Главная » Статьи » Материалы учителей » Мокрушина Л.Н., учитель химии и биологии

Химическое производство и окружающая среда
Цель урока: познакомить с химическим производством стекла, цемента. Научиться определять масштабы загрязнения окружающей среды и предвидеть возможные последствия этого процесса для природы и человека.
 
Девиз урока: «Земли не вечна благодать. 
Когда далекого потомка 
Ты пустишь по миру с котомкой, 
Ей будет нечего подать.» 
(Василий Федоров)
 
Ход урока
 
Учитель химии На этом уроке мы рассмотрим разнообразные химические процессы в окружающей среде, естественные кругообороты веществ и влияние на них деятельности человека, химические методы и средства защиты окружающей среды. Мысль о том, что техническая мощь человечества по своим масштабам сопоставима с естественными процессами и меняет весь мир Земли, ее природу, была высказана в конце 19 века российским философом и натуралистом В. И. Вернадским. Человечество росло численно, увеличивало добычу и переработку ископаемого сырья, постепенно превращаясь в основного нарушителя природных равновесий. До определенного времени природе удавалось залечивать свои раны, включать выбрасываемые отходы в естественные циклы и переваривать эти отходы по мере их образования. Однако настало время, когда скорость образования многих видов отходов превысила скорость их естественного уничтожения, а темпы потребления значительной части ресурсов превысили возможные их пополнения в природе.
 
Учитель химии знакомит с понятием «Силикатная промышленность»
 
Силикатная промышленность составляют производства различных строительных материалов, стекла и керамики из природных силикатов (слайд № 1-5). Силикатная промышленность Керамика стекло цемент Строительные Стекло обыкновенное, Быстрозатвердеваю- материалы: калиевое (химическое), щий, расширяющийся, кирпичи, канализационные рубиновое, морозостойкий, жаро- и дренажные трубы, хрустальное, прочный, бетон, желе- облицовочные плиты кварцевое, зобетон, шлакобетон Предметы быта: глиняная, стекловолокно фарфоровая и фаянсовая посуда Основным сырьём для производства керамических изделий является глина. Изготовление этих изделий основано на свойстве глины при смешивании её с небольшим количеством воды образовывать пластическую массу. Этой массе можно придать любую форму, которая сохраняется после высыхания и закрепляется посредством обжига при высокой температуре. В природе кремний встречается в виде кремнезема и силикатов. Демонстрация коллекции силикатов: полевой шпат, каолинит- главные составные части глины. В природе встречаются белые, но чаще всего желтые глины. 
Глины состоят из тончайших кристалликов. 
Силикаты и глины - сырье для силикатной промышленности. 
Главные продукты силикатной промышленности: керамика, стекло, цемент.
 
Производство стекла (слайды №6-12)
Сырьём для производства обычного стекла служат чистый кварцевый песок, сода и известняк. Эти вещества тщательно перемешивают и подвергают сильному нагреванию (15000С): Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+ SiO2=CaSiO3+CO2 Образовавшиеся силикаты натрия и кальция сплавляются с песком, который берут в избытке. Стекло не является индивидуальным веществом, а представляет собой сплав нескольких веществ. Примерный состав обычного оконного (натриевого) стекла можно выразить формулой Na2O*CaO*6SiO2. Если соду заменяют поташом K2CO3, то получают более тугоплавкое стекло (химическое или калиевое). Примерный состав этого стекла можно выразить формулой: K 2O*CaO*6SiO2. Если в качестве сырья берут поташ, оксид свинца (2) и песок, то получают хрустальное стекло. Это стекло сильно преломляет свет и поэтому применяется в оптике для изготовления линз и призм. Из него также изготавливают хрустальную посуду. Из чистого песка получают кварцевое стекло. Посуду, изготовленную из него, можно накалить добела, бросить в холодную воду, и она не трескается. Из кварцевого стекла делают лабораторную посуду. Другое его специфическое свойство – это способность пропускать ультрафиолетовые лучи, поэтому из него изготавливают так называемые кварцевые лампы, используемые в медицине. Для получения цветных стёкол к сырью добавляют оксид соответствующего металла. Так, например, при добавлении оксида кобальта (2) получают синее стекло. Оксид хрома (3) придаёт стеклу зелёный цвет. Оксид меди (2) придаёт сине – зелёный цвет. Добавлением небольших количеств мелкораздробленного золота получают рубиновое стекло (слайды 13-15). Расплавленное стекло при охлаждении твердеет не сразу, а постепенно загустевает, образуя сначала вязкую массу. Благодаря этому свойству стекло подвергается формовке – в разогретом состоянии ему можно придать разную форму. Для формовки стеклянных изделий применяют выдувание (бутылки, электролампы), прессование (пуговицы), прокатку (зеркальное стекло), вытягивание (листовое стекло, стеклянные трубки и палочки). Слайды № 16-21. Из стекла готовят также тонкие стеклянные нити, идущие для производства стекловолокна и тканей. Стеклянные ткани применяются в качестве тепло – и электроизоляторов. Из стекловолокна и пластмасс изготавливают стеклопластики, которые по прочности не уступают стали (слайды № 22-27). На ученических столах карточки для заполнения Отрасль силикатной промышленностиСырьеОсновные химические процессыОсобенности технологииОсновные продукты 
Производство стекла 
Производство керамики 
Производство цемента 
 
Учитель биологии сообщает о том, что при производстве стекла, в результате обжига выделяется большое количество углекислого газа, оксида углерода 2, которые вызывают загрязнение окружающей среды. Ежегодно в атмосферу земли за счет естественных процессов поступает 0,15* 10^9 углекислого газа, что в 100 раз больше. Основные причины интенсивного прихода углекислого газа в атмосферу. Сообщения обучающихся: Углекислый газ относят к «парниковым газам» (уменьшает тепловое излучение Земли). Кроме того, увеличение его концентрации в атмосфере может привести к интенсивному осаждению на дне океана карбонатов кальция и магния, к снижению фотосинтеза (при избытке углекислого газа становится ингибитором этого процесса). Углекислый газ оказывает на человека наркотическое действие, раздражает кожу и слизистые оболочки. Углекислый газ оказывает центральное сосудорасширяющее действие, вызывает ацидоз - повышенное содержание адреналина в крови. Ежегодные выбросы углекислого газа составляют 200 млрд. тонн, это может вызвать потепление климата. К 2000 году температура нижних слоев атмосферы увеличилась на 15 гр., что приведет в конечном итоге к таянию льдов и повышению уровня океана на 1,5 м.
 
Учитель химии: Основным сырьем для производства цемента является известняк и глина ( коллекция). Химические реакции, лежащие в основе получения цемента: при нагревании происходит разложение известняка, обезвоживание каолинита, образование силикатов и алюминатов кальция: Al2O3*2SiO2*2H2O=Al2O3*2SiO2+2H2O CaCO3=CaO+CO2 CaO+SiO2=CaSiO3 Производство цемента (слайды 28-36) Для получения цемента используют известняк и глину, которые спекают. Эти вещества тщательно перемешивают и обжигают в цилиндрических печах, длина которых более 200 м., а в поперечнике 5 м. Смесь загружают в верхний конец печи, и пересыпаясь она движется вниз навстречу потоку раскаленных газов продуктов сгорания, вдуваемого через форсунку топлива. При этом из известняка выделяется углекислый газ, из глины вода, а оставшиеся оксиды кальция, алюминия и кремния образуют силикаты, составляющие цемент, вещества спекаются в виде кусков. Это клинкер, его размалывают до тонкого порошка и упаковывают в мешки. При смешивании цемента с водой получается цементное тесто, для получения бетона к нему добавляют песок и щебень. Железобетон получается при введении в бетон стального каркаса, его применяют в строительстве (слайд №37).
 
Учитель биологии: Производство цемента - источник загрязнения атмосферы (слайд №40). На цементных заводах - очаги опыления барабаны для сушки угля и сырья, мельницы для угля, сырья и цемента, вращающиеся печи и транспортно-загрузочные устройства. В окрестностях цементного завода производительностью 400000т цемента в год на расстоянии 2 км. концентрация пыли в воздухе 20 мг\м3. Повышенная концентрация кремнезема в воздухе вызывает силикоз. Появляется одышка, боли, кашель, т. к. кремнезем в дыхательных путях превращается в кремниевую кислоту. Предохранительные меры: Герметизация оборудования, снижение отходов до 99 % и экономное расходование продукции. Интересен подсчет, если на дне вагона остается слой цемента 0,5 см, то потери составляют 150 кг.
 
Учитель биологии: Многие производства, в том числе и цементные, связаны с сильным шумом. На нашем заводе грохочущие цеха: сырьевой, цементный. Постоянный шум вызывает снижение эластичности барабанной перепонки, в результате возникает профессиональная глухота. Профилактические меры: агрегаты в цехах устанавливаются на резиновые и амортизирующие подставки, рабочим выдаются наушники - бируши, на территории завода высаживаются деревья, которые заглушают шум. Т. о развитие химического производства вызывает загрязнение атмосферы, вызывает нарушение естественного круговорота веществ.
 
Самостоятельная работа (слайды №40,41) Ребята 3 группы работают по карточкам. Вычислите массу силиката натрия, который можно получить, используя 30 г оксида кремния и 30 г гидроксида натрия. Какие вещества можно использовать для очистки воздуха от углекислого газа(4): пятиоксид фосфора, раствор гидроксида кальция, твердый гидроксид бария, концентрированную серную кислоту. Записать уравнения химических реакций.
 
Остальные ребята пишут графический диктант: Накопление углекислого газа в атмосфере имеет только отрицательное значение. При разложении доломита образуются оксиды магния, кальция, углерода(4) Частицы пыли, взвешенные в воздухе могут вызвать бактериальные вирусные заболевания. Накопление пыли, углекислого газа, метана в приземном слое атмосферы может вызвать резкое похолодание. Шум вызывает не только ослабление слуха, но и общее заболевание организма. Зеленые насаждения на улицах усиливают шум, шелестя листьями, действуя отрицательно на центральную нервную систему. Для определения солей угольной кислоты надо подействовать на минерал раствором соляной кислоты. · Да § Нет
 
Учитель химии: сегодня на уроке мы познакомились с химическим производством на примере получения стекла и цемента, познакомились с основными загрязнителями окружающей среды и профилактическими мерами.
 
Подведение итогов урока.
 Домашнее задание: Задача. Сколько килограмм поташа, известняка и песка надо взять, чтобы получить 1 т калиевого стекла.


Категория: Мокрушина Л.Н., учитель химии и биологии | Добавил: Админ (17.10.13)
Просмотров: 689 | Рейтинг: 0.0/0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]