Конспект урока "Экология и нефть" 10 класс
1
Урок в 10 Аклассе «Экология и нефть».
Учитель химии МБОУ лицея №6 Суровцева Елена Николаевна.
Цель урока:
продолжить формирование у учащихся знаний о нефти как
важнейшем источнике углеводородов, обосновать существующую
проблему ликвидации нефтяных загрязнений,
способствовать развитию умений применения полученных знаний в
повседневной жизни, работы с различными источниками информации,
частично поисковой и исследовательской деятельности; умению
ориентироваться в большом потоке информации, критическому
отношения к ней.
показать значимость химических знаний в жизни современного
общества, формирование научного мировоззрения, способствовать
экологическому воспитанию учащихся, повышению мотивации к
изучению предмета.
Задачи урока:
образовательные: познакомить с природными источниками
углеводородов, выявить источники загрязнений и способы ликвидации
нефтяных загрязнений
развивающие: активизировать познавательную деятельность учащихся,
умение работать с дополнительными источниками информации,
навыки исследовательской работы;
воспитательные: формирование активной жизненной позиции
учащихся при оценке экологических проблем, связанных с
использованием природных источников углеводородов.
Тип урока: урок - исследование
Оборудование:
Стол учащегося: карточки – инструкции, ванночка с водой, пипетка,
пробирка с нефтью, пластмассовое кольцо, стеклянная палочка, бумажная
салфетка, перо птицы, оксид кальция, торфяная крошка, спички, пробирка с
моющим средством, стаканчик с водой.
2
Средства обучения: информационные карточки, лабораторный эксперимент,
работа с информацией СМИ, демонстрационный эксперимент, слайдовая
презентация.
Основные понятия урока: В ходе урока учащиеся углубляют свои знания о
применении методов разделения неоднородных смесей веществ
механическим собиранием, адсорбцией, декантацией, разложением на основе
реальных событий, связанных с экологическими последствиями
использования продуктов нефтепереработки.
Ход урока
I. Организация класса, подготовка учащихся к работе на уроке.
Учитель: Здравствуйте, уважаемые коллеги. Да, да я не ошиблась сегодня вы
мои коллеги. Мы будем заниматься одним общим делом – исследованием. И
побываем в творческой лаборатории. У вас на столах имеются
инструкционные карты и рабочие листы, в которых вы будете выполнять
задания на уроке и дома.
Черное золото
Кровь Земли
Сгусток энергии
Земляное масло
Основа топливно – энергетического комплекса любого государства
На слайде вы видите высказывания о смеси веществ, переработка которых
обеспечивает получение многих тысяч сложных органических соединений,
которые удовлетворяют насущные проблемы современного общества. Я
думаю, вы догадались, о чем пойдет речь. О нефти.
На прошлом уроке мы выяснили состав нефти и способы ее переработки. В
связи с этим ответьте на следующие вопросы:
Можно ли состав нефти выразить одной формулой?
(Нет.Нефть смесь различных углеводородов алканов, циклоалканов, аренов,
с примесями других веществ).
На каких физических явлениях основана перегонка нефти?
(В состав нефти входят углеводороды с разной температурой
кипения.Перегонка нефти основана на разности температур кипения
углеводородов).
3
Назовите основные нефтепродукты?
(Бензин, лигроин, керосин, дизельное топливо, мазут).
Какой способ переработки нефти был предложен русским инженером
Владимиром Григорьевичем Шуховым для увеличения выхода бензиновых
фракций?
(Крекинг.Расщепление крупных молекул углеводородов на более мелкие).
В чем заключается сущность крекинга. Запишите на доске химические
реакции, отражающие данный процесс.
(С
16
Н
34
→ С
8
Н
18
+ С
8
Н
16
)
У вас было задание: представить, что вы работник, какой либо сферы труда.
И предположить, какую роль в вашей профессиональной деятельности играет
нефть?
Например, я учитель химии, для меня нефть – это, прежде всего химические
реактивы, необходимые мне для работы.
Я - врач. Для меня нефть – это вещества необходимые для получения
лекарств.Так же пораженную часть кровеносного сосуда заменяют
искусственной – из капрона или лавсана, которые получают из нефти.
Я – косметолог. Вещества, получаемые из нефти, необходимы для
приготовления кремов и масок, которые я использую в своей работе.
Я – автолюбитель. И нефть для меня это различные виды топлива – бензин,
керосин, мазут, дизельное топливо, а так же смазочные масла, необходимые
для работы автотранспорта.
Я – домохозяйка. Для меня нефть - это тепло в моём доме, мыло, стиральный
порошок, пластмассы, а значит игрушки, посуда, предметы быта.
Я – инженер –технолог легкой промышленности. В легкой промышленности
из синтетических волокон, полученных из нефти, производят ткани, одежду,
белье, ковры.
Я – металлург. Для меня нефть - это сырьё для получения редких элементов
– стронция, ванадия, урана.
Я – экономист, в моей профессии нефть – это продукт для выгодной
продажи.
Я – технолог пищевой промышленности и знаю, что из нефти получают
продукты питания – искусственные масла, синтетический белок, и хотим мы
4
этого или нет, уже скоро рацион каждого человека будет на 25 – 30 %
состоять из заменителей мяса и молока.
II. Подготовка к основному этапу урока. Обеспечение мотивации, понимания
учащимися цели учебно-познавательной деятельности, актуализация
опорных знаний.
Действительно, нефть в умелыхруках специалистов превращается в
незаменимые продукты. Но из всех перечисленных вами профессий, вы не
назвали одну из самых актуальных, которая скорее связана не с
использованием продуктов нефтепереработки, а связана с решением
проблем процессов нефтедобычи и транспортировкой. Что это за
профессия?
Это профессия эколога.
С огромной скоростью шло и идет развитие нефтяных промыслов. И только
недавно люди стали задумываться об «обратной стороне медали». Ведь, как
при добыче нефти, так и при ее перевозке, переработке и дальнейшем
использовании в окружающую среду поступает огромное количество
вредных веществ, которые отравляют атмосферу, уничтожают флору и
фауну, ухудшают состояние здоровья людей.
Тема нашего урока «Экология и нефть». Урок пройдет в форме
исследования. Любое исследование строится по определенной траектории. В
основе - лежит проблема, а исходя из проблемы, мы можем
сформулировать цели и задачи исследования. Для того чтобы определить
проблему, давайте посмотрим видеоролик (или зачитать отрывок из статьи)
«Шторм 11 ноября стал причиной крупной экологической
катастрофы в Азовском и Чёрном морях: за один день затонули 4
судна, 6 – сели на мель, 2 танкера получили повреждения.
В результате кораблекрушений в море вылилось около 1,5 тысяч
тонн мазута, 2 тысячи тонн нефти. Предельно допустимая
концентрация нефтепродуктов в зоне бедствия сейчас превышена в
50 раз. Ущерб рыболовству в районе ЧП оценивается более чем в
3,5 миллиарда рублей. Идет массовая гибель птиц и рыбы, которая
из-за загрязнения остались без пищи - планктона. По оценке
экологов для устранения этой экологической катастрофы
потребуется минимум 20 лет».
Какая проблема была поднята в этом сюжете?
5
Загрязнения поверхности моря нефтью.
Был нанесен большой ущерб морской флоре и фауне.
Проблема – Загрязнение поверхности моря нефтью.
Самый верный способ – не допускать аварий. Ну, а если беда всё-таки
случилась? Что делать?
Надо принимать меры по ликвидации последствий.
Тема исследования – меры утилизации нефтяных загрязнений с поверхности
воды.
На сегодняшнем уроке мы постараемся выявить наиболее эффективные меры
утилизации нефтяных загрязнений с поверхности воды.
Цель исследования – выявить наиболее эффективные меры утилизации
нефтяных загрязнений с поверхности воды
Предложите возможные физические и химические способы решения этой
проблемы.
(учащиеся выдвигают свои гипотезы)
- Можно поставить на пути разливающегося нефтяного пятна
преграды, чтобы уменьшить площадь его распространения.
- Использовать химические вещества – адсорбенты, которые могли
бы впитать в себя разлившийся мазут.
- Попробовать потопить нефтепродукты на дно моря.
- Поджечь.
- Сконцентрировать их у берегов, что облегчит сбор и утилизацию.
Действительно очень важно знать, как убирать нефть из океана.
На сегодняшний день существует несколько методов борьбы с нефтью в
океане. Эти методы были выдвинуты вами в качестве гипотезы
Гипотеза –
Механическое собирание (ограждение)
6
Борьба средствами адсорбции (поглощение)
Затопление (осаждение)
Поджог
Разложение (химическое рассеивание)
Самоликвидация
Подтверждение гипотезы – результаты заносятся в таблицу.
Метод очистки
Эффективность очистки
Экологические
последствия
Поджег
Ограждение
Осаждение
Поглощение
(адсорбция)
Рассеивание
Самоликвидация
III. Применение знаний и способов действий, установление правильности и
осознанности учебного материала, выявление пробелов и их коррекция.
Предлагаю вам оценить эффективность каждого способа очистки
поверхности воды в ходе выполнения химического эксперимента. Его
результаты будем заносить в сравнительную таблицу, которая находится
врабочих листах, лежащих у вас на столах.
Один из способов, предложенных вами, - поджог разлившейся
нефти и нефтепродуктов. Я попробую поджечь каплю нефти. Что
наблюдаем?
- Нефть не горит.
- Помещаю в центр пятна торфяную крошку, которая служит
фитилем, поджигаю. Что происходит?
7
Нефть горит, но местами все равно остается тонкая пленка. Происходит
частичная очистка поверхности воды.
- Оцените экологические последствия такого способа утилизации
нефтепродуктов.
- Мне кажется, что сжигание может нанести большой вред экологии
атмосферы, из-за попадания в нее продуктов горения.
Оценить эффективность этого метода нам помогут эксперты – экологи.
Воспламенение нефти осуществляется путем выброса на
нефтьжелатинообразного топлива с вертолета или выброса запального
устройства с судна. В случае успешного воспламенения некоторая часть или
вся нефть выгорает с поверхности воды. Но некоторое количество
остаточных после горения нефтепродуктов остается в любом случае. Эти
остаточные продукты могут оставаться на плаву или осесть на дно. Для
успешного воспламенения и горения требуется соответствующая толщина
нефтяного пятна
в момент воспламенения, минимальные скорость ветра и волнение моря, а
также не слишкомсильно эмульгированная (смешанная с водой) нефть. В
случае неэффективного горения образуется смесь из несгоревшей нефти и
сажи.
Внесите результат в таблицу, оценив последствия данного метода.
Эффективность очистки: Частичная очистка.
Экологические последствия: Загрязнение атмосферы
Теперь работаем в группах. Каждая группа экспертов – экологов вместе
с лаборантами выполнит эксперимент по очистке воды от нефтепродуктов в
соответствии с инструкцией в ваших картах и сообщит о результатах.
Учащиеся выполняют работу
Лаборатория № 1 по изучению «метода ограждения»
Метод ограждения.
Если нефтяное пятно окружить плавающими ограждениями, оно не будет
увеличиваться в размерах. Такие заграждения называют контейнерами. Их
можно даже передвигать в удобное для ликвидации место. Затем
специальное судно откачивает нефть из контейнера насосами. Этот метод
применяется только при спокойной погоде. Так же, чтобы система
8
механического извлечения разлитой нефти была эффективной, она требует
наличия надлежащего оборудования и специально обученного персонала, а
также условий, благоприятных для удерживания, сбора, откачки и хранения
нефти и нефтесодержащих отходов. В конечном итоге вся собранная
разлитая нефть должна быть надлежащим образом утилизирована в
соответствии с применимыми требованиями и нормативами.
Перед нами стояла задача изучить «Метод механического ограждения».
Моделировать данный метод при выполнении эксперимента. Для этого с
помощью пипетки мы поместили насколько капель нефти на поверхность
воды, положили вокруг нефтяного пятна пластмассовый обруч. Затем
стеклянной палочкой взболтали воду, эмитируя тем самым шторм или
морские волны.
- Сначала нефтяное пятно не выходило за пределы ограждения, но если
взболтать воду оно частично выходит за его границы.
Внесите полученные результаты в таблицу, оценив экологические
последствия данного метода.
Эффективность очистки: Незначительный выход за ограждение
Экологические последствия: Тонкая нефтяная пленка в воде
Лаборатория № 2 по изучению «метода осаждения»
Ученые обнаружили, что если нефтяное пятно посыпать слоем мела, то мел
будет впитывать в себя нефть, и очень быстро тонуть, очищая, таким
образом, поверхность воды от нефтяных пятен.
- На поверхность нефтяного пятна мы посыпали мелом и наблюдали, что оно
практически полностью осело на дно. Мел впитывает в себя нефть и очень
быстро тонет, очищая поверхность воды, но нефть остается на дне и
продолжает отравлять флору и фауну.
Внесите полученные результаты в таблицу, оценив экологические
последствия данного метода.
Эффективность очистки: Практически полное оседание
Экологические последствия: Опасность для водных организмов
Лаборатория № 3 по изучению «метода поглощения»
9
3 группа экспертов
Мы провели эксперимент с целью выяснить какой из адсорбентов древесные
опилки, торф, сургуч или пенопласт лучше удаляют нефтяную пленку.
Наблюдали частичное поглощение нефтепродуктов, большая их часть
осталась на поверхности воды, к тому же ее поверхность еще загрязняется
мелкими механическими примесями.
Вывод: применяемые сорбенты требуют сбора и дальнейшей утилизации. В
промышленных масштабах это довольно трудоемкий метод.
Внесите полученные результаты в таблицу, оценив экологические
последствия данного метода.
Эффективность очистки: Незначительный эффект
Экологические последствия: Загрязнение механическими примесями
Лаборатория № 4 по изучению «метода химического рассеивания»
4 группа экспертов
Химическое рассеивание.
Мы изучили метод «Химического рассеивания». Существуют химические
препараты для ликвидации пятен, которые стягивают нефть в плоские
маленькие пятна, уплотняют нефть в кубики, впитывают нефть в себя как
губка. Самые эффективные называются – диспергентами. Диспергенты – это
вещества, которые разбивают нефтяной слой на мельчайшие капельки, затем
они вылавливаются большими сочками и сжигаются на суше.
Операции с применением диспергентов, как правило, контролируются с
воздуха (самолета) для того, чтобы гарантировать эффективность и точность
распыления. Диспергенты имеют ограниченный срок эффективного
использования, требуя незамедлительного, точного попадания химических
реагентов на разлитую нефть, при этом их применение необходимо
корректировать с учетом типа нефти, эмульгации, солесодержания, погодных
условий и состояния моря.
Чтобы осуществить химическое рассеивание в центр разлившегося пятна
нефтепродуктов мы капнули синтетическое моющее средство «Fairy». В
результате чего наблюдали концентрацию нефтепродуктов по краям сосуда.
Мы думаем, что это облегчит сбор разлившихся веществ. Хотя с другой
стороны испачканных нефтепродуктами птиц и морских животных под
10
тяжестью веса прибивает к берегу, что усугубляет их положение.
Внесите полученные результаты в таблицу, оценив экологические
последствия данного метода.
Эффективность очистки: Концентрация нефтепродуктов у берега.
Экологические последствия: Загрязнение берегов и живых организмов,
кроме того этот метод достаточно дорогой, так как используются
дорогостоящие химические препараты.
Существует еще один метод, он называется «самоликвидация»
Самоликвидация - этот метод применяют в том случае, если нефть разлита
далеко от берегов и пятно небольшое (в этом случае пятно лучше совсем не
трогать). Постепенно пятно растворится в воде и частично выпарится.
Иногда нефть не исчезает и через несколько лет, мелкие пятна достигают
побережья в виде кусочков скользкой смолы.
1) нефть далеко от берега;
2) пятно исчезает само.
Итак, обратимся к сравнительной таблице.
Метод очистки
Эффективность очистки
Экологические
последствия
Поджег
Частичная очистка
Загрязнение атмосферы
Ограждение
Незначительный выход
за ограждение
Тонкая нефтяная пленка
в воде
Осаждение
Практически полное
оседание
Опасность для водных
организмов
Поглощение
(адсорбция)
Незначительный эффект
Загрязнение
механическими
примесями
Рассеивание
Концентрация
нефтепродуктов у
берега
Загрязнение берегов и
живых организмов
Самоликвидация
Частичная очистка
Опасность для водных
организмов
11
- Какой же, на ваш взгляд метод очистки оказался наиболее эффективным?
IV. Подведение итогов. Анализ и оценка успешности достижения цели,
определение перспективы последующей работы.
- На наш взгляд это механическое собирание.
- Несмотря на неполную очистку, оно приводит к меньшим
экологическим последствиями.
- Кстати, возвращаясь к сообщению, прозвучавшему в начале урока,
именно этот способ был использован для ликвидации последствий
экологической катастрофы. По даным МЧС России «В Керченском проливе
была установлена дамба, которая препятствовала прохождению пятна нефти
в Азовское море. Так же выставленыбоновые заграждения между мысом
Тузла на Таманском полуострове России и украинским островом Тузла». Это
способствовало концентрации нефтепродуктов на ограниченной территории,
что облегчило их откачивание в специальные контейнеры.
Итак, для очистки воды от нефтяного загрязнения мы использовали физико-
химические методы.
Как вы смогли убедиться, ни один из существующих способов ликвидации
нефтяных пятен не является идеальным. Каждый требует особых условий и
больших материальных затрат. Поэтому поиски новых технологий очистки
природных вод от нефти продолжаются.
Так, британские ученые разработали новое средство, представляющее собой
специальный гель, вызывающий затвердевание нефтяной пленки. А русские
ученые изобрели специальный адсорбирующий порошок, 20 кг которого,
позволяют собрать тонну нефти. Научно-исследовательские институты
занимаются совершенствованием технических средств по удалению
нефтяных загрязнений. Большинство из них находятся в стадии разработки, и
каждый из вас может стать участником решения этой проблемы, предложив
свой способ. А поможет вам в этом один из ведущих в нашей стране
Московский Государственный университет нефтегазовой химии имени
Ивана Михайловича Губкина, который готовит специалистов в этой области
исследования.
V. Домашнее задание:
- Собрать информацию в различных источниках СМИ о
современных способах очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений.
12
VI. Рефлексия.
РЕФЛЕКСИЯ
ДА
НЕТ
Принимал активное
участие в уроке.
Урок понравился.
Урок не понравился
На уроке узнал много
нового и интересного
Руководителей лабораторий прошу подойти ко мне и сдать листы
участия каждого сотрудника, чтобы поставить оценки. Желаю вам успехов!
На этом наш урок окончен.
VII. Приложения.
РАБОЧИЙ ЛИСТ
Ученика (цы)_______________________________________
Тема урока:
___________________________________
Цель урока:
продолжить формирование знаний о нефти как важнейшем источнике
углеводородов, обосновать существующую проблему ликвидации
нефтяных загрязнений.
показать значимость химических знаний в жизни современного
общества, выявить наиболее эффективные меры утилизации нефтяных
загрязнений с поверхности воды
Конспект урока:
Урок – исследование:
1. Урок – исследование стоится по определенной схеме: проблема – тема
исследования – цель исследования – гипотеза. Прочитайте статью и выявите
13
основные этапы исследования.
«Шторм 11 ноября стал причиной крупной экологической катастрофы в
Азовском и Чёрном морях: за один день затонули 4 судна, 6 – сели на мель, 2
танкера получили повреждения.
В результате кораблекрушений в море вылилось около 1,5 тысяч тонн мазута,
2 тысячи тонн нефти. Предельно допустимая концентрация нефтепродуктов в
зоне бедствия сейчас превышена в 50 раз. Ущерб рыболовству в районе ЧП
оценивается более чем в 3,5 миллиарда рублей. Идет массовая гибель птиц и
рыбы, которая из-за загрязнения остались без пищи - планктона. По оценке
экологов для устранения этой экологической катастрофы потребуется
минимум 20 лет».
Проблема
Тема исследования
Цель исследования
Гипотеза
Подтверждение гипотезы «Сравнительная таблица « Методы очистки
нефтяных загрязнений».
Метод очистки
Эффективность очистки
Экологические
последствия
Поджег
Ограждение
Осаждение
Поглощение
(адсорбция)
Рассеивание
Самоликвидация
4. Мое предпочтение __________________________
5 . Вывод по проблеме, поставленной на уроке:
14
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
____________________________________________________________
6. Домашнее задание: Собрать информацию в различных источниках СМИ о
современных способах очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений.
7. Рефлексия
ДА
НЕТ
Принимал активное
участие в уроке.
Урок понравился.
Урок не понравился
На уроке узнал много
нового и интересного
15
Инструкционные карты
Лаборатория № 1 по изучению «метода ограждения»
ЦЕЛЬ: оценить эффективность данного способа очистки поверхности
воды в ходе выполнения химического эксперимента. Занести результаты в
сравнительную таблицу.
Ход работы:
1. В фарфоровую чашку с водой добавьте каплю нефти.
2. Положите вокруг пятна пластмассовый обруч.
3. Стеклянной палочкой взболтайте воду, имитируя шторм или морские
волны?
4. Что наблюдаете? Выходит ли нефть за пределы пластмассового
обруча?
5. Сделайте вывод можно ли этот способ использовать для очистки воды
от нефти?
6. Внесите полученные результаты в таблицу, оценив экологические
последствия данного метода.
Лаборатория № 2 по изучению «метода осаждения»
ЦЕЛЬ: оценить эффективность данного способа очистки поверхности
воды в ходе выполнения химического эксперимента. Занести результаты в
сравнительную таблицу.
Ход работы:
1.В фарфоровую чашку с водой добавьте каплю нефти.
2.Затем посыпьте порошком мела.
3.Что наблюдаете? Исчезло ли нефтяное пятно?
4. Сделайте вывод можно ли этот способ использовать для очистки воды от
нефти
Лаборатория № 3 по изучению «метода поглощения»
ЦЕЛЬ: оценить эффективность данного способа очистки поверхности
воды в ходе выполнения химического эксперимента. Занести результаты в
сравнительную таблицу.
Опыт № 1
1.В фарфоровую чашку с водой добавьте каплю нефти.
2.Затем посыпьте крошкой пенопласта.
3.Что наблюдаете? Исчезло ли нефтяное пятно?
4. Сделайте вывод можно ли этот способ использовать для очистки воды от
нефти?
16
Опыт № 2
1.В фарфоровую чашку с водой добавьте каплю нефти.
2.Затем посыпьте измельчённой пробкой.
3.Что наблюдаете? Исчезло ли нефтяное пятно?
4. Сделайте вывод можно ли этот способ использовать для очистки воды от
нефти?
Опыт № 3
1.В фарфоровую чашку с водой добавьте каплю нефти.
2.Затем посыпьте торфяной крошкой.
3.Что наблюдаете? Исчезло ли нефтяное пятно?
4. Сделайте вывод можно ли этот способ использовать для очистки воды от
нефти?
Опыт № 4
1.В фарфоровую чашку с водой добавьте каплю нефти.
2.Затем посыпьте опилками.
3.Что наблюдаете? Исчезло ли нефтяное пятно?
4. Сделайте вывод можно ли этот способ использовать для очистки воды от
нефти?
Лаборатория № 4 по изучению «метода химического рассеивания»
ЦЕЛЬ: оценить эффективность данного способа очистки поверхности
воды в ходе выполнения химического эксперимента. Занести результаты в
сравнительную таблицу.
1.В фарфоровую чашку с водой добавьте каплю нефти.
2.В центр разлившегосяпятна капните синтетическое моющее средство.
3.Что наблюдаете? Исчезло ли нефтяное пятно?
4. Сделайте вывод можно ли этот способ использовать для очистки воды от
нефти?
17
Лист участия
в исследовании
сотрудников лаборатории экологической экспертизы
№
Ф. И.
Ответы на
вопросы
учителя на
уроке
Лабораторная
работа
Отчет о
работе
Подготовка к
уроку
(реферат,
сообщение и
др.)
Оценка за
урок
1
2
3
4
5
6
