Проектно-исследовательская работа по химии для учащихся старшего звена на тему: «Самое необыкновенное вещество на нашей планете…»
Самое необыкновенное вещество на нашей планете… Руководитель проекта :Учитель химии Леденева Е.В. Цели и задачи проекта Увидеть неразрывную связь существования жизни на Земле с водой.Показать глобальную роль воды в процессе взаимодействия и превращения веществ на планете. Происхождение дара Богов.Изучить атомно-молекулярную формулу воды.Химические свойства воды.Свойства воды как растворителя (демонстрация).Странная вода («водные» открытия). Знакомство с явлением тяжелой воды и использованием ее в атомной промышленности. Простейшие способы определения качества питьевой воды. Что содержит «кристально» чистая вода? Запасливая вода.Методы очистки воды.Как пополнить запасы питьевой воды?Выводы.Информационные ресурсы. План исследования «Дух Божий носился уже над водой». В своей теории астроном Луис Френк утверждает, что вода была занесена на нашу планету «снежными» кометами, падающими миллиарды лет назад на землю. Его исследования показывают: ежеминутно в земной атмосфере сгорают около 20 «снежных» комет массой от 20 до 40 тонн. Происхождение дара Богов Самая аномальная молекула Молекула воды имеет угловое строение; ядра образуют равнобедренный треугольник, в основании - 2 протона, а в вершине — ядро атома кислорода. В результате атомы водорода приобретают эффективные «+» заряды, так что на этих атомах создаются два «+» полюса. Центры «-» зарядов неподеленных электронных пар атома кислорода, находящиеся на гибридных sp3-орбиталях, смещены относительно ядра атома и создают 2 «-» полюса. Самая аномальная молекула Из 8 электронов внешнего электронного слоя атома кислорода в молекуле воды две электронные пары образуют ковалентные связи О—Н, а остальные 4 электрона представляют собой две неподеленных электронных пары. Атом кислорода в молекуле воды находится в состоянии sp3-гибридизации. Поэтому валентный угол НОН (104,3°) близок к тетраэдрическому (109,5°). Электроны, образующие связи О—Н, смещены к более электроотрицательному атому кислорода. Химические свойства воды. Вода реагирует с активными металлами. Образуются растворимые гидроксиды (щелочи) и водород: 2Li + 2HOH 2LiOH +H2 Вода реагирует с менее активными металлами при нагревании. Продукты реакции – оксиды металлов и водород: Zn + H2O ZnO + H2 3Fe + 4H2O FeO Fe2O3 (или Fe3O4) + 4H2 Вода реагирует с некоторыми неметаллами: C + H2O CO + H2 Вода реагирует с оксидами активных металлов, Li2O + H2O 2 LiOH Вода реагирует почти со всеми оксидами неметаллов с образованием кислот: SO3 + H2O H2 SO4 Свойства воды как растворителя взаимодействие с калием Свойства воды как растворителя взаимодействие с натрием Свойства воды как растворителя взаимодействие с литием Омагниченная водаТалая вода«Озвученная» водаГомеопатия СТРАННАЯ ВОДА («водные» открытия) При электролизе воды образуются тяжелые изотопы водорода D2O, которые составляют тяжелую воду. Свойства тяжелой воды:Свойства тяжелой водыКонстанта Н2О D2ОМолекулярная масса18 2Температура замерзания 0 20Температура кипения100 101,4Плотность при 25 градусах, г\см0,9971 1,1042Температура мах плотности4 11,6 Как замедлитель нейтронов тяжелую воду используют в ядерных реакторах. Тяжелая вода Методы очистки воды Очистка бытовой сточной жидкости производится механическими, биологическими и химическими методами.Производственные сточные воды очищают физико-химическими и химическими методами, из которых наиболее часто применяют нейтрализацию, экстракцию и эвапарацию. Как пополнить запасы питьевой воды? Англия будет пополнять запасы пресной воды из айсбергов ЗАПАХПРОЗРАЧНОСТЬ И МУТНОСТЬВКУС Простейшие способы определения качества питьевой воды Атмосферные и талые воды: увлекают с собой массы различных веществ (наиболее опасны стоки городских улиц, промышленных площадок, несущие массы нефтепродуктов). - Бытовые сточные воды: содержащие фекалии, детергенты (поверхностно-активные моющие вещества), микроорганизмы. Промышленные сточные воды: наиболее активно потребляют воду чёрная металлургия, химические, лесохимические и нефтеперерабатывающие предприятия. Основные источники загрязнения природных вод Запасливая вода Содержание примесей в воде . Вещество ПДК, мг/л Вещество ПДК, мг/л Анилин 0,1 Свинец 0,1 Бензол 0,5 Стронций 2 ДДТ (ядохимикат) 0,1 Тетраэтилсвинец Отсутствует Динитротолуол 0,5 Формальдегид 0,05 Метанол 3 Флокулянты 0,5 Нитраты (по азоту) 10 Полиакриламид 2 Ртуть 0,005 Железо 0,3 Что содержит «кристально» чистая вода? Химический состав воды Химический элемент Процент от суммы растворённых веществ. Хлор 19,3 55 Натрий 30 30,6 Кислород 9,9 5,6 Калий 1,6 1,1 Кальций 0,8 1,2 Наши результаты анализа питьевой воды - цвет – бесцветная- запах – слабый, интенсивность 1 балл- реакция среды – рН=5,4; среда нейтральная- хлорид – ионы присутствуют. Осадок с нитратом серебра, сульфат – ионы присутствуют в небольшом количестве. Образуется слабый осадок в момент приливания хлорида бария- ионы железа присутствуют, образуется бледно – розовый раствор при приливании роданида аммония;- ионы кальция присутствуют. Образуется осадок оксилата кальция при приливании к водопроводной воде. Рустэм Хамит: «В 2500 году вода будет приоритетным сырьем, как сегодня - нефть и газ» Считаем, что тема о воде актуальна, как никогда, в виду того, что соприкасаясь с водой ежечасно мы воспринимаем ее как нечто второстепенное и перестаем ощущать ее ценность и значимость в существовании живого мира, не уделяя должного внимания проблеме расхода воды. Наши выводы Информационные ресурсы Новиков Ю.В. «Экология, окружающая среда и человек»: Москва, «Гранд», 1998г.Львович М.И. «Вода и жизнь»: Москва, «Мысль» 1984г.Данные СЭС г. Дудинки по состоянию воды.Научный журнал «География и природные ресурсы» №2 СО РАН, Новосибирск, 1999г.Глинка Н. Л. Общая химия. – 23-е изд.– Л.: Химия, 1981. – 702 с.Химия : Неорган. химия : Учеб. для 8 кл. общеобразоват. учреждений / Г. Е. Рудзитис,Ф. Г. Фельдман.– 10-е изд. – М.: Просвещение, 2002. – 158 с.Энциклопедический словарь юного биолога / Сост. М. Е. Аспиз. –М.: Педагогика, 1986. – 352 с.