають при кип’ятінні, тому вона швидше перетворюється на лід. Цікавий факт: гарячою водою ефективніше гасить пожежу, ніж холодною....

Ми всі з шкільної лави пам’ятаємо, що вода може пербувати в 3х станах: рідкому, газоподібному і твердому. Але, виявляється, що вчені поділяють тільки в замерзлому вигляді 14 станів, а в рідкому вигляді — близько 5. Морська вода — дуже поживна речовина: в 1 кубічному сантиметрі поміщається близько 1,5 г білка. Учені так само підрахували, що в Атлантичному океані міститься близько 20 тис. врожаїв, які збирають люди за рік на всій суші. Вода, виявляється, не тільки приносить життя, але і забирає його. Доведено, що більше 80% хвороб передаються саме через водні ресурси. Щороку на планеті вмирає 25 мільйонів людей від подібних хвороб. Солона вода має дещо інші межі температур для зміни свого стану: замерзає вона при -1,8 градусів за Цельсієм, а починає танути при значенні на термометрі вище 2,3 градуса....
Тільки один вид тварин здатний бігати по воді. Це ящірки, які належить до роду гадюк. Вони здатні пересуватися по водній гладі за рахунок дуже частих ударів задніх лапок. Якби льодовики нашої планети раптово розтанули, то близько 1/8 всієї суші затопило б водою, а рівень у світовому океані піднявся б на 65 метрів! Виявляється, що вода може горіти. В Азербайджані є місце, де вода містить велику кількість метану. Якщо піднести до неї сірник, вона загориться в ту ж секунду....
Ще в Стародавній Русі вважали, що пожежа, що походить від блискавки, є священним вогнем, і гасили її зовсім не водою, а … молоком! Цікавий факт! Лід існує не тільки на нашій планеті. Є підтверджені дані про присутність льоду на інших планетах Сонячної системи і в ядрах всіх комет. Так само, льодом покрита вся Європа — один із супутників планети Юпітер.

Цікаві факти, як люди витрачають воду: Середня людина в Сполучених Штатах, використовує десь від 80-100 літрів води в день. Промивка туалету насправді займає найбільшу кількість цієї води. Сім’я з трьох осіб користувалася краном 74 рази на добу. Близько 74% домашнього використання води у ванній кімнаті, близько 21% припадає на прання, а також близько 5% припадає на кухню. Для порівняння в середньовічні часи людина використовувала всього 5 літрів води на добу....

У столиці Кенії — Найробі — вода коштує в 10 разів дорожче, ніж у місті Нью-Йорку. Людина починає відчувати спрагу, коли втрачає 1% рідини організму, а під час інтенсивних тренувань організм скидає вагу за рахунок втрати води, але ніяк не втрати жиру. Вода необхідна людині при боротьбі із зайвими кілограмами. Під час дієти необхідно випивати не менше 2х літрів води для того, щоб полегшити викид шкідливих шлаків. А стакан, випитий до прийому їжі, притупляє відчуття голоду і наповнює шлунок, що сприяє зменшенню апетиту як мінімум удвічі....

"Команда з обсерваторії Кека, яка використовує найсучасніші технології, зробила великий стрибок у спостереженні екзопланет і виявила воду в атмосфері планети в 179 світлових років (від Землі - ред.)", - йдеться у повідомленні.

Як зазначається, в зоряній системі HR 8799 є чотири планети-гіганти - HR 8799 b, c, d та e.

Нове відкриття стосується газового гіганта HR 8799 c, який у сім разів більший за Юпітера. В атмосфері планети є вода і немає метану.

Леонардо да Вінчі любив воду: він розробив інструкції з підводних занурень, винайшов і описав прилад для підводного занурення, дихальний апарат для підводного плавання. Усі винаходи Леонардо лягли в основу сучасного підводного спорядження. «Коала» мовою австралійських аборигенів означає «не пити». Харчуючись евкаліптом, всю необхідну вологу коала отримує з його листя, а воду п'є тільки від випадку до випадку - у періоди посух або під час хвороби.

 

Кейс Група 1

 «Вода! У тебе немає ні смаку, ні кольору, ні запаху, тебе не  опишеш, тобою насолоджуєшся, не розуміючи, що ти таке, ти необхідна для життя, ти і є саме життя. Ти наповнюєш нас радістю, яку не поясниш нашими почуттями. З тобою повертаються до нас сили, з якими ми вже попрощалися. З твоєї милості в нас знову починають вирувати висохлі джерела нашого серця».

                                                                                        (Антуан де Сент-Екзюпері. )

Так сказав про воду французький письменник і льотчик після того, як його літак розбився в пустелі і йому довелося провести кілька днів в пустелі без води під палючим сонцем. Вода – найбільш поширена речовина  на Землі. І разом з тим на Землі не зустрінеш абсолютно чисту воду. Десятки видів молекул і йонів, розчинених у воді, перетворюють її в чудо природи, в колиску життя і зв’язуючу ланку між неорганічною матерією і живою речовиною.  Вода забезпечує існування життя на Землі.

   Завдання:

1.                Розкажіть про воду як розчинник.
2.                Яка роль води для живих організмів?
3.                Які основні фактори забруднення водойм?
4.                Назвіть шляхи вирішення проблеми забруднення води.
5.                Зберіть прислів’я та приказки про воду.

 

Кейс група 2

Японії Національним інститутом здоров’я було досліджено хлоровану воду і встановлено, що природні органічні сполуки, що містяться у воді, вступають у реакцію з хлором і утворюють небезпечні сполуки, що викликають захворювання на рак.

Завдання. 

1.  Запропонуйте  способи  зменшення  або виключення отруйного впливу хлору на організм людини.

2.   Виходячи з власної практики, визначить об’єм хлорованої води, який ви використовуєте протягом доби, і для яких цілей.
3.   Які органи людини найбільше страждають від дії хлору?
4.   Як впливає хлорована вода на людину під час купання?

 

Кейс група 3

Одним з найбільш поширених в природі речовин є вода. Без води неможливе життя на Землі. Наша планета названа блакитний тому, що дві третини її поверхні займає вода. Організм людини приблизно на 65% - 75% складається з води. Нормальна життєдіяльність будь-якого живого організму неможлива без прісної води. Для господарської діяльності людина також використовує тільки прісну воду. На прісну воду припадає 2,6% від її загального змісту, та й то основна частина прісної води зосереджена тільки у вигляді льоду, полярних шапок Північного і Південного полюсів і недоступна для споживання. Частка рідкої води, доступної для використання, становить всього 0,014% від загальних запасів води.

Де найбільше води? Відповідь здається очевидною: в Світовому океані. Однак насправді, в мантії Землі води міститься в 10-12 разів більше, ніж у Світовому океані. При цьому майже вся наявна на планеті маса води не придатна для пиття. Ми можемо пити лише 3% води – саме стільки у нас запасів прісної води. Але навіть велика частина цих 3% недоступна, так як міститься в льодовиках.

1. Що є джерелом прісної води?
2. Який якісний і кількісний склад молекул води?
3. Чому в природі немає чистої води?
4. У яких агрегатних станах зустрічається вода в природі?

 

Кейс група 4

В продажі перша пляшка води з'явилась у 1767 році. Підприємець який додумався продавати газовану воду — англієць Джозеф Прістл.

У 1849 році, в розпал золотої лихоманки, в Каліфорнії були наступні ціни: 70 доларів за кілограм борошна і до 100 доларів за склянку води.

Вода може бути безкоштовною, а може бути і дуже дорогий. Найдорожча в світі вода продається в Лос-Анджелесі. Виробники упаковують дорогоцінну рідину зі збалансованим смаком і значенням ph в пляшки зі стразами “Swarovski”. Коштує така вода 90 $ за 1 л.

У світі 1 мільярд 100 мільйонів людей не мають доступу до якісної питної води.В даний час 70% території нашої планети покриті водою. При цьому пити можна тільки 1% цієї води. З кожним роком проблем доступу до водних ресурсів стає гостріше. За останні 50 років в світі відбулося цілих 507 конфліктів, пов’язаних з доступом до води. 21 суперечку призвів до військових дій.

Завдання. 

1. Чим поясьнюється така вартість води
2. Чому вода є універсальним розчинником?
3. З якими речовинами може взаємодіяти вода?
4. Які речовини при цьому утворюються?

 

Кейс група 5

Повідомлення мас медіа

«Кількість постраждалих від отруєння питною водою у південному іракському місті Басра сягнула 18 тисяч осіб.

Про це йдеться у доповіді, підготованій Комісією з прав людини парламенту Іраку, повідомляє агентство Аnadolu.

"Через забруднення води у Басрі за 18 тисяч осіб зафіксовані діарея, кишкові кольки та блювота", - йдеться у доповіді.

У доповіді наголошується, що відсутність у місті спеціальних хімічних лабораторій не дає змоги визначити точний рівень забруднення води.

У парламентській комісії попередили, що якщо не будуть ухвалені дійові заходи щодо запобігання зумовлених забрудненою водою інфекцій, то вони можуть перерости у епідемію холери.

Вода не тільки дарує життя, але може і віднімати її. 85% всіх захворювань в світі передається за допомогою води. Щорічно 25 млн. Чоловік помирає від цих захворювань»

Завдання

1. Якими фізичними властивостями володіє вода?
2. Які основні джерела забруднення води? 
3. Які методи очищення води?
4. Які способи отримання чистої води в лабораторії, в промисловості?

 

 

Кейс група 6

Повідомлення новин:

«У Миколаєві води зі стічного міського колектора забруднили акваторію морського порту.

Про це повідомила прес-служба Адміністрації морпортів України.

«Співробітники відділу екологічної безпеки Миколаївської філії ДП «АМПУ» зафіксували забруднення акваторії порту в районі нульового причалу. Джерелом забруднення, за попередніми даними, став міський стічний колектор», - йдеться у повідомленні.

Зазначається, що візуальний моніторинг екологічного стану акваторії та території морського порту, що здійснюють співробітники АМПУ, свідчить про те, що забруднення виникло внаслідок тривалого скиду забруднюючих речовин з міського стічного колектору.

Про забруднення акваторії було повідомлено Державну екологічну інспекцію Північно-Західного регіону Чорного моря. Миколаївська філія ДП «АМПУ» також зв’язалася з міською адміністрацією задля подальшого вирішення проблеми забруднення акваторії стічними водами.»

Завдання

1. Якими фізичними властивостями володіє вода?
2. Які основні джерела забруднення води? 
3. Які методи очищення води?
4. Які способи отримання чистої води в лабораторії, в промисловості?

 

Інтернет джерела

http://cikavo.net/cikavi-fakti-pro-vodu/

http://tut-cikavo.com/priroda/175-tsikavi-fakti-pro-vodu?start=1

https://brama.net.ua/cikavinky-pro-vodu-3153/

https://www.factday.net/1-1-100-faktiv-pro-vodu.html

https://www.factday.net/1-1-100-faktiv-pro-vodu.html

https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D0%B0