Кейс гибель помпеи

Кейс «Гибель Помпеи»

Кейс практико-ориентированный: предполагает разработку инструкции для людей, оказавшихся в зоне извержения вулкана;  экспериментальный: предполагает моделирование вулкана; аналитический: предполагает анализ химических соединений (основных соединений из курса химии 9 класса)

Исторический факт

Гибель Помпей

Трагедия эта произошла в Италии. Началась она 24 августа в 79 году нашей эры. Мы знаем о ней довольно подробно не только благодаря археологическим раскопкам, и письмам известного политического деятеля Плиния Младшего, но и знаменитому полотну Карла Брюллова.

Итак, около двух часов дня 24 августа над вулканом Везувий начало быстро расти гигантское водяное облако белого цвета с бурыми пятнами. Оно поднималось в небо и на некоторой высоте растекалось в стороны, напоминая крону средиземноморской сосны.

• Вблизи вулкана слышался страшный грохот и происходили непрерывные подземные толчки, ощущавшиеся и в городе Мизено, находившемся примерно в 30 км от вулкана. Плиний Младший как раз находился в этом городе. Он писал, что тряска была настолько сильной, людям казалось, что все переворачивается, повозки бросало из стороны в сторону, с домов обваливалась черепица,кругом рушились статуи и обелиски.

• За 10-11 часов непрерывного извержения столб выброшенной пемзы достиг 20-километровой высоты.

• Каждый час на поверхность почвы выпадало 15-25 сантиметров лапиллей – мелких округлых или неправильной формы кусков лавы размерами от горошины до грецкого ореха.

• Но поскольку взрыв был «растянут» во времени, многие жители успели уйти из Помпеи в более безопасное место. Остались рабы (охранять имущество хозяев) и наиболее упрямые помпеянцы, не желавшие уходить с насиженных мест. Ночью из Везувия в некоторых местах вырывались широкие языки пламени и поднимался огромный столб огня. Утром 25 августа начался второй этап извержения. С вулкана сходили уже раскаленные тяжелые лавины.

• Насыщенная газами магма (лава) при выходе через верхнюю часть жерла вулкана распылялась и в виде палящих туч низвергалась со склонов вулкана. Именно такая горячая туча и погубила еще оставшихся в городе жителей.

• Насыщенная газами магма (лава) при выходе в верхнюю часть жерла была распылена и в виде палящих туч низвергнулась со склонов вулкана. Именно такая горячая туча и задушила еще оставшихся в городе жителей.

• С 6 до 9 утра с неба падал пепел и «шарики» пемзы, которые окончательно погребли Помпеи и Стабию. (Города были засыпаны по самые крыши домов.) На западных склонах вулкана шли сильные ливни. Рыхлые пепловые и пемзовые скопления на склонах вулкана, насытившись водой, ринулись вниз горячими грязевыми потоками. Три таких потока накрыли город Геркуланум, располагавшийся на берегу моря, в мгновение ока уничтожив все живое. (По другим данным, жители в этом богатом рыбацком поселке также погибли от удушья).

Задания по кейсу

Задание 1

Проанализируйте предложенную информацию и дайте ответы на следующие вопросы.

1. Определите, какие продукты извержения вулкана вы обнаружили в тексте.

2. Классифицировать продукты извержения вулкана по агрегатному состоянию.

Ключ к ответу!

Отчет группы

1. Продукты извержения вулкана

2. Классификация

Задание 2

Используя дополнительные источники информации, подготовьте сообщение, ответьте на вопрос: «Какие химические соединения послужили причиной удушья у людей?»

Информационный материал

Химический состав вулканических газов: водяной пар, диоксид углерода или углекислый газ (CO₂), оксид углерода (CO( угарный газ)), азот (N₂), диоксид серы или сернистый газ (SO₂), газообразная сера (S₂), водород (H₂), сероводород (H₂S), метан (CH₄), аргон (Ar). Также присутствуют хлориды щелочных металлов и железа. Состав газов и их концентрация зависят от температуры воздуха и от типа земной коры, поэтому они могут меняться в пределах одного вулкана. Вулканические газы, выделяемые вулканами любого типа, поднимаются в атмосферу и обычно не причиняют вреда, однако частично они могут возвращаться на поверхность земли в виде кислотных дождей. Вулканы могут испускать значительное количество ядовитых газов даже в интервалах между извержениями.

Двуокись серы

Одним из самых вредных газов является двуокись серы или сернистый газ, которая обладает едким запахом и даже при небольшой концентрации раздражает слизистые оболочки носа, горла и глаз. Двуокись серы может распространяться на значительное расстояние от ее источника. Газ реагирует с влажным воздухом, образуя крошечные капли серной кислоты. Эти капли настолько малы, что содержатся в воздухе в виде тонкой взвеси в течение неопределенно долгого времени. Аэрозоль серной кислоты может образовать вулканический смог, качество воздуха при этом часто опускается ниже стандартов. Растительность высыхает на корню, а дождевая вода становится кислотной, загрязняя питьевую воду.

Углекислый газ

Большая часть жертв вулканических газов приходится на долю углекислого газа. Он тяжелее воздуха и при пассивной дегазации может накапливаться в опасной для жизни концентрации. В обычном воздухе содержится около 0,5% углекислого газа, а в воздухе, который мы выдыхаем, примерно в два раза больше. Однако если концентрация углекислого газа в воздухе, которым мы вынуждены дышать, достигает 7,5%, это приводит к сонливости и головной боли. Первый документально подтвержденный смертельный инцидент произошел в 1979 году в районе вулканического комплекса Дьенг на острове Ява (Индонезия). Здесь 149 человек, спасавшихся бегством от фреатического извержения, погибли в невидимом облаке углекислого газа, проплывавшем у них на пути. Считается, что газ вырвался из подземной ловушки из-за сейсмических толчков, связанных с извержением.

Вулканогенный сероводород

Вулканогенный сероводород, или газ с запахом тухлых яиц, был причиной гибели нескольких людей. Он тяжелее воздуха и собирается в естественных углублениях, где представляет серьезную опасность

Угарный газ

Моноокси́д углеро́да (уга́рный газ, о́кись углеро́да, оксид углерода(II)) — бесцветный газ без вкуса и запаха, легче воздуха (при нормальных условиях). Химическая формула — CO. Горюч. Газ легко проникает через альвеолярную оболочку легких в кровь, где соединяется с гемоглобином, делая его неспособным к переносу кислорода. Таким образом, СО является причиной недостаточного снабжения тканей организма этим жизненно необходимым веществом.

Азот

При нормальных условиях азот — это бесцветный газ, не имеет запаха, мало растворим в воде.В жидком состоянии (темп.кипения −195,8 °C) — бесцветная, подвижная, как вода, жидкость. Плотность жидкого азота 808 кг/м³. При контакте с воздухом поглощает из него кислород.При −209,86 °C азот переходит в твёрдое состояние в виде снегоподобной массы или больших белоснежных кристаллов. При контакте с воздухом поглощает из него кислород, при этом плавится, образуя раствор кислорода в азоте.

Метан

Метан  — бесцветный газ (в нормальных условиях) без запаха, химическая формула — CH₄. Малорастворим в воде, легче воздуха. Метан нетоксичен и неопасен для здоровья человека.Накапливаясь в закрытом помещении, метан становится взрывоопасен.

Аргон

Аргон — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха, с температурой кипения (при нормальном давлении) −185,9 °C (немного ниже, чем у кислорода, но немного выше, чем у азота). В 100 мл воды при 20 °C растворяется 3,3 мл аргона, в некоторых органических растворителях аргон растворяется значительно лучше, чем в воде. Твердые породы, образующиеся при остывании лавы, содержат в основном диоксид кремния, оксиды алюминия, железа, магния, кальция, натрия, калия, титана и воду. Обычно в лавах содержание каждого из этих компонентов превышает один процент, а многие другие элементы присутствуют в меньшем количестве.

Ключ к ответу!

Химические соединения, послуживши причиной удушья у людей

Задание 3

Разработайте инструкцию по выживанию для людей, оказавшихся в зоне извержения вулкана

Ключ к ответу

Памятка по выживанию в зоне извержения вулкана

1.Если поступило сообщение о начале извержения вулкана, необходимо срочно покинуть опасную зону.

2.Если не удалось вовремя покинуть зону бедствия, то обязательно защищайте свое тело и голову от камней и пепла. Голову можно защитить деревянными или картонными конструкциями. Дыхание — марлевой повязкой или респиратором.

34.Если при извержении вулкана вы покидаете опасную зону на транспорте, выбирайте маршрут, противоположный направлению ветра. Это поможет вам избежать неприятной встречи с пеплом в дальнейшем.

5.Средняя скорость движения лавы – 40 км/ч. От неё штуки можно убежать. Как и в случае с пеплом, стоит выбирать направление движения, перпендикулярное сходу потока.

6.Одевайте как можно больше теплой одежды. Это позволит защитить ваш организм от кислоты, которая будет образовываться в огромных количествах в результате реакции с окружающей средой SO₂.

7.После извержения не спешите возвращаться в свой дом. Сигналом должны послужить сообщения служб по ЧС

8.По возвращению в свое жилище, старайтесь как можно дольше не открывать окна (2-3 недели), пока пепел полностью не выветрится из окружающей среды. Не забывайте защищать органы дыхания!

Задание 4. Используя, необходимое оборудование, смоделируйте «Извержение вулкана» на столе, строго следуя инструкции!

Отчет группы

Ключ к ответу

4. Что же происходит в самодельном вулкане?

Пищевая сода - это гидрокарбонат натрия. Соль образованная сильным основанием (гидроксидом натрия) и слабой угольной кислотой. Она реагирует с соляной кислотой, образуя хлорид натрия и угольную кислоту. Если бы угольная кислота была стабильной, то мы получили бы раствор, в котором присутствовали бы обе соли - карбонат и хлорид натрия. Однако угольная кислота быстро разлагается с образованием углекислого газа и воды.

NaHCO₃+CH₃COOH⇒CH₃COONa+H₂CO₃

H₂CO₃⇒H₂O+CO₂(газ)

Зачем нужно средство для мытья посуды? Пузырьки, которые образует углекислый газ и вода, — нестойкие. Сама пена очень легкая и жидкая. Средство для мытья посуды сделает ее пышной и плотной.

Задание группы 5

Обозначьте на карте вулканы: Везувий, Килиманджаро, Ключевская сопка

Ключ к ответу