Конспект урока по химии «Коррозия металлов. Экологические проблемы, связанные с ней».

Урок химии в 9 классе.
Тема: «Коррозия металлов. Экологические проблемы, связанные с ней».
Цели:

- Сформировать понятие о коррозии металлов.
- Рассмотреть классификацию различных видов коррозии.
- Предложить способы защиты металлических изделий от коррозии.
- Рассмотреть влияние коррозии на здоровье человека.
- Рассмотреть экологические проблемы, связанные с коррозией металлов.

Оборудование:

Проектор, экран, презентация, схема перемещения нефти в водоёме, карточки с вопросами.

Ход урока.

В начале урока учащиеся были разделены на 4 группы.
(Слайд 1)
Блестящий гвоздь Лежал в пыли дороги. Весенний дождь Полил его немного. Но время шло неумолимо, И солнце на него светило, И дождь, и снег, и ветер дул, И разница температур И из блестящего красавца Он превратился в кучку праха
- Как вы думаете, о каком процессе говорится в этом стихотворении?
- Правильно, о коррозии металла.
- Тема нашего урока «Коррозия металлов. Экологические проблемы, связанные с ней». (Слайд 2)
Давайте же разберёмся что такое коррозия. (Слайд 3)
Коррозия – это самопроизвольное разрушение металлов и их сплавов под действием окружающей среды. Запишите пожалуйста это определение себе в тетради.
Как же проходит ржавление железа? Давайте разберём уравнения реакций.
2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3
ржавый цвет (Слайд 4)
Теперь давайте разберём условия, влияющие на скорость коррозии. (Слайд 5)
Температура – чем выше температура, тем больше скорость коррозии.
Активность контактирующего металла – из 2-х металлов корродирует более активный.
Чем дальше металлы друг от друга в электрохимическом ряду напряжения, тем больше скорость коррозии.
Состав среды.
А) Чем больше в окружающей среде содержится окислителей, тем выше скорость коррозии.
Б) Ионы Cl- усиливают коррозию железа, а OH- - ослабляют.
Какие же виды коррозии бывают? (Слайд 6)
Химическая – взаимодействие металлов с сухими газами или жидкостями, которые не проводят электрический ток.
Происходит в печах, двигателях внутреннего сгорания.
Электрохимическая – все случаи коррозии в растворах электролитов и в присутствии воды.
Подвергаются корпуса морских судов, трубопроводы и т.д.
Теперь нам необходимо разобрать способы защиты от коррозии. (Слайд 7)
Изоляция от окружающей среды.
Нанесение защитных покрытий. Различают покрытия 2-х типов: металлические и неметаллические. К неметаллическим относятся: лаки, краски, эмали. К металлическим – хром, никель, цинк, олово.
Использование сплавов, устойчивых к воздействию коррозии, т.е. содержащих хром, алюминий, никель, титан.
Изменение состава среды:
А) введение ингибиторов коррозии (веществ, уменьшающих скорость коррозии);
Б) удаление растворённого в воде воздуха.
4) Электрохимические методы защиты: протекторная и катодная защита.
А) Протекторная защита. К защищаемому металлу присоединяют кусок более активного металла (протектор), который и будет корродировать.
Б) Катодная защита. Металлоконструкция подсоединяется к катоду внешнего источника, поэтому на ней идёт процесс восстановления, а не окисления.
- Какие же последствия коррозии могут быть?
(Учащиеся отвечают на этот вопрос)
Все ваши ответы можно разделить на 2 группы: экологический ущерб и экономический.
(Слайд 8)
Экономический ущерб:
потеря металла;
порча оборудования;
затраты на ремонт.
Экологический ущерб:
утечка газа при разрушении трубопроводов;
утечка нефти при разрушении трубопроводов.
Давайте более детально рассмотрим, какой же экологический ущерб водоёмам наносит утечка нефти . (Слайд 9)
Выделяют 5 типов воздействия нефти на морские экосистемы:
непосредственное отравление живых организмов с летальным исходом; (Слайд10)
нарушения физиологической активности у гидробионтов; (Слайд 11)
эффект прямого обволакивания нефтепродуктами живого организма; (Слайд 12)
болезни, вызванные попаданием в организм углеводородов;
негативные изменения в среде обитания. (Слайд 13)
- На столах у вас лежат схемы «Основные пути превращения и перемещения нефти в водоёме». (Приложение 1,Слайд 14)
Давайте на них посмотрим и разберём, что же происходит с нефтью, после её попадания в водоём.
В водоёмах нефть и нефтепродукты скапливаются первоначально в поверхностной плёнке, однако затем при перемешивании воды частично растворяются или оседают на дно. Аэробные бактерии окисляют нефтепродукты до нетоксичных соединений (в конечном итоге до углекислого газа и воды).
Но эти процессы идут очень медленно и лишь при определённых условиях (достаточной концентрации кислорода и температуры воды не ниже 5-100С).
Легколетучие низкомолекулярные компоненты нефтяного загрязнения испаряются с поверхности плёнки и могут, значительно загрязнить локальную область тропосферы.
Предельно допустимые концентрации для паров нефти 10мг/м3; выше этих значений загрязнения нефтепродуктами могут вызвать болезни органов дыхания и нервной системы человека.
В пресноводных водоёмах летальной концентрацией нефтепродуктов для взрослых особей рыб являются значения около 10-15 мг/л, а при значительно более низких концентрациях (0,05 – 1 мг/л) гибнут икра и мальки, а так же планктон.
- Как вы думаете, как скажется гибель планктона на обитателей водоёма?
- Правильно, начнётся борьба за пищу, т.к. планктон это кормовая база рыб.
А теперь я хочу предложить вам работу в группах. Для каждой группы я приготовила карточки с вопросами. (Приложение 2).
Рассмотрев схему «Основные пути превращения и перемещения нефти в водоёме», подумайте над вопросами, которые записаны у вас на карточках. И потом выскажите свои предложения, и мы все вместе обсудим и дополним. (Слайд 15)
Работа в группах закончена, подведены итоги работы.
- Мы с вами сейчас уделили большое внимание проблеме загрязнения водоёма нефтью, вы предложили способы очистки воды и берегов водоёма, а так же рассмотрели влияние нефти на живые организмы водоёма и прибрежных зон и человека.
- Скажите пожалуйста, к каким ещё экологическим проблемам может привести коррозия металлов?
Учащиеся отвечают на поставленный вопрос.
- Правильно. Из-за повреждения трубопровода в результате коррозии может произойти утечка газа. Это может привести к взрыву, сгоранию живых организмов и загрязнению атмосферы.
- А только ли сама коррозия металлов может наносить вред окружающей среде и человеку?
Учащиеся отвечают на поставленный вопрос.
- Да, конечно. При производстве лаков, красок и эмалей (для защиты металлов от коррозии) происходит выделение вредных газов в атмосферу. Это вредное производство, на котором люди работают в защитных масках, чтобы не отравить свой организм.
Например, для предохранения железа от коррозии проводят кадмирование железа. Кадмий – металл очень токсичный. Известны случаи смертельного отравления парами кадмия и его соединений. Симптомы кадмиевого отравления: поражение нервной системы, острые костные боли. Кадмий влияет на кровяное давление, может являться причиной образования камней в почках. В почках он накапливается особенно интенсивно.
Опасность представляют любые химические формы кадмия. Одноразовая доза 30-40 мг может стать для человека смертельной. У кадмия велико время удержания: выводится всего лишь около 0,1 % от полученной дозы в сутки.
При производстве холодильных установок используют бромид лития для предотвращения коррозии в них. А бром очень ядовит.
И так, мы с вами сегодня разобрали такую тему, как «Коррозия металлов» и уделили огромное внимание проблеме загрязнения водоёма нефтью в случае её утечки в результате коррозии нефтяных труб. Так же увидели, что не только сама коррозия может привести к экологическим проблемам, но так же и способы защиты от неё, могут сместить экологическое равновесие и отрицательно повлиять на человека.
Домашнее задание §10, подготовить презентацию на тему «Экологические проблемы, связанные с коррозией металлов».





Приложение 1.




Приложение 2.

Карточка №1.
Как влияет поверхностная нефтяная плёнка на живые организмы, человека?
Предложите способы очистки водоёма от такого вида загрязнения.
Как можно помочь живым организмам?

Карточка №2.
Как влияет образование водно – нефтяных смолистых шариков на сообщество побережья?
Предложите способы очистки водоёма и берегов от такого вида загрязнений.
Как можно помочь живым организмам?

Карточка №3.
Как влияет осаждение нефти на дно водоёма, к чему это может привести?
Предложите способы очистки водоёма в этом случае.

Карточка №4.
Как влияет растворение некоторых компонентов нефти на живые организмы водоёма?
Может ли это повлиять на человека? Если может, то как?


Рисунок 1 Заголовок 115