Урок "Кислотні дощі: нітратні та сульфатні"

Урок на тему: «Кислотні дощі.»

Цілі уроку:

дидактична: актуалізувати знання і вміння в області ви­вчення природного довкілля; сформувати знання про кислотні дощі; з’ясувати причини їх виникнення; поглибити знання про кислотні оксиди;

розвивальна: розвивати вміння аналізувати свої знання; продовжити формування вмінь складати формули оксидів; удосконалювати вміння складати рівняння реакцій, які підтверджують властивості води; вміння застосовувати набуті знання при розв’язуванні задач;

виховна: виховувати бережливе ставлення до навколишнього середовища на основі знань про кислотні дощі; формувати вміння раціонально використовувати час, швидко і зосереджено працювати над завданнями.

Тип уроку: поглиблення й засвоєння знань

Форми й методи роботи: робота в групах, парах, індивідуальна, самооцінювання, взаємооцінювання, проблемне питання, «Логічні квадрати», «Дзеркало», графічний диктант «Що я знаю про воду?», «Біла ворона», «Хто швидше», «Хто більше», «Заморочки з бочки», «Хімічний крос», диференційована самостійна робота, «Продовжити речення».

Засоби навчання: періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва, роздатковий матеріал.

Хід уроку.

І. Організаційна частина.

Епіграф до уроку:

Земля не належить нам.

Це ми належимо Землі.

                                                                                                    Мудрість індійців Сіу

 

                                               Знати – означає бути озброєним.

                                                                                 Прислів’я

ІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Можна сказати, що призначення людини заключається в тому, щоб нищити свій рід, попередньо зробивши земну кулю не придатною для життя.

                                                                                                   Жан Батист Ламарк

Учитель. Сьогодні на уроці ми продовжимо вивчати воду, яка взаємодіє з кислотними оксидами, утворюючи кислотні дощі. Вони утворюються оксидами Сульфуру і Нітроге­ну. Тому в нас сьогодні на уроці буде дві команди. Перша команда буде мати назву «Оксиди Сульфуру», а друга команда – «Оксиди Нітрогену». Для команди «Оксиди Сульфуру» завдання впродовж уроку отримати за правильну відповідь якнайбільшу кількість «S», а для команди «Оксиди Нітрогену» завдання впродовж уроку отримати за правильну відповідь якнайбільшу кількість  «N».

Учитель. Індивідуальна робота. Заповніть «Логічні квадрати».

Оцінювання: кожна правильна відповідь оцінюється в 0,5 бала.

Знайдіть у «логічних квадратах» місце для таких речовин: Na, N.

K	Ca
Ag

 

C	Cl
P

 

Учитель. Індивідуальна робота.  «Дзеркало».

Оцінювання: кожна правильна відповідь оцінюється в 1 бал.

На дошці написано в один стовпчик формули оксидів, а в другий – їх назви. Учні повинні знайти відповідність між формулою і назвою (з’єднати стрілкою формулу та назву кожного оксида).

Ag₂0             силіцій (IV) оксид

ZnO              алюміній оксид

P₂0₅                   хлор (VІІ) оксид

Cl₂0₇             цинк    оксид

SiO₂               фосфор (V) оксид

Al₂0₃              аргентум (I) оксид

Учитель. Робота в парах. «Біла ворона»

Оцінювання: кожна правильна відповідь оцінюється в 1 бал.

Знайти в кожному рядку «зайвий» оксид.

а)СаО, ВаО, С0₂, Mg0;

б) Fe₂0₃, Cr₂0₃, S0₃, Al₂0₃;

в), Na₂0, H₂О, K₂0, N₂0₅.

ІІІ. Актуалізація опорних знань

Учитель. Графічний диктант «Що я знаю про воду?»

Оцінювання: кожна правильна відповідь оцінюється в 0,5 бала.

Правильні твердження позначаються «+», а неправильні «-». Учні перевіряють роботи самостійно, перевіривши зошит сусіда по парті  (робота в парах із взаємоперевіркою).

1. Вода — одна з найпоширеніших речовин на Землі.

2. Вода має запах.

3.Воду з річок України можна вживати як питну.

4.Мінеральна вода має лікувальні властивості.

5.Вода може перебувати в трьох агрегатних станах.

6.Вода — найкоштовніший мінерал Землі.

7.Вода складна речовина.

8.Вода поглинає тепло.

9.Дистильована вода проводить електричний струм.

10.Вода характеризується звукопровідністю.

11.Густина льоду  більша за густину води в рідкому стані.

12.За нормальних умов вода є рідиною.

Відповідь:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
+	-	+	+	+	+	+	+	-	+	-	+

 

Учитель. Робота в групах. «Хто швидше».

Оцінювання: кожна правильна відповідь оцінюється в 1 бал

І група. Виберіть з переліку сполук Оксигену з атомами хімічних елементів з

валентністю ІV. (NO₂, PbO₂, MnO₂, CO₂)

ІІ група. Виберіть з переліку сполук Оксигену з атомами хімічних елементів з

валентністю V. (P₂O₅, N₂O₅, V₂O₅, Cl₂O₅ ).

Завдання.

Na₂O, NO₂, CuO, ZnO, Cr₂O₃, MgO, Cu₂O, PbO₂, V₂O₅, B₂O₃, Li₂O, SO₃, MnO₂, Al₂O₃, CO₂, N₂O₅, CrO₃, P₂O₅, Cl₂O₅

Учитель. Робота в групах. «Хто більше».

Оцінювання: кожна правильна відповідь оцінюється в 1 бал.

Кожна група одержує завдання з даних літер скласти найбільше число назв

І група – металів, ІІ група – неметалів.

А Н О Р И Г К І Л М Й Х Ц З Т С Ф У Е П Б Ь  Д 

Проблемні питання.

- Чому виникають кислотні дощі?

- Який вплив кислотних дощів на навколишнє середовище?

ІV. Поглиблення й засвоєння знань.

   Учитель. Термін «кислотні дощі» ввів в 1812 р. англійський інженер Роберт Сміт, в книжці «Повітря і дощ: початок хімічної клімтології». Кислотні дощі містять розчини сірчаної і азотної кис­лот, приносять значну шкоду природі. Ґрунт, водойми, рослинність, тва­ринність, стають їх жертвами. При спалюванні будь-якого видобув­ного палива (вугілля, мазуту) в складі видільних газів містяться оксиди сірки і азоту. В залежності від складу палива їх може бути менше або більше. Оксиди Сульфуру і Нітроге­ну, що потрапляють в атмосферу внаслідок роботи ТЕЦ, автомобільних двигунів, металургійних виробництв, сполучаючись із во­логою, утворюють дрібні кра­пельки сульфатної та нітратної кислот, що переносяться вітрами у вигляді кислотного туману і випадають на землю кислотним дощем чи снігом:

Хімічні реакції, що відбува­ються в атмосфері:

S0₃+ Н₂0 = H₂S0₄;

2NО₂+ Н₂0 = HN0₃ + HNO;

4N0₂+ 0₂ + 2H₂0 = 4HNO₃.

        Спостереження свідчать, що 100 років тому рівень pH дощової води був 7,0, тобто опади були нейтральні. Уперше кислотні дощі зареєстровано в Англії у 1972 р. — вони були наслідком потрапляння в атмосферу окси­дів Сульфуру і Нітрогену. Та кислотними виявилися не тільки британські дощі, а й сніг, і туман, і мжичка. У цьому швидко пере­коналися жителі й інших про­мислово розвинутих країн.

    Лихо спричинили атмосферні опади, що містили їдкі розчини сульфатної та нітратної кислот. Біду несли краплинки води, що, пролітаючи в хмарах, змішували­ся з промисловими викидами в атмосфері.

    Поєднуючись із продуктами спалювання вугілля й мазуту, до складу яких належать сірка та азот, частинки води в дощових хмарах перетворюються в крап­лини розчинів кислот, що випа­дають на землю.

    Поступово індустріалізація охоп­лювала все більшу кількість країн, а надходження оксидів Сульфуру і Нітрогену безперервно збільшува­лося, набувши в наш час особливо загрозливих масштабів. Тому кис­лотні опади випадають усюди.

    В Україні кислотні дощі часто випадають у Сумській, Черкась­кій та Рівненській обл., де в по­вітря викидається значна кіль­кість оксидів Сульфуру і Нітро­гену. Україна також забрудню­ється за рахунок транскордонно­го перенесення цих оксидів із країн Західної Європи.

         Для визначення показника кислот­ності використовують різні рН-метри, а також дорогоцінні електронні прилади. Простим способом визначення характе­ру і середовища є застосування індика­торів - хімічних речовин, колір яких змінюється в залежності від рН середо­вища. Найбільш поширеним індикато­ром є - фенолфталеїн, лакмус, а також барвники з червоної капусти і чорної смородини. Дощова вода, утворюється при конденсації водяної пари, повинна мати нейтральну реакцію рН. Проте і в дуже чистому повітрі завжди є оксид вуглецю, і дощова вода, розчиняє його, ледь підкислюючи (рН = 5,6 - 5,7).

   Ґрунт і рослини, звичайно, теж страждають від кислотних дощів, зни­жується продуктивність ґрунту, скоро­чується постачання поживних речовин, міняється склад ґрунтових мікроор­ганізмів. Велику шкоду наносять кис­лотні дощі лісам. Ліси висихають, розви­вається суховершинність на великих площах. Кислота збільшує рухливість в ґрунті алюмінію, який токсичний для дрібних коренів, і це призводить до опадання листя і хвої, крихкості гілок. Особливо страждають хвойні дерева, во­ни жовтіють. У них проріджуються кро­ни, пошкоджуються дрібні коріння. Але і у листяних деревах змінюється колір листя, передчасно опадає листя, пошкоджується кора. У багатьох країнах кислотні дощі завдають значних збитків. Так, у Швейцарії від кислотних дощів гине третина лісів, у Вели­кій Британії висихають 69 % бу­кових і тисових лісів.

    Також велику шкоду кислотні дощі наносять сільськогосподарським культу­рам: пошкоджуються покривні тканини рослин, змінюється обмін речовин у клітинах, рослини уповільнюють ріст і розвиток, зменшується їх стійкість до хвороб і паразитів, знижується уро­жайність. В Україні за останні 35 років площа кислих ґрунтів зросла на 33 %. Кислі ґрунти потребують вапнування, що підвищує собівартість сільсь­когосподарської продукції.

        Кислотні дощі не тільки вбивають жи­ву природу, а й розрушують пам’ятники архітектури. Міцний, твердий мармур, суміш кальцій оксиду та карбон (IV) оксиду (СаО і СО₂), реа­гують з розчином сірчаної кислоти і пе­ретворюються на гіпс (CaSO₄). Зміна температури, потоки дощу і вітер розру­шують цей м’який матеріал. Історичні пам’ятники Греції і Риму, простоявши тисячоліття, останніми роками руйну­ються прямо на очах. Таке ж чекає і Тадж Махал - шедевру індійської архітектури періоду Великих Моголів. На соборі Св. Павла у Римі шар портлендського вапна роз’їдений на 2,5 см. В Гансандії статуї на соборі Іоана тануть, як льодянці. 

     Страждають від кислотних дощів і люди, вимушені споживати питну воду, забруднену токсичними металами - ртуттю, свинцем, кадмієм. І тому рятува­ти природу від закислення необхідно. Для цього треба різко знизити викиди в атмосферу оксидів сірки і азоту.

        Явище кислотних дощів набуло широкомасштабного характе­ру та призвело до істотних змін екології цілих регіонів. Кислотні дощі завдають значного екологічного, економічного й естетично­го збитку. У результаті випадання кислотних опадів порушується рівновага в екологічних системах, погіршується продуктивність сільськогосподарських рослин (вони стають більш чутливими до холоду, посухи, хвороб) і поживні властивості ґрунтів, руйнуються металеві конструкції (у результаті корозії) і різні будівлі, споруди, пам’ятники старовини.

Учитель. Отже, підсумуймо знання про вплив кислотних дощів на навколишнє 

середовище.

Ці дощі мають шкідливу дію на довкілля:

1.урожайність знижується внаслідок ушкодження листя кислотами;

2.спричиняють вимивання з ґрунту Кальцію, Калію, Магнію, що викликає деградацію фауни      та флори;

3.деградують та гинуть ліси (особливо кедр, бук, тис);

4.отруюється вода озер і став­ків, у яких гине риба (лосось, фо­рель тощо) і численні види комах;

5.зниження комах у водоймах призводить до зникнення птахів і тварин, які ними живляться;

6.зникнення лісів у гірських районах (Карпати) зумовлює збільшення кількості гірських зсувів і селів;

7.різко прискорюється руй­нування пам’ятників архітекту­ри, житлових будинків, оздобле­них мармуром і вапняком;

8.вдихання людьми повітря, забрудненого кислотним туманом, спричиняє захворювання дихальних шляхів, подразнення очей тощо.

Учитель. Виробництво сульфатної та нітратної кислот в Україні

       Україна — великий виробник сірчаної кислоти і соди. Сірчана кислота — «хліб» хімічної промисловості. Це один з універсаль­них хімікатів, що використову­ється для виробництва мінераль­них (фосфорних) добрив та інших кислот у металургійній, нафтопе­реробній, текстильній та інших галузях промисловості. Сірчана кислота — малотранспортабельний продукт, а оскільки її голов­ний споживач — суперфосфатне виробництво, то й виробництво сірчаної кислоти зосереджено пе­реважно у центрах переробки фосфатів — у Сумах, Костянти­нівні, Вінниці та Одесі. Крім того, її виготовляють у Горлівці («Стирол»), Дніпродзержинську («Азот»), коксохімічних заводах Донбасу і Придніпров’я. Сирови­ною для виготовлення сірки може бути будь-яка речовина, що її міс­тить: природна сірка, сірчані кол­чедани, сірчанисті домішки, що містяться у попутних газах. Родо­вища самородної сірки в Україні розташовані у межах Львівської обл., а також частково в Івано- Франківській обл. Починаючи з 50-х років, розроблялося Роздільське родовище, із 60-х — Подорожненське родовище, із 70-х рр. — Язівське та Немирівське родови­ща. Нині відкрита розробка сір­чаних родовищ кар’єрним спосо­бом завершена через економічні й екологічні проблеми. Продовжу­ється лише розробка Немирівського родовища методом підзем­ної виплавки сірки. Найбільш ві­домі — Роздільське ДГХП («Сір­ка») та на Яворівській ДГХП («Сірка»).

     Родовища Калійних солей розташовані на території Львів­ської та Івано-Франківської обл. Найважливішими родовищами, що нині експлуатуються, є Стебникське (ДГХП «Полімінерал») і Калуш-Голинське (ДГХП «Хлор­вініл»).

     Азотну кислоту, як правило, виготовляють разом із добрива­ми. А також супутні продукти, що використовуються для виробни­цтва пластмас, синтетичних во­локон, кіноплівки, різноманітних барвників. Азотні добрива (аміач­на селітра, карбомід, сульфат амонію тощо) отримують унаслі­док синтезу азоту повітря і водню, виділеного з відходів коксохіміч­ного і доменного виробництва, а також природних газів. Підпри­ємства, що виготовляють азотні добрива, розміщують поблизу крупних коксохімічних заводів у Донбасі і Придніпров’ї (Дніпродзержинськ, Кривий Ріг, Горлівка тощо), а також на трасі газопрово­дів у районах інтенсивного роз­витку сільського господарства (Лисичанськ, Черкаси, Рівне) і в припортовому районі Одеси.

          На території нашої і сусідніх областей працюють хімічні під­приємства з виробництва пласт­маси, пластику, засобів побуто­вої хімії, медикаментів, що може призвести до виникнен­ня кислотних дощів.

Фізкультхвилинка.

З неба дощиком водичка,

Із землі вода в криничці.

І в рослинах, і в тваринах

Є вода, також в людині.

Всюди міститься вона

На Землі вода життя.

(Руки вгору, потягнутись, потрясти кистями рук. Нагнутись, імітувати черпання води відерцем. Руки на поясі, колові рухи головою вправо - вліво, стрибки на місці. Прямі руки розвести в різні боки, звести спере­ду з плесканням. Руки підняти вгору, опустити через різні боки, розслабити, помахати ними.).

V. Закріплення знань.

Учитель. Робота в парах. «Хімічний крос».

Оцінювання: кожна правильна відповідь оцінюється в 2 бали.

Закінчити рівняння реакцій, визначити їх типи:

СаО + Н₂O =

Р₂O₅ +Н₂0 =

Lі + Н₂0=

Zn + Н₂0=

Lі₂0 + Н₂0 =

S0₃ + Н₂0 =  

N₂O₅ +Н₂0 =

С + Н₂0 =

Учитель. Робота в групах. «Заморочки з бочки».  Розв’язування задач.

Оцінювання: кожна правильна відповідь оцінюється в 3 бали.

І група.

Задача 1 .Обчисліть масові частки хімічних елементів у S0₃ (сульфур (VІ) оксиді).

Розв’язання

w(E)= n*Ar(E)*100%/Mr (речовини);

Mr(S0₃) = 80;

w(O)=60% ; w(S)=40%.

Відповідь: w(O)=60% ; w(S)=40%

Задача 2. До складу речовини входять: Кальцій – 71,4% та Оксиген – 28,6%. Обчисліть та напишіть хімічну формулу сполуки.

Розв’язання

w(O)+ w(Са)=100%

28,6+71,4=100%, тоді

т(О)+ т(Са)=100 г

т(О)=28,6 г; т(Са)=71,4 г, тоді

т(О)/ Аr(О): т(Са) / Аr(Са)=28,6/16:71,4/40=2:2=1:1

Відповідь: СаО.

ІІ група.

Задача 1. Обчисліть масові частки хімічних елементів у NО₂ (нітроген (ІV) оксиді).

Розв’язання

w(E)= n*Ar(E)*100%/Mr (речовини);

Mr(NО₂) = 46;

w(O)=69,6% ; w(N)=30,4%.

Відповідь: w(O)=69,6% ; w(N)=30,4%

Задача 2. До складу речовини входять: Карбон – 42,86% та Оксиген – 57,14%. Обчисліть та напишіть хімічну формулу сполуки.

Розв’язання

w(O)+ w(С)=100%

57,14+42,86=100%, тоді

т(О)+ т(С)=100 г

т(О)=57,14 г; т(С)=42,86 г, тоді

т(О)/ Аr(О): т(С) / Аr(С)=57,14/16:42,86/12=4:4=1:1

Відповідь: СО.

Диференційована самостійна робота.

Початковий рівень

«Хрестики й нулики». Шлях до успіху складають назви неметалів. Написати символи хімічних елементів та вказати валентність.

Хлор	Меркурій	Аурум
Силіцій	Нітроген	Оксиген
Купрум	Гідроген	Ферум

 

Середній рівень

«Морський бій». Визначити проста чи складна речовина. Вказати валентність металів.   

	А	Б	В	Г	Д
1	KOH	C	ZnO	O2	SO3
2	CuO	Ca3P2	H2CO3	Fe	N2O
3	HCl	N2	S	H2O	Cu
4	P	Na2O	MgBr2	H2	AlCl3
5	HNO3	Cr2O3	Cl2	AgCl	Si

 

Достатній рівень

Напишіть формули сполук за валентністю хімічних елементів: а)Алюмінію (ІІІ) з Сульфуром (ІІ); б)Фосфору (ІІІ) з Оксисеном (ІІ); в)Карбону (ІV) з Сульфуром (ІІ); г)Силіцію(ІV) з Оксисеном (ІІ); д)Магнію (ІІ) з Нітрогеном (ІІІ); е)Сульфуру (VІ) з Оксисеном (ІІ).

Високий рівень

Визначте валентність елементів у нижчезазначених сполуках:

- якщо хлор одновалентний: MgCl_2, AlCl₃, KCl, PCl₅, SiCl_4;

- якщо сульфур двохвалентний: Li₂S, BaS, PьS₂, CS₂, Al₂S₃;

VІ. Підбиття підсумків уроку. Оцінювання відповідей учнів.

Учитель. Ви сьогодні дуже гарно попрацювали: здобули нові знання. Спробуйте оцінити свою роботу на уроці, порахувавши кількість набраних «S» для групи «Оксиди Сульфуру» та кількість набраних «N» для групи «Оксиди Нітрогену» і продовживши речення….

Рефлексія

«Продовжити речення»

- Сьогодні на уроці я дізнався (лася) про …

- На уроці мені сподобалось …

- Я не розібрався (лася) у …

- Хочеться відмітити, що …

- Мій настрій після уроку….

- Мені не сподобалося на уроці, бо …

VІІ. Домашнє завдання.

І рівень.

Пояснити суть процесу утворення кислотних дощів. Навести приклади.

ІІ рівень.

Скласти формули оксидів: фосфор (V) оксид, калій оксид, цинк оксид, силіцій (ІV) оксид, сульфур (ІV) оксид, хлор (V) оксид,  магній оксид, карбон (ІІ) оксид, флуор (VІІ) оксид, селен (VІ) оксид, купрум (І) оксид, барій оксид.

ІІІ рівень.

Задача. Обчисліть масові частки хімічних елементів у N₂ О₅ (нітроген (V) оксиді).

Розв’язання

w(E)= n*Ar(E)*100%/Mr (речовини);

Mr(N₂ О₅) = 108;

w(O)=74,07% ; w(N)=25,93%.

Відповідь: w(O)=69,6% ; w(N)=30,4%

ІV рівень.

Задача. До складу речовини входять: Хром – 52% та Оксиген – 48%. Обчисліть та напишіть хімічну формулу сполуки.

Розв’язання

w(O)+ w(Сr)=100%

48+52=100%, тоді

т(О)+ т(Сr)=100 г

т(О)=48 г; т(Сr)=52 г, тоді

т(О)/ Аr(О): т(Сr) / Аr(Сr)=48/16:52/52=3:1

Відповідь: СrО₃.