Transcript Это удивительное вещество вода Интегрированный урок по химии и биологии 9-10 класс Аномальные свойства воды Цели урока: обобщить знания учащихся о воде, как самого распространенного вещества.

Это удивительное вещество вода
Интегрированный урок
по химии и биологии
9-10 класс
Аномальные свойства воды
Цели урока: обобщить знания учащихся о воде, как самого
распространенного вещества на земле, её физические и
химические свойства; закрепить знания учащихся о роле
воды в природе; сформировать представления о единстве
живой и неживой природы, методы очистки сточных вод;
развивать умение анализировать и делать выводы о роли
воды в жизни растений, животных, человека; развивать
коммуникативную и социальную компетенции в процессе
работы творческих групп; воспитывать заботливое и
бережное отношение к водным ресурсам, экологическую и
валеологическую культуру учащихся.
Тип урока: деловая игра, семинар.
Учитель химии:
Люблю тебя, вода,
Когда бежишь ручьем в лесу,
Иль падаешь с высот в горах.
Бежишь ты, то в тени деревьев,
То на поляну выбегаешь,
И вся сверкаешь в солнечных лучах.
Учитель биологии:
«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя не
опишешь, тобой наслаждаешься, не понимая, что ты такое.
Ты не просто необходима для жизни, ты и есть жизнь» Антуан
де Сент-Экзюпери.
Сегодня мы проведем семинар, он потребует от вас знаний
как химии, так и биологии, экологии и географии. Его тема
«Аномальные свойства воды».
Представление участников семинара.
Ученик и ученица читают стихотворение-диалог.
Что тебе нравится?
Мне нравится вода, текущая неведомо куда.
неведомо откуда, для чего…
Не продолжай, я понял Н2О
Да нет же, нет! Мне нравится вода, текущая неведомо куда,
не ведомо откуда и зачем
Так и скажи: река или ручей
Да нет же, нет! Мне нравится вода, текущая неведомо куда…
Я понял, понял: это ты о жизней нашей, правда ведь, скажи?
Да нет же, нет! Мне нравится вода, текущая неведомо куда
В себе не ощущающая льда, не знающая, что она вода.
Ученица:
Что такое вода? Минерал не имеющий цвета,
Не имеющий запаха, формы, но ты оглянись –
Это главное таинство, главное чудо планеты,
Это главный исток, из которого вылилась жизнь.
Ученик:
Без воды на Планете не мыслимо что-то живое
И вода вездесуща – и в недрах, и по над землей,
И планету Земля, во Вселенной зерно голубое,
Было б много точнее назвать не Землей,а Водой.
Ученица:
Океаны и реки, озера и вечные льдины
Сок деревьев и трав, кровь живущих зверей и людей –
Это только вода, это Жизни самой сердцевина,
Это плазма Планеты, а может Галактики всей.
Географ: Людина здавна мріяла про безсмертя. Мандрівники
в заморських країнах, алхіміки в лабораторіях настирливо
шукали еліксир життя та джерело вічної молодості. Та вони й
не здогадувалися, що таємничий еліксир – це звичайна вода.
Та сама вода, що заповнює моря, озера, річки, випадає на
землю дощами, вкриває її сніговим покривалом. Вода, без якої
не можливе існування всього живого.
Биолог: Тисячі років може лежати в сухій землі зерно, та
доторкнись його життєтворча крапля води – воно оживає. В усі
часи вода перетворювала засушливі степи на плодотворні
поля, а спекотні піски – в квітучі оазиси.
Историк: Світ походить від води – говори Фалес Мілецький,
один зі стародавніх мудреців. А й справді, історія Землі – це
перш за все історія води. У воді виникло життя. Різноманітна і
щедра, беззахисна і сильна, вода безперервно змінювала і
змінює обличчя нашої планети. То тече в річках і океанах, то
парою піднімається в хмари, то покриває водойми льодом. Що
ж таке вода?
Астроном: Вода – одно из самых распространенных
на Земле соединений. Молекулы воды обнаружены в
межзвездном пространстве. Вода входит в состав
комет, большинства планет солнечной системы и их
путников. Количество воды на поверхности земли
оценивается в 1,39 х 1018 т.
Географ: Большая часть воды – 97 % находится в
океанах и морях. В реках и озерах земного шара
содержится примерно 400000 куб. км. пресной воды.
Значительное количество воды содержится в земной
коре (подземные воды). Общие запасы подземных
вод составляют примерно 8 млн. куб км. В
атмосфере находится 1,3 х 1013 т.
Корреспондент газеты «За и против»: Где еще
содержится вода?
Биолог: Вода входит в состав многих минералов и горных
пород, присутствует в почве и во всех организмах.
Кореспондент: Как вода распределяется в организме
человека?
Биолог: Вода – это кровь всего живого. Вода – это мы сами.
Из неё почти на 70% состоит наше тело. Потеря влаги для
организма опаснее, чем голодание. Без пищи человек может
прожить больше месяца, без воды погибает на протяжении
нескольких дней (по схеме комментирует распределение воды
в организме).
Биолог: Тело рыб содержит 80% воды, водоросли – 90%.
Подсчитано, что содержание воды в тканях живых организмов
примерно в 6 раз превышает её во всех реках земного шара.
Биолог: Ученые подсчитали и вес воды имеющийся
на нашей планете – 2000000000 млн тонн. Здесь
учитывается вся вода: морей, океанов, вода в виде
пара в атмосфере, и виде льда, вода, находящаяся в
твердой оболочке Земли и наконец, сосредоточенная
в биологических объектах.
Биолог: Вода является необходимым условием
существования всех живых организмов на Земле.
«Вода дороже золота» - утверждали бедуины, всю
жизнь кочевавшие в песках. Они знали. Что никакие
богатства не спасут путника в пустыне,0 если
иссякнут запасы воды.
Биолог: Растение получает питательные вещества
из почвы только в виде растворов. Вода является
важным элементом живого органического мира.
Корреспондент: В каком важном процессе, идущим в
растительном организме участвует вода?
Биолог: Вода участвует в процессе фотосинтеза. Под
действием солнечной энергии углекислый газ и вода в листьях
растений распадается на кислород, выделяющийся в
атмосферу, и углерод, идущий на образование живого
органического вещества растений.
Географ: Вода занимает особое положение среди природных
богатств Земли, она – незаменима. Иссякнут запасы металлов
– быть может, удастся обойтись пластмассами, не хватит
растительных и животных белков – научаться получать
синтетические. Даже вместо обычного воздуха пригодно в
некоторых случаев искусственная смесь газов. Вода же будет
необходима во все века и всюду, где существуют земные
формы жизни.
Географ: В природе работает гигантский
«Механизм», возвращающий пресную воду,
стекающую с материков в океаны и моря, обратно на
сушу. Этот механизм «запустила» в работу сотни
миллионов лет назад энергия Солнца.
Учитель биологии: Давайте подведем итог, почему
же вода является необходимым условием
существования всех живых организмов?
Химик:
Вода – это среда в которой осуществляются
химические реакции.
Вода вымывает из клеток продукты обмена веществ.
Вода регулирует температуру тела.
Вода – прекрасный растворитель.
Вода участвует в процессе фотосинтеза.
Вода – регулятор многих процессов на планете.
Химик: Как уже говорилось, вода – прекрасный
растворитель. Вся практическая деятельность
человека с самой глубокой древности связана с
использованием воды и водных растворов и для
приготовления пищи, и для других житейских
надобностей.
Химик: Морская вода – прекрасный растворитель. В
ней растворяются почти все вещества. Около 70
элементов Периодической системы содержится в
ней в обнаруживаемых количествах. Даже редкие и
радиоактивные элементы находятся в водах морей и
океанов в наибольшем количестве.
Экономист: Вода нужна практически во всех
отраслях народного хозяйства. Самый крупный
потребитель воды – сельское хозяйство. Для того,
чтобы вырастить 1т. пшеницы требуется 1500 т воды,
риса – более 7000 т, хлопка – около 10 000 т воды.
Вода необходима и для бытовых нужд человека.
Подсчитано, что для производства суточной нормы
пищевых продуктов в расчете на одного человека
требуется не менее 6 куб м воды. Прежде чем в
магазине появится банка овощей или фруктов в виде
консервов, на нее будет истрачено 40 л. воды. За 70
лет жизни человека через ткань его организма
проходит 70 т. воды.
Энергетик:
Современные
крупные
теплоэлектростанции
потребляют
огромное
количество воды. Только одна станция мощностью
300 т кВт расходует до 120 куб см воды в секунду
или более 300 млн куб м в год.
Экономист: Вода необходима и в промышленности,
причем
число водоемких производств растет с
каждым годом. В некоторых производствах только
для того, чтобы выпустить тонну готовой продукции
нужно затратить сотни тонн воды. Много воды
требуется в химической промышленности. Так на
производство
1т.
синтетического
каучука
затрачивается около 2 000 куб м воды, на выплавку
1т. никеля расходуется 4 000 куб м воды.
Статист: Расход воды определяется так: 50% идет
в сельское хозяйство, 40% - в промышленность, 10%
- на бытовые нужды. Ежесуточное мировое
потребление воды 7-8 х 109 млрд т.
Корреспондент: Почему же воду называют основой
жизни на земле? Где её используют?
Химик (объясняет использование воды по схеме).
Биолог: Вода цілим рядом своїх «талантів» різко
відрізняється від усіх відомих у природі речовин.
Учені називають їх аномаліями, але не будь цих
аномалій, навряд чи можливим було б життя.
Корреспондент: Почему воду называют самым
аномальным веществом в мире?
Биолог:
Вода имеет аномально высокие температуры
кипения и замерзания.
Плотность воды при переходе её из твердого
состояния в жидкое не уменьшается, как почти у всех
других веществ, а возрастает, являясь максимальной
при 4 0С.
Вода обладает аномально высокой теплоемкостью.
У воды аномально высокое поверхностное
натяжение.
Учащиеся рассказывают более подробно о самых
важных аномалиях воды.
Корреспондент: Какова же причина всех этих
аномалий?
Учитель химии: Мы знаем, что свойства веществ
зависят от строения.
Химик: Вода – простое вещество, единое и
неделимое, считали в средние века. «Вода состоит
из водорода и кислорода, её можно получить с
помощью химической реакции» - утверждал великий
Лаувазье. Он определил что она состоит из 2 атомов
Гидрогена и одного атома Оксигена. А английский
ученый Кавендишь сумел её синтезировать из
водорода и кислорода.
Химик: Причины таких аномальных свойств в
строении молекул воды. Оказалось что они не
линейные, а угловые и связаны между собой,
образуя сгустки, цепочки или располагаются слоями,
покрывающими друг друга. Между молекулами есть
пустота.
(Слайд №1. Схема строения молекулы воды.)
Если бы вода состояла только из одиночных
молекул, отстоящих друг от друга на равном
расстоянии, то тогда температура её кипения была
бы равна + 63,5 0С, но в связи с тем, что образуются
различные ассоциации молекул, точка кипения воды
при нормальном давлении возрастает до 100 0С.
Химик: Молекула воды образуется при взаимодействии двух
атомов водорода и одного атома кислорода. Каждый атом
водорода имеет один неспаренный s-электрон. В атоме
кислорода 2 неспаренных р-электрона. При перекрывании
двух р-электронных облаков атомов кислорода с sэлектронными облаками двух атомов водорода образуются
две полярные ковалентные связи (Слайд №2 – образование
молекул воды). При этом общие электронные пары,
образующие химические связи смещены к атому кислорода,
как к более электроотрицательному элементу. Из-за
взаимного отталкивания электронных облаков двух атомов
водорода угол равен 104,5 градусов. Молекула воды
представляет собой диполь. Это значит, что с одной стороны
она имеет положительный заряд, а с другой – отрицательный.
Химик:
аномальными
являются
температуры
замерзания и кипения воды. По молекулярному
строению вода подобна соединения водорода с
другими элементами. Например, Н2S, Н2Se, H2Te.
(Слайд №3 – график температур замерзания и
кипения веществ). Для этих соединений (гидридов)
существует закономерность. Чем больше их
молекулярная масса, тем выше температуры их
замерзания и кипения. Если бы и вода подчинялась
этому правилу, то её температура замерзания была
б -90 0С, а температура кипения 70 0С. Это означает,
что в естественных земных условиях она не могла
бы существовать в виде пара и льда.
Химик: Молекулы воды имеют полярную структуру, чем
объясняется их склонность к объединению в более крупные
комплексы. Это явление называется ассоциацией молекул.
Лед имеет структуру похожую на структуру воды. В структуре
льда есть пустые пространства. Вот почему лед легче, чем
вода и плавает на её поверхности.
Учитель химии подводит итог о причине аномалий воды
(Слайд №4 – водородная связь – причина аномалий воды схема).
Корреспондент: Много ли воды на Земле? Сколько воды
можно использовать для питья.
Биолог: Морская вода не подходит. Ледники расположены
далеко, подземные воды нужно поднять на поверхность,
болотная вода не пригодна для питья. Значит, доступной воды
– менее 1%.
Корреспондент: Может ли каждый из нас что-нибудь сделать
чтобы уменьшить расход пресной воды?
Учитель биологии: Можем, если будем знать и помнить,
что:
•Вода непрерывно капает из крана: 1 стакан заполняется за
20 мин
За один час потеря воды составляет 750 мл.
За сутки – 18 литров.
За неделю – 126литров.
За месяц – 540 литров.
2. Вода течет тонкой струйкой: 1 стакан заполняется за 2 мин.
За час потери воды составят 7,5 литров.
За сутки – 180 литров.
За неделю – 1260 литров.
За месяц – 5400 литров.
Вот какие потери воды только из одного крана.
Сколько можно сэкономить чистой воды хорошо
закрывая кран и следя за исправной его работой.
Санитарный врач: Совершая круговорот, вода
участвует во многих химических и физических
процессах живой и неживой природы, при этом она
может подвергаться загрязнению. Важнейшим
показателем качества воды является её чистота.
Существуют определенные гигиенические
нормативы – предельно допустимые концентрации
(ПДК) вредных веществ в воде водоемов.
Три ученика читают стихотворение.
Без воды нам жизни нет.
И не сваришь ты обед.
Не посадишь огород –
Без воды он пропадет.
Стой, внимательно смотри,
В кране воду закрути,
А не то она сбегает,
Тратить деньги заставляет.
Капелька за капелькой
Водичка убегает…
Будешь воду ты беречь,
То вода не будет течь.
Деньги будут у тебя.
Бережливым будешь? – ДА!
Эколог:
Основні заходи з охорони водних ресурсів від забруднення
такі:
•Регулювання поверхневого стоку річок.
•Затримання поверхневого стоку на водозборах.
•Накопичення талих і дощових вод у водосховищах.
•Будівництво водоочисних споруд або систем зворотного
водопостачання.
•Упровадження безвідходних технологій.
•Протиерозійні роботи на водозбірних площах.
•Забезпечення водозахисних насаджень, що регулюють стік.
Ученица:
Мы не ценим её, мы, как дети с игрушкой играем,
С этим главным сокровищем, таинством Жизни, водой.
Загрязняем её, отравляем её, убиваем …
Ну, а если когда-то игра обернется бедой?
Ученик:
Очень хочется верить, что люди еще повзрослеют.
Что источник всей Жизни на этой Земле сохранят,
И в бездонном пространстве планета Земля голубая
Будет также сиять, как и тысячелетья назад.
Брейн-ринг (соревнование знатоков химики-биологи).
Тема «Все о воде».
Физики – лирики:
•Как вода называется по-гречески? (Гидро).
•Как вода называется по латыни? (Аква).
•Почему лед не тонет? (Его плотность меньше, чем воды).
•При какой температуре вода замерзает? (При t=0 0С жидкая
фаза переходит в твердую).
•При какой температуре вода закипает? (При t=100 0С, высоко
в горах она начинает кипеть при t=80 0С).
Растения и животные:
•Какое водное растение, завезенное монголо-татарами,
является показателем чистоты водоема? (Рогоз, он и сам
воздействует очищению воды, его неправильно называют
«очеретом»)
•Какие водные животные способны жить только в чистых
водоемах, их отсутствие - сигнал тревоги о состоянии пруда,
речки, аквариума? (Моллюски)
•Где берет воду верблюд, когда в пустыни нет водопоя? (У
себя в горбах, 1г жиров, окисляясь, дает 1г воды)
•Почему морская вода непригодна для питья? (Она содержит
около 30% солей, в физиологическом растворе солей 9%)
•Какие растения и животные могут употреблять воду во много
раз больше, чем масса их тела? (клещи, клопы, мох-сфагнум)
•Как водные животные определяют вкус и степень чистоты
воды в водоеме? (В клетках их кожи есть вкусовые
рецепторы)
Человек и его здоровье:
•Какое количество воды человек употребляет каждый день в
чистом виде и с пищей? (около 2 литров)
•Какой водой лучше утолить жажду – минеральной, слегка
подсоленной или чистой дистиллированной? (Минеральной
или подсоленной)
•Какой процент потери воды вызывает у нас жажду? (15%)
•Как быстро всасывается выпитая вода? (Это происходит
через 15-20 минут)
•Сколько воды выпивает человек за всю свою жизнь? (Около
50 тонн)
•Потеря какого количества воды опасна для жизни человека?
(10%)
•Почему вредно регулярно запивать пищу водой во время
еды? (Вода разбавляет желудочный сок и замедляет
переваривание пищи)
Заключительное слово учителя химии.
Обычная химическая формула,
Но необычное при этом вещество,
Обычные физические правила,
Но необычные они для Н2О.
Вода не смесь, а вещество,
Оксидом водорода называется,
Молекулы воды содержит Н2О
И связью водородною они соединяются.
Её узнать совсем не сложно –
По свойствам, удивительней которых нет.
Вода! Тебя держу я осторожно
В своих ладонях как живой субъект.
Заключительное слово учителя
биологии.
Не будь воды, и не было бы жизни,
Которой сотни миллионов лет.
В воде рождались первоорганизмы,
От них произошел весь белый свет.
Природная вода – живое существо,
Рождается, чтоб жизнь давать другому,
И умирает, как и большинство,
От лености и равнодушия людского.