Урок ВОДА Інтегрований урок

 

 

 

 

Конспект уроку хімії

 

 

 

 

Вода як найважливіший природний оксид

 

 

 

 

 

 

 

 

Підготувала

вчитель хімії Нетішинської

середньої загальноосвітньої школи

І-ІІІ ступенів № 1,

Хмельницької області,

Машук Катерина Анатоліївна

 

 

 

 

 

 

Нетішин, 2021

«Вода! Ти не маєш ні смаку, ні запаху, тебе не змалюєш, ти даєш насолоду.

Ти не просто необхідна для життя,

ти й є саме життя…»

Антуан де Сент-Екзюпері. 

 

ТЕМА:  Вода як найважливіший природний оксид

  Бінарний інтегрований урок (хімія, біологія, географія, 7 клас)

 

МЕТА:

1) Освітня:  - узагальнити знання учнів про воду як найпоширенішу речовину на Землі, її фізичні властивості;

- сформувати уявлення про способи очищення води, кругообіг води в природі.

 

2) Виховна: - сприяти формуванню наукового світогляду учнів;

- підвести учнів до оцінки ролі води в житті рослин, тварин і людини, до розуміння необхідності бережливого та економного ставлення до водних ресурсів;

 

3) Розвиваюча: - розвивати уміння порівнювати, аналізувати, робити висновки.

 

ТИП УРОКУ:  бінарний інтегрований урок (хімія, біологія, географія, 8 клас).

МЕТОДИ УРОКУ: словесний (розповідь, бесіда) із елементами гри та наочності (мультимедійна презентація); інтерактивні методи: «Інтерв’ю», «Мозковий штурм», «Аналіз проблеми», випереджувальне завдання (виступи учнів з повідомленнями).

ОБЛАДНАННЯ:  глобус, карта півкуль, таблиці: «Вміст води в організмі людини», «Використання води у виробництві деяких речовин та матеріалів», «Джерела забруднення водойм».

 

ХІД УРОКУ

І Організаційний момент.

Вчитель налаштовує учнів на роботу; повідомляє, що сьогоднішні уроки незвичайні – вони є бінарними та інтегрованими. Інтегровані, тому що вести їх будуть одночасно вчителя хімії, біології та географії.

(Представляє вчителів біології та географії).

На сьогоднішньому уроці ми розглянемо тему, яка є об’єктом вивчення не одного предмету, а одночасно трьох: хімії , біології та географії.

 

ІІ Актуалізація опорних знань.

Інтерактивний метод «Інтерв’ю».

Учитель хімії: 1. Які речовини називають оксидами?

2. Наведіть приклади оксидів, які за звичайних умов перебувають у твердому, рідкому та газоподібному станах.

3. Назвіть найвідоміший рідкий оксид, з яким ви зустрічаєтесь щоденно.

 

ІІІ Мотивація навчально-пізнавальної діяльності.

Учитель хімії: Так, це вода. В.І. Вернадський писав: «Вода стоїть окремо в історії нашої планети. Немає природного тіла, яке б могло порівнятися з нею за впливом на хід основних, самих грандіозних процесів. Немає земної речовини – мінералу, гірської породи, живого тіла, яке б її не включало».

Вода – перше начало і суть всього – так вважали давньогрецькі філософи. Чому ж вода є найважливішим природним оксидом? Яке значення її у природі і житті людини?

 

ІV Повідомлення теми та мети уроку.

ТЕМА:  Вода як найважливіший природний оксид.

 

  План уроку.

1. Значення води у природі, народному господарстві та побуті.
2. Фізичні властивості води.
3. Охорона природних водойм від забруднення.
4. Колообіг води в природі.

 

І Значення води у природі, народному господарстві та побуті.

 

Учитель хімії: Вода – природний оксид. Хімічна формула Н₂О відома всім. А скільки праці доклали вчені, щоб встановити склад води. Французький вчений Антуан Лавуазьє вперше довів, що вода – складна речовина.

 

Учитель географії: Вода – найпоширеніша речовина на Землі. Погляньте на глобус і ви побачите, що лише ¼ нашої планети займає суша, а решта ¾ – вода.

Як називається водна оболонка Землі? (гідросфера).

Які складові частини водної оболонки? (річки й озера, моря й океани, підземні джерела, болота, водяна пара й хмари).

Води на поверхні землі – 1,39  10¹⁸ тонн. На Світовий океан (моря та океани) припадає 96,5 % всієї маси води планети, 3,5 % – на води суходолу (річки, озера, підземні води, льодовики). У зв’язаному стані вода міститься в земній корі – літосфері. В атмосфері знаходиться майже 1,3  10¹³ тонн води. Вода входить до складу комет, більшості планет Сонячної системи і їх супутників. Молекули води виявлені навіть у міжзоряному просторі. Проте з-поміж усіх планет Сонячної системи лише Земля має великі запаси води.

Вода міститься в тілах живих організмів. Уявіть собі, що сталося б, якби вода зникла з нашої планети. Пересохли б усі річки та озера. З’явилися б похмурі «зіниці» морських та океанських западин, вкриті товстим шаром солей. Гірські породи стали б руйнуватися (вивітрюватися). Ні рослин, ні тварин, ні єдиної живої істоти на Землі не залишилося б. Мертвою стала б планета, як усі її посестри в Сонячній системі.

 

Учитель біології: Вода – безцінний скарб планети Земля. Її значення важко оцінити. «Соком життя» називав воду італійський митець Леонардо да Вінчі.

Живі істоти на 2/3 складаються з води. Багато води у соковитих плодах, м’якоті листків, коренях рослин. Так, в огірках і кавунах – до 90 % Н₂О Тіло тварин і людини також містить багато води. Так, в організмах ссавців масова частка Н₂О – 70 %, риб – 80 %, медуз – 97 %. В організмі людини міститься близько 65 % Н₂О.

Більшість тканин і органів складаються в основному з води. Як ви вважаєте, в якому органі людини міститься найбільша кількість води, а в якому найменша? (демонструється таблиця, або мультимедіа).

 

Таблиця 1. Вміст води в різних органах людини.

 

№ з/п	Орган	Вміст води, %
	Головний мозок: сіра речовина / біла речовина	83/70
	Спинний мозок	74,8
	Нирки	82
	Серце	79
	Легені	79
	М’язи	75
	Шкіра	72
	Печінка	70
	Скелет	46
	Зубна емаль	0,2
	Плазма крові	92
	Скловидне тіло ока	99
	Слина	99,4
	Шлунковий сік	99,5

 

Втрата організмом великої кількості води спричинює його загибель. Без їжі людина може прожити 30-50 днів, а без води – 3 дні.

У живих організмах жодний процес не відбувається без участі води. Пригадайте, для чого потрібна вода рослинам?  (Для вбирання поживних речовин з ґрунту, їх пересування по судинах. Вода необхідна для фотосинтезу. Випаровування води рослинами оберігає їх від перегрівання. Вода необхідна деяким рослинам для запліднення, поширення плодів та насіння, для проростання насіння тощо. Вода є середовищем існування живих організмів).

 

Повідомлення учня:  «Вплив води на клімат Землі».

Вода є головним фактором, що визначає клімат поверхні Землі. Якщо стометровий шар води віддасть атмосфері лише 1С, повітря над ним нагріється на 6С. Морські течії розносять холодну і теплу воду на великі відстані, впливаючи на клімат значних територій. Так, тепла Північноатлантична течія – Гольфстрім постачає Баренцовому морю у 22 рази більше води, ніж усі річки світу дають океанам. Лише уявіть: за одну секунду – 4 млн тонн теплої води! Завдяки цьому Норвегія за хвилину отримує стільки тепла, скільки його можна було б одержати спаливши 100 000 тонн нафти. А холодна Лабрадорська течія зробила майже безлюдним східне узбережжя Канади.

Водяна пара, що знаходиться в атмосфері, відіграє роль фільтра для сонячної радіації.

 

Учитель хімії: Вода – незвичайна речовина. Гімном цій речовині стали слова знаменитого французького письменника Антуана Сент-Екзюпері: «Вода, в тебе ні кольору, ні смаку, тебе неможливо описати, тобою насолоджуються, не відаючи, що ти таке є. Не можна сказати, що ти необхідна для життя. Ти – саме життя. Ти наповнюєш нас радістю, яку не пояснити нашими почуттями. З тобою повертаються до нас сили, з якими ми вже попрощалися».

 

ІІ Фізичні властивості води.

 

Інтерактивний метод «Мозковий штурм».

Учні по черзі висловлюють абсолютно всі думки із приводу даного питання. Висловлене не критикується і не обговорюється до того часу, поки учень не завершить свою думку. Висловлюватись учні мають на питання «Фізичні властивості води».

 

Вода – рідина без кольору, смаку й запаху. Кипить при 100С, замерзає при 0С. густина води при 4С дорівнює 1 г/см³. Лід має меншу густину і спливає на поверхню води, що дуже важливо для мешканців водойм взимку.

З фізики ви знаєте, що вода має високу питому теплоємність, у зв’язку з чим виконує багато функцій у природі:

1. Підтримує постійну температуру тіла. При нагріванні тіла відбувається випаровування води з його поверхні.
2. Через високу теплоту пароутворення процес випаровування води супроводжується великими затратами енергії, в результаті чого температура тіла знижується.
3. Велика питома теплоємність води дозволяє регулювати температуру водних басейнів на нашій планеті.

 

Важлива властивість води – її розчинна здатність. Вода розчиняє рідкі, тверді і газоподібні речовини, і навіть золото. Виявлено, що у воді розчинено понад 60 хімічних елементів. Підрахунки вказують, що у воді всіх морів та океанів міститься майже 8 млн тонн золота, 164 млн тонн срібла, 80 млрд тонн йоду. «Рідкою рудою» називають океанську воду. У кожному кубічному кілометрі її розчинено близько 35 млн тонн твердих солей. Уже сьогодні з морської води добувають натрій, хлор, золото, уран.

 

Учитель біології: У деяких казках згадують про мертву і живу воду, яка робила головного героя прекрасним, давала йому сили і повертала до життя мертвого.

Казка здійснилась: води багатьох джерел мають цілющі властивості, наприклад, сірководнева вода. Вода є найбільш цінною для організму. Вона здійснює позитивну біологічну дію організм, але чиста дистильована вода, в якій відсутні різноманітні солі та гази, шкідлива для організму. Вона вимиває з клітин шлунка солі, що містяться в клітинному сокові. Проте для виготовлення ліків в аптеках та хімічних лабораторіях користуються дистильованою водою.

 

ІІІ Охорона природних водойм від забруднення

Учитель географії: Здавалося б, води досить багато, проте прісної води катастрофічно не вистачає. В одних районах Землі часто йдуть дощі, в інших – місяцями панує засуха. Нестачу прісної води в даний час відчувають 1/3 населення планети. Хороша вода стає предметом експорту. Так, наприклад, населення Гонконгу отримує воду по спеціальному трубопроводу з Китаю. На привізній воді живе ціла країна Алжир. Вода – найдорожча сировина, замінити яку неможливо. Академік О.Є. Ферсман писав: «Прісна вода – найважливіший мінерал на Землі, без якого немає життя». З усіх величезних запасів цієї життєво важливої рідини прісної – лише 3 % від її загальної маси. Майже 70 % прісної води зосереджено в льодовиках Антарктиди та Гренландії, 30% - у водоносних шарах Землі.

Розвиток виробництва, збільшення населення потребують великої кількості води. Україна не дуже багата на водні ресурси. Вона у 15-16 разів менше забезпечена прісними водами, ніж, наприклад, Росія. Тому проблема охорони та раціонального використання водних ресурсів актуальна для України. Причинами, що призводять до дефіциту прісної води в Україні є інтенсивне збільшення потреб води у зв’язку з ростом населення та розвитком галузей виробництва, що потребують великих затрат водних ресурсів; скорочення водоносності рік, яке пов’язане з осушуванням боліт, вирубуванням лісів, розорюванням лугів, що призводить до скорочення рівня ґрунтових вод; неекономне використання води; забруднення водойм промисловими та побутовими стоками.

 

Учитель хімії:  Людина використовує воду в побуті, промисловості та сільському господарстві. Так, щоб виростити один кілограм овочів, зерна витрачають 2 тонни води, м’яса – 20 тонн.

 

Вчитель, використовуючи  таблицю, розповідає про використання води для виробництва деяких речовин та матеріалів.

 

Таблиця 2. Використання води для виробництва продукції

(з розрахунку на 1 тонну готової продукції).

Виробництво	Потреба води, тонн
Тканини	0,25
Цукор	3
Кам’яне вугілля	5
Цемент	5
Сталь	26
Папір	100-400
Алюміній	1200
Пластмаси	3000

 

Учитель біології: Так, дуже токсичні ртуть та винець, кадмій. Попадаючи в грунт, вони знижують врожайність сільськогосподарських культур, оскільки пригнічують ріст рослин. Якщо дані речовини та їх сполуки попадуть з промисловими стоками в закриті водойми, то спричинять загибель планктону та молюсків, які беруть участь в самоочищенні води.

 

Учитель розповідає, що солі важких металів зумовлюють порушення нормальних умов розмноження риб. Нерідко риби гинуть від прямого отруєння речовинами, які потрапили у воду. Особливо чутливі до забруднення ікра та мальки. Високі концентрації важких металів та деяких органічних речовину воді порушують обмін речовин у тварин та людини. Це призводить до захворювання всіх систем організму. Оксиди сульфуру спричиняють захворювання дихальних шляхів та слизових оболонок. Викид оксидів сульфуру в атмосферу – одна з причин випадання кислотних дощів. Наявність навіть незначної кількості мийних синтетичних речовин надає воді неприємного запаху та смаку. При концентрації цих речовин у воді близько 1 мг/л  гине дрібний планктон; 5 мг/л – риба.

 

Учитель демонструє таблицю «Джерела забруднення водойм»

 

Таблиця 3. Джерела забруднення водойм.

Види забруднення	Приклади
Збудники інфекцій	Бактерії та віруси, що містяться у викидах у воду відходів біогенного походження (стічних водах)
Мінеральні речовини	Добрива (нітрати, фосфати)
Органічні речовини	Отрутохімікати, гній, бензин, масло машинне
Неорганічні промислові відходи	Солі, кислоти, луги
Теплове забруднення	Тепла вода, що використовується при роботі заводів, електростанцій, пралень

 

Учитель хімії: Природна вода завжди містить у собі домішки інших речовин. Це пов’язано з тим, що, просочуючись крізь грунт, вода розчиняє його складові частини й захоплює найдрібніші нерозчинні тверді частини. Залежно від того, для яких потреб використовують воду, її певною мірою очищають від цих речовин. Величезне значення має очищення питної води. Питною вважається вода, якщо в 1 літрі міститься не більше 1 грама розчинених солей. У такій воді не повинно бути шкідливих для людини домішок та хвороботворних мікроорганізмів. Така вода містить у собі розчинні солі, корисні для людини. У водопровід вода надходить з річок або водосховищ. Річкова вода містить у собі багато шкідливих для людини домішок у вигляді решток життєдіяльності тварин та людини, а також хвороботворні організми, від яких її очищають.

Природна вода має здатність до самоочищення. Завдяки деяким бактеріям, водоростям, найпростішим у ній розкладаються різні шкідливі залишки. Так, науково встановлено, що протягом доби у забрудненій воді залишається менше 50 % інфекційних бактерій, а через 95 годин – лише 0,5 %.

В очищенні води бере участь і земля. Проходячи через шари порід (гальку, пісок, глину), тобто фільтруючись, вода очищається від механічних забруднень: трісок, харчових відходів, хімічних відходів, частково – від інфекційних бактерій.

Однак при значному забрудненні природного самоочищення води недостатньо. У цих випадках потрібне спеціальне очищення, придумане людиною.

 

Розповідь вчителя про очисні споруди.

Методи очищення води поділяють на механічні, біологічні, хімічні.

На міській водоочисній станції вода спочатку піддається механічному очищенню. За допомогою спеціальних сіток вловлюються великі нерозчинні у воді забруднювачі, у тому числі і побутові відходи (папір, поліетиленові пакети та ін..). Відокремлення дрібніших частин, нерозчинних у воді, здійснюється у басейнах-відстійниках. Для біологічного очищення застосовують спеціальні спорудження біофільтри, або аеротенки. В аеротенки подається спеціальний біологічний мул, який містить мікроорганізми – бактерії та найпростіші: амеби, інфузорії, джгутикові, а також водорості (демонструє таблицю «Найпростіші – мешканці водойм). Мул, який містить усі ці мікроорганізми, називають активним. В аеротенках він змішується з водою. Вода тут стає чорною від мулу, ніби «кипить», насичуючись киснем, який надходить з повітродувної станції. Вода стає ще чорнішою та бруднішою, ніж була у приймальній камері. Проте саме тут, аеротенках, відбувається процес оживлення. Найпростіші організми, для життєдіяльності яких потрібен кисень, повертають воді життя: окислюють шкідливі домішки, знищують все, що не вдалося виловити з води при механічній обробці. У вторинних відстійниках мул осідає і його знову відправляють в аеротенки. А вода надходить у контактні резервуари, де очищається хімічним способом. Воду хлорують, щоб знищити мікроорганізми. На багатьох станціях хлор замінюють бактерицидними лампами, які випромінюють ультрафіолетове проміння, що знищує мікроорганізми. Очищена вода повертається в річку.

Під час біологічного та хімічного очищення хвороботворні мікроорганізми гинуть. Так, міські стічні води можуть містити до 10 млрд кишкової палички в 0,1 мл води, а при виході в річку їх вміст складає від 0,002 до 2 кишкових паличок в тому ж об’ємі.

У випадку залпового викиду в каналізацію великої кількості токсичних речовин(промислових відходів або стічних вод) мікроорганізми, які очищують воду, можуть загинути й станція біологічного очищення може вийти з ладу. Щоб цього не відбулося, для промислових підприємств розроблені спеціальні норми вмісту шкідливих речовин у стічних водах. Контроль за їх наглядом здійснює спеціальна лабораторія очисних споруд.

 

Повідомлення учня на тему:

«Очисні споруди».

На кожному великому підприємстві повинні бути очисні споруди, на яких вловлюються специфічні забруднювачі. Наприклад, для автозаправних станцій, які забруднюють стічні води нафтопродуктами, розроблені спеціальні очисні споруди, в яких роль фільтрів відіграють дерев’яні стружки та відходи виробництва нетканих матеріалів.

Проте всі ці споруди не можуть розв’язати повною мірою проблему захисту водойм від забруднення. Щоб зберегти воду чистою, необхідно перестати розглядати водойми як резервуари для відходів. На великих підприємствах ця проблема може бути розв’язана шляхом переходу на замкнуту систему водопостачання або безстічну технологію. Це така технологія, коли на підприємстві здійснюється обіг використаної, а потім очищеної води, а із зовнішніх джерел тільки поповнюються її втрати.

 

Учитель географії: Охорона водойм від забруднення і очищення стічних вод підприємств – важлива проблема сучасності. Не можна допустити, щоб водойми забруднювались. Жоден завод, жодне промислове підприємство не повинні працювати без очисних споруд. Не можна допускати втрат води. З цією метою встановлюють водо лічильники.

 

Учитель біології: Проблема охорони і очищення води з кожним роком стає все гострішою . Можливо в майбутньому хтось з учнів буде брати на себе відповідальність за розв’язання тих чи інших виробничих проблем, які пов’язані із станом навколишнього середовища.

Тому вчитель пропонує учням декілька задач, складених із врахуванням можливих екологічних ситуацій.

Задача 1. Один із шляхів захисту біосфери – очищення стічних вод на промислових підприємствах. Будучи директором заводу, маючи у своєму розпорядженні значну суму грошей, як ви поступите як ви поступите:

а) покладете гроші в банк для сплати штрафу за забруднення навколишнього середовища;

б) вкладете гроші в будівництво очисних споруд;

в) частину грошей вкладете в розширення виробництва, а частину – використаєте для підвищення зарплати робітникам?

Задача 2. Обрахуйте об’єм чистої води, яка виливається через несправний кран за годину й добу, якщо склянка (250 мл) наповнюється за хвилину. (Відповідь: 15 л за 1 годину, 360 л за добу.).

 

Інтерактивний метод «Аналіз проблеми».

Учні в колі обговорюють певну проблему. Кожен висловлює варіант власного вибору.

Задача 3. Біля річки стоїть брудна машина, яку водій збирається помити. Ваші дії? Чому саме так ви поступите?

 

ІV Колообіг води в природі

Учитель хімії: Вода в природі постійно здійснює кругообіг. Якби можна було піти слідом скрізь, куди вона потрапляє, ми здійснили б одну із найзахоплюючих екскурсій, яку лише здатні собі уявити. І, випиваючи склянку води, ми з повною підставою можемо вважати, що ця вода у свій час блищала в променях зорі на вершині Ельбрусу, мчала в течії гірської річки, гойдалася у хвилях  Чорного моря, виблискувала у райдузі над Києвом, носилась віхолою над крижаними просторами Арктики чи була всмоктана з ґрунту корінням сибірської сосни.

Рушійною силою є Сонце. Майже чверть усієї сонячної енергії витрачається на випаровування води з поверхні водойм. Приблизно 2/3  атмосферної води повертається у вигляді опадів знову у Світовий океан, а 1/3 випадає на сушу. Ця вода поповнює льодовики, ріки, озера. У свою чергу, поверхневі води знову стікають в моря й океани. Вода, що зволожує грунт, всмоктується корінням рослин. Разом з водою рослини одержують розчинні поживні речовини. Рослини випаровують воду, і вона надходить в атмосферу. І все повторюється знову.

Кругообіг води – винятково важливий процес. Він забезпечує сушу прісною водою, яка постійно оновлюється. Заміна води в річках відбувається в середньому 30 разів на рік Води проточних озер обмінюються за десятки років, а непроточних за 200-300 років. Наведені дані дають уявлення про те, як багато часу потрібно для самоочищення водойм Тому проблема охорони водних ресурсів від забруднення – державна проблема. В Україні прийнято Закон про охорону і раціональне використання природних ресурсів, в тому числі й водних.

 

VІ Закріплення вивченого матеріалу.

 

Учитель географії  проводить міні-гру «Що? Де? Коли?».

 

Запитання.

1. Чому Землю називають «планету-океаном»?
2. Чому плаває лід?
3. Чому взимку у водоймах зберігається життя?
4. Чи корисно людині пити дистильовану воду?
5. В якому романі французького письменника-фантаста Жуля Верна герої вважали, що вода замінить вугілля?

 

VІІ Підсумок уроку.

Учитель хімії  підводить підсумки уроку.

За допомогою учнів він формулює основні ідеї уроку, нагадуючи, що вдома, в школі, на природі, а в майбутньому й на виробництві необхідно бережливо ставитися до води й раціонально її використовувати.

1. Вода – безцінний природний дарунок, необхідний для життя всього живого на Землі.
2. Прісної води на Землі небагато (приблизно 3 % від загальної маси)..
3. На підприємствах слід впроваджувати маловідходні технології та замкнуті системи водокористування, передбачити зменшення шкідливих викидів в атмосферу, водойми, відкриті ділянки ґрунту, а також будувати очисні споруди.
4. Не можна використовувати стічні води промислових підприємств, громадських їдалень, туалетів, хімчисток тощо, а також  побутові стічні води для поливання рослина бо з метою внесення у ґрунт добрив.
5. Не можна зливати неочищені стічні води промислових підприємств та тваринницьких ферм у закриті водойми.
6. За порушення водокористування людина повинна нести відповідальність у порядку, передбаченому чинним законодавством.

 

VІІІ Повідомлення домашнього завдання.

1. О.Г. Ярошенко – §___.

2. Написати твір «Вода в нашому житті» (творче завдання – високий рівень – 10-12 балів).

3. Скласти кросворд на тему «Вода» (творче завдання – високий рівень – 10-12 балів).