Урок. Тема "Поширення вуглеводнів у природі. Природні джерела вуглеводнів".

Тема уроку. Поширення вуглеводнів у природі. Природні джерела вуглеводнів.

Тип уроку: урок – дослідницький проект.

Мета: поглибити та узагальнити знання учнів про природні джерела вуглеводнів, значення вуглеводнів для різних галузей промисловості; формувати вміння та навички самостійної пізнавальної діяльності пошукового характеру; сформувати компетенції ініціативності та підприємливості; розвивати розуміння важливості знань про вуглеводи для сталого розвитку суспільства; виховувати бережливе ставлення до природи, власного здоров’я.

Методи і техніки: аналіз карт, фронтальне розв’язування задач, індивідуальні доповіді, міні-проекти, мультимедійні презентації, відеоролики, постерна презентація, демонстрації, складання діаграм і схем.

Обладнання і матеріали: мультимедійна дошка, презентація учителя, постер, нафта сира, сульфамідні медичні препарати, косметичні вироби, зразки штучних тканин, схеми «Використання метану», «Використання етену та етину».

Цілі та очікувані результати: учні

• у співпраці з учителем визначають мету проектної діяльності;
• розподіляють роботу згідно інтересів;
• самостійно збирають інформацію;
• критично аналізують зібрану інформацію;
• сміливо генерують нестандартні ідеї розв’язання проблем;
• допомагають один другому у виборі форм представлення результатів;
• з допомогою вчителя готують постери, мультимедійні презентації, схеми, таблиці, діаграми;
• пропонують комфортні методи необхідних обчислень;
• вчаться рецензувати роботу товаришів.

                                             Постановка проблеми

● Де ми використовуємо вуглеводні?

●Які природні джерела вуглеводнів?

●Який склад природних джерел вуглеводнів?

●Яка роль вуглеводнів у розвитку різних галузей промисловості?

●Чи є екологічні проблеми використання вуглеводнів?

Актуальність дослідницької діяльності

Природний газ, нафта і кам’яне вугілля є вичерпними джерелами вуглеводнів. Україна(згідно картосхеми поширення природного газу, нафти та вугілля)[1, с.157 , слайд 3] не може похвалитися дуже великими родовищами даних  корисних копалин. А експлуатуємо ми ці копалини дуже активно. Окрім цього, при використанні даних джерел вуглеводнів у довкілля потрапляє значна кількість шкідливих відходів, які спричиняють такі екологічні проблеми, як кислотні дощі, парниковий ефект, забруднення водойм. Зараз у світі ведеться активний пошук альтернативних джерел різної сировини, а вуглеводневої особливо.

Мета  проекту

Розглянути шляхи використання природних джерел вуглеводнів у побуті.

Дослідити, де на території Підберізцівського ОТГ скупчено найбільше природного газу та продуктів переробки нафти. Ознайомитися з шляхами використання вуглеводнів. Запропонувати альтернативні джерела. Визначити основні екологічні проблеми, пов’язані з переробкою та використанням вуглеводнів. Спрогнозувати можливість побудови на території села Чижиків Підберізцівського ОТГ мобільного підприємства по виробництву штучних волокон з відходів деревини, злакових та інших рослин.

Теоретичний пошук

1. Розглянемо діаграму складу природного газу.[1, с.158, слайд 4] Бачимо, що найвищий вміст у ньому метану. Далі етан, пропан і бутан. Де найчастіше застосовують природний газ? Школярі роблять висновки про використання природного газу для опалення. Демонструють рівняння реакції горіння метану:

СН₄ +2О₂ = СО₂ +2Н₂О + Q

2. Супутні нафтові гази. Склад – як у природного газу, але вищий вміст пропану(С₃Н₈) і бутану(С₄Н₁₀). Як ви могли бачити на АЗС суміш скраплених даних газів є пальним для автомобілів.(слайд 5)
3.  Яку речовину називають чорним золотом і чому?(демонструємо нафту). Укажіть фізичні властивості нафти: густа, в’язка, жирна на дотик рідина майже чорного кольору, нерозчинна у воді. Густина менше 1^г/_мл, тобто легша за воду. Презентація АЗС на території Підберізцівського ОТГ: є 6 таких заправних станцій. Яке пальне міститься там? З чого його виробляють? Як потрапляє пальне на АЗС?
4. Розповідь учня про видобуток нафти в Україні.
5. Зверніть увагу на таблицю.[1, с.159], де представлено інформацію про застосування нафтопродуктів

Отож, знову паливо…

6. Ви знаєте, яким паливом користується наша школа? Це – кам’яне вугілля.

Третє у нашій темі джерело вуглеводнів. Подивимося на карту і знайдемо родовища кам’яного вугілля в Україні.               Це – Донецький, Львівсько-Волинський та Дніпровський басейни. Запаси кам’яного вугілля перевищують запаси газу і нафти.

Практична частина дослідницького проекту

Хочемо нагадати слова Д.І.Менделєєва «Палити вуглеводнями – це те ж, що спалювати асигнації». Учні досліджували, чому так сказав великий хімік.(слайд 6) Ми підготували доповіді та презентації про застосування вуглеводнів в органічному синтезі.(це може бути коротка доповідь школяра «Застосування метану») З природного газу можна добути розчинники, пластмаси, оцтову кислоту, етиловий спирт та інші цінні речовини та матеріали.

А з нафти добувають пластмаси, синтетичні барвники, лаки, клеї, косметичні засоби, деякі волокна. 

Розглянемо рис. 89 на стр.161 у підручнику. То де застосовують продукти переробки вугілля?(слайд 7)

► Де використовують кокс?(Відновлення металів з руд.)

► Скільки речовин виділяють із вугілля?(Понад 400.)

► Бензен і толуен – сульфамідні препарати

Такі препарати також застосовуються при туберкульозі.

► Як використовують аміак?(добрива, наприклад, амофоска)

Якщо згадати реакцію полімеризації, то діапазон застосування вуглеводнів значно розшириться.

Вплив вуглеводнів на довкілля

  Представляємо дослідження школяра про використання природного газу у побуті для опалення будинку, господарських споруд, приготування їжі для сім’ї, домашніх тварин, нагріву води. Наприклад, за місяць використано 420м³ газу. Обчислити об’єм використаного кисню та виділеного вуглекислого газу(Карбону(IV) оксиду). Щоб спростити обчислення, приймемо, що ми опалюємо лише метаном. Врахуйте, що природний газ має найменше домішок, і вважається екологічно чистішим паливом, ніж продукти нафти чи кам’яне вугілля. Кожен учень попередньо сфотографував квитанцію про оплату за газ за один зимовий місяць. Це – його умова задачі.

 Дано:                                      Розв’язання

V(СН₄) =420м³             Скористаємося законом об’ємних відношень газів.

------------------------     Напишемо рівняння реакції:

V(О₂) - ?                     СН₄ +2О₂ = СО₂ +2Н₂О

V(СО₂) - ?                    1        2       1

                              Оскільки V(СН₄) : V(О₂) = 1 : 2, то

                              V(О₂)  =  V(СН₄) × 2

                               V(О₂) = 420 × 2 = 840(м³)

Нагадаємо, що у повітрі міститься приблизно 21% кисню. Тобто, ми використаємо 840 × 5 = 4200(м³ ) повітря.

                         Далі по аналогії  V(СН₄) : V(СО₂) = 1 : 1, то

                       V(СО₂) = V(СН₄) = 420м³

Таким чином, одна сім’я за місяць використовує до 1000м³ повітря. А школа, лікарня, велике підприємство, завод. І зверніть увагу на об’єм виділеного вуглекислого газу.

Тепер оцінимо вплив транспорту на довкілля:

С₇Н₁₆ +11 О₂ = 7СО₂ + 8Н₂О

Чим більше атомів Карбону в молекулі вуглеводню, тим більший об’єм вуглекислого газу виділяється в атмосферу при його горінні. Саме тому тут необхідно згадати, яку шкоду довкіллю завдає парниковий ефект. Ми у селі також відчули аномальні зміни у природі. У 2008 році через безперервні дощі піднявся рівень води у ріці Марунька і були затоплені урочища Іподром, де місцеві бджолярі вивезли на літо вулики. Значна частина бджолосімей загинула. Це був дуже серйозний удар по

 бджолярству у селі Чижиків.(слайд 8)

 А у 2018, через 10 років, ми маємо проблему різкого зниження рівня води у селі, люди змушені копати свердловини. І у нашій школі виникла така проблема. 

Друга проблема виникає через техногенні катастрофи. При виливі нафтопродуктів у водойми на поверхні утворюється плівка, яка не пропускає сонячне світло і кисень у водне середовище. Це призводить до загибелі усіх водних організмів. А нафтопродукти, що покривають тіло птахів, склеюють пір’я і птахи гинуть від переохолодження.(слайд 9)

Мені наснився смерч огненний,

І нафтовий стовп до небес…

Немов цей світ благословенний

Уже помер, і знов воскрес!

Й не можуть журавлині крила

Перелетіть через дими.

Через війну не мають сили

Вернутись в літо із зими.

За даними інформаційних джерел через військові дії на територіях нафтових родовищ на Україну у 1993-1999р.р. не повернулось більше 20% птахів і майже 50% журавлів.

Хочемо вам повідомити про ще одну проблему, яку ми досліджуємо. Це – проблема різкого зростання алергічних реакцій у дітей. Над таким проектом працює учениця 10 класу.

А ще ми пропонуємо вам елементи роботи щодо будівництва на території села Чижиків невеликого підприємства з виробництва штучних волокон на основі природної сировини. Переваги такого підприємства такі(Додаток 5.Робота з картою, слайд 10):

• сировина: відходи лісового господарства, відходи використаних ялинок;
• підприємство може використовувати як сировину дерева, вражені омелою; їх багато уздовж дороги між Винниками та Лисиничами;
• на території нашого ОТГ є ліси між Підберізцями та Винниками, незначні ліси у Чижикові та Глуховичах, потужні – у Чорнушовичах, Журавниках, у сусідніх селах Сухоріччя, Нижня Білка, Богданівка, - можна використовувати відходи цих лісових насаджень;
•  Чижиків розташований поблизу Підбірців, де є проміжна станція Львівської залізниці, яка зв’яже наше підприємство зі Львовом, Пустомитівським та Золочівським напрямками;
• перевезення сировини від вказаних місць не обтяжить важливі центральні траси, можна використати, навіть, місцевий легкий транспорт: міні-трактори;
• Чижикову необхідно розвивати підприємництво задля перерозподілу коштів у соціальну сферу.

                                    Висновки і практичні пропозиції(слайд 11)

1. Україна не має надмір великих родовищ природних джерел вуглеводнів.
2. Значна кількість вуглеводнів використовується як паливо.
3. Вуглеводні є сировиною для виробництва великої кількості матеріалів та речовин у різних галузях промисловості.
4. Використання вуглеводнів як палива веде до екологічних проблем.
5. Недбайливе використання вуглеводнів забруднює довкілля.
6. Зловживання синтетичними сполуками може призвести до алергії.
7. Необхідно вивчати досвід зарубіжних сусідів щодо пошуку альтернативних джерел енергії.
8. Нестандартне мислення, праця і знання дають можливість розвивати місцевий бізнес.

Література

1. Остапченко Л.І. Біологія: підруч. для 9-го кл. загальноосвіт. навч. закл./ Л.І. Остапченко, П.Г.Балан, В.П.Поліщук. – Київ: Генеза, 2017. – с. 202-224.
2. Пометун О., Пилипчатіна Л., Сущенко І. Уроки для сталого розвитку: навчальний посібник для учнів 8-го класу загальноосвітніх шкіл. Вид. 2-ге. Випр. і доп. – Д.: «Ліра», 2013. – с.43-52.
3.  Савчин М.М. Хімія: підруч. для 9 кл. загальноосвіт. навч. закл./ - К.: Грамота, 2017. – с. : іл.
4. Турчинська О.М. Проектне навчання. Навчально – методичні матеріали для учителів географії, екології – слухачів курсів підвищення кваліфікації. Професійний модуль. – Львів: ЛОІППО, 2018. – 46с.
5. Уроки хімії з підприємницьким тлом (методичні розробки)/ За редакцією М.Савчин – Львів: ЛОІППО,2016. – с. 14-19.