Урок – ролевая игра на тему: «Суд над углекислым газом»

Урок – ролевая игра на тему: «Суд над углекислым газом»

Наука не знает добра и зла

Лишь к истине вечной ведёт и вела

Цели. Обучающие: изучение сведений о составе, строении углекислого газа; ознакомление со способами получения, физическими и химическими свойствами; значение в природе и в жизни человека.

Развивающие: развитие познавательного интереса к химии, логического мышления, умения выступления перед классом, умения работы с компьютером и интернетом.

Воспитательные: формирование научного мировоззрения у учащихся, развитие культуры общение , ознакомление с принципами работы судебной системы.

Форма проведения урока: ролевая игра.

Оборудование: компьютер, ноутбуки, интерактивная доска, таблицы, оборудование для демонстрации опытов.

Выступающие самостоятельно готовят слайды по своей теме и демонстрируют их во время выступления.

Ход урока

Учитель объявляет цели и задачи урока.( Слайд №1)

Секретарь. Встать! Суд идёт!

Судья! Прошу всех садится. Ввести подсудимого гражданина углекислого газа. Начнём судебное заседание. Сегодня в этом зале будет вершиться суд над Углекислым газом впоследствии именуемый также и как оксид углерода. Секретарь все ли свидетели явились на судебное заседание?

Секретарь. Да, ваша честь.

Судья. Слово по составу преступления предоставляется прокурору.

Прокурор. Прокуратура суда возбудила уголовное дело против гражданина Углекислого газа. Состав преступления: гражданин Углекислый газ в составе с другими газами загрязняет окружающую нас атмосферу и делает её неблагоприятной для жизни человека и животных, способствует распространению различных заболеваний вплоть до отравления. По мнению многих учёных этот газ также является главным компонентом возникновения «Парникового эффекта».

Судья. Гражданин подсудимый Углекислый газ признаёте ли себя виновным?

Подсудимый. Нет, ваша честь.

Судья. Я вижу, выдвигаются достаточно серьёзные обвинения против Углекислого газа, поэтому прежде чем приступить к допросу свидетелей обвинения, давайте послушаем характеристику обвиняемого. Для озвучивания характеристики в зал суда приглашается химик-1.

Химик-1. Углекислый газ это сложное вещество, которое состоит из одного атома углерода и двух атомов кислорода. Связь между ними ковалентная полярная. При обычных условиях-бесцветный газ, примерно в 1,5 раз тяжелее воздуха, благодаря чему его можно переливать из одного сосуда в другой. При 20⁰С в одном объёме воды растворяется 0,88 объёма СО₂. Раствор СО₂ в воде имеет кислый вкус и обладает слабокислой реакцией. (Слайд №2)

Судья. Уважаемый химик. Может ли оксид углерода существовать в жидком виде?

Химик-1. Да ваша честь. Под давлением 0,6 МПА оксид углерода хранят в стальных баллонах.

Судья. Можете ли вы объяснить, что собой представляет «сухой лёд» и где его используют.

Химик-1. При сильном охлаждении углекислый газ кристаллизуется в виде белой снегообразной массы, которая в спрессованном виде называется «сухой лёд». Он медленно испаряется, понижая температуру до -78,5⁰С. Поэтому «сухой лёд» применяется для хранения скоропортящихся пищевых продуктов, для производства и хранения мороженого. (Слайд №3)

Судья. Для разъяснений химических свойств подсудимого в зал суда приглашается эксперт по химии.

Эксперт по химии. Углекислый газ типичный кислотный оксид. При растворении может реагировать с водой с образованием непрочной угольной кислоты:

СО₂ +Н₂О = Н₂СО₃ ( реакция обратимая)

Реагирует с основаниями с образованием средних и кислых солей.

СО₂ + 2NаОН = Nа₂СО₃ + Н₂О

Если СО₂ в избытке то образуется кислая соль гидрокарбонат натрия.

СО₂ + NаОН = NаНСО₃

Реагирует с основными оксидами с образованием солей.

СО₂ + СаО = СаСО₃ (Слайд №4)

Судья. Уважаемый эксперт, кроме общих свойств обладает ли углекислый газ другими или специфическими свойствами, которые не характерны для других кислотных оксидов.

Эксперт по химии. Да ваша честь. При пропускании углекислого газа через известковую воду наблюдается помутнение из-за образования нерастворимого вещества. Именно благодаря этой реакции мы можем, обнаружит наличие этого газа в лабораторных условиях.

СО₂ + Са(ОН)₂ = СаСО₃ + Н₂О (демонстрация опыта)

При повышенной температуре реагирует с магнием, проявляя окислительные свойства.

СО₂ + 2Мg = 2МgО + С

Судья. После того как мы ознакомились с физическими и химическими свойствами Углекислого газа, слово предоставим свидетелям обвинения. В зал суда приглашается эколог.

Эколог. Хозяйственная деятельность человека, приобретает всё более глобальный характер. С каждым разом увеличивается её влияние на процессы, протекающие в биосфере. До определённого уровня биосфера способна к саморегуляции, что позволяет свести к минимуму негативные последствия деятельности человека. Но существует предел, когда биосфера уже в не состоянии поддерживать равновесие. Начинаются проявляться негативные процессы, приводящие к экологическим катастрофам. Например. Одним из таких катастроф - это высыхание Аральского моря. (Слайд № 5,6,7)

Человечество своей деятельностью существенно изменило ход течения целого ряда процессов в биосфере, в том числе биохимического круговорота и миграции ряда элементов. В настоящее время, хотя и медленно, происходят качественная и количественная перестройка всей биосферы планеты. Уже возник ряд сложнейших экологических проблем биосферы, которые необходимо разрешить в ближайшее время.

Наиболее важнейшая из них это « Парниковый эффект». (Слайд №8) По данным учёных за последние годы температура воздуха в северном полушарии повысилась по сравнению с концом прошлого века на 0,5-0,6^оС. По прогнозам температура и дальше может повышаться. Учёные связывают такое повышение температуры в первую очередь с увеличением содержания углекислого газа в атмосфере.

Судья. Какие могут быть последствия от «Парникового эффекта» для жителей земли?

Эколог. Потепление климата может привести к интенсивному таянию ледников и повышение уровня Мирового океана. Под водой могут оказаться самые плодородные земли, расположенные в дельтах рек. Дальнейшие последствия могут оказаться катастрофическими для человечества. (Слайд №9,10,11,12 )

Судья. Давайте разберёмся. Откуда в атмосфере берётся столько углекислого газа. Для выяснения данного вопроса в зал суда приглашается химик-2.

Химик-2. Углекислый газ постоянно образуется в природе в результате следующих процессов: гниение растительных и животных остатков; при дыхании; во время лесных пожаров; (Слайд №13) в больших количествах он выделяется из вулканических трещин и из вод минеральных источников. (Слайд №14 )

Судья. Уважаемый химик, скажите, пожалуйста, как вы получаете этот газ в лаборатории?

Химик-2. В лаборатории углекислый газ обычно получаем, действуя на мел, мрамор, известняк соляной кислотой в аппарате Киппа.

Демонстрация опыта: СаСО₃ + 2НСI = СаСI₂ + Н₂О + СО₂

В настоящее время огромное количество углекислого газа поступает в атмосферу за счёт сжигания органического топлива на ТЭС, металлургическими заводами и автомобильными двигателями. За счёт этого в атмосферу поступает более 5 млрд. тонн оксида углерода(IV).

Демонстрация слайда с реакциями сжигания топлива.

С + О₂ = СО₂ + Q (сжигание угля)

СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О +Q (сжигание природного газа)

С₂₅Н₅₂ + 38О₂ = 25СО₂ + 26Н₂О + Q (сжигание мазута)

2С₈Н₁₈ + 25О₂ = 16СО₂ + 18Н₂О + Q (сжигание бензина) (Слайл №15)

Судья. Для дачи показаний против Углекислого газа в зал суда приглашается географ-1.

Географ-1. Я хочу рассказать про озеро убийцу. Этот случай произошёл на африканском озере Ниос, расположенный в Камеруне. В 1986 году это озеро вдруг выбросило большое количество углекислого газа. Этот газ как вы уже знаете тяжелее, чем воздух, вследствие чего он вытеснил воздух. В результате этого умерли от удушья 1700 человек и домашний скот. (Слайд № 16,17)

Когда учёные провели, исследования то оказалось, что из тектонической трещины со дна озера выделяется углекислый газ. Из-за слабой растворимости он накапливался на дне озера. Когда давление становилось выше критической, облако этого ядовитого газа вырывалось наружу.

Судья. Скажите пожалуйста уважаемый географ, как обстоит ситуация с озером в настоящее время?

Географ-1. В настоящее время на дне озера установлены трубы, через которые удаляют этот газ.

Судья. Слово предоставляется географу-2.

Географ-2. Около двадцати столетий известна человечеству «Собачья пещера» возле Неаполя. Выделяющийся из земли углекислый газ стелется по дну пещеры слоем до полуметра. Собаки, попадающие в эту пещеру, задыхаются и погибают. Отсюда и произошло название пещеры. Но вошедший в пещеру взрослый человек не ощущает избытка углекислого газа. (Слайд № 18,19)

Судья. Как вы объясните данное явление.

Географ-2. Это связано с тем что, углекислый газ тяжелее, чем воздух, поэтому он собирается на дне пещеры и собака погибает от недостатка кислорода.

Судья. Для дачи показаний приглашается спелеолог.

Спелеолог. Я хочу рассказать о том, как углекислый газ способствует образованию пещер. Дождевая вода, проходя через воздух, и почву обогащается углекислым газом, то есть превращается раствор угольной кислоты. Проникая в сеть естественных трещин, которые повсеместно пронизывают любой известняковый массив, кислая вода растворяет содержащие в ней минералы и уносит их с собой. Со временем узкие щели превращаются крупные полости пещеры. Иногда происходят крупные обвалы. Самая крупная из них Мамонтова пещера находится в Америке в штате Кентукки. Общая длина подземных коридоров там составляет 320 километров.

Судья. Господин прокурор есть ли у вас ещё свидетели обвинения?

Прокурор. Да, ваша честь. Чтобы окончательно убедит, присутствующих о виновности Углекислого газа предлагаю, пригласит в зал суда врача.

Судья. В зал суда приглашается врач.

Врач. Исследования, проведённые в ЕЭС в 2010 году в рамках программы «Влияние школьной среды на здоровье» организацией Европейской комиссии по здоровью выявила, что основной причиной увеличения заболеваний органов дыхания у детей и взрослых в развитых странах является воздействие загрязнения воздуха и повышение уровня углекислого газа в помещениях. (Слайд №20)

Признаки отравления углекислым газом: сонливость, апатия, невозможность сосредоточиться дискомфорт наступает при содержании 0,08 % в воздухе. Такое содержание часто встречается в крупных городах.

Судья. Есть ли какие-нибудь стандарты регламентирующие содержание углекислого газа в помещениях.

Врач. Да ваша честь. Общепринятые стандарты качества воздуха на содержание СО₂ : - открытый воздух 0,035-0,045 % (Слайд №21)

-допустимый уровень 0,06%

-возможные жалобы на запах и дискомфорт от 0,06-0,1%

-сонливость 0,1-0,25%

-отрицательные последствия для здоровья 0,25-0,50%

-учащение дыхания и увеличение частоты пульса, тошнота более 3%

-головные боли и потеря зрения более 5%

-потеря сознания, возможно летальный исход около 10%

Адвокат. А знаете ли вы, сколько процентов углекислого газа содержит выдыхаемый человеком воздух?

Врач. Да. Вдыхаемый воздух содержит около 0,03 %, а выдыхаемый до 4 %.

Судья. Какие меры необходимо предпринять, чтобы уменьшить вредное влияние этого газа на здоровье человека?

Врач. Необходимо ежедневно проветривать помещение. Постоянно контролировать содержание углекислого газа в помещениях. Для этого промышленность выпускает бытовые газоанализаторы СО₂. Приборы с большой точностью показывают содержание СО₂ в помещении. (Слайд № 22)

Судья. Спасибо за полезную информацию, если у присутствующих больше нет вопросов, вы можете сесть. Есть ли ещё свидетели у государственного обвинителя?

Прокурор. Нет, ваша честь.

Судья. Хорошо. Переходим к опросу свидетелей защиты. Посмотрим, как они будут защищать гражданина Углекислого газа после таких обвинений. Слово предоставим адвокату для защиты подсудимого.

Адвокат. Спасибо, ваша честь. Здесь было сказано много отрицательного про моего подзащитного. С помощью свидетелей я постараюсь опровергнуть выдвинутые обвинения против Углекислого газа. В зал суда приглашается академик.

Судья. Уважаемый адвокат, что вы можете сказать в защиту углекислого газа.

Академик. Я не совсем согласен с экологом. Если говорить про парниковый эффект, то в его развитии наблюдается цикличность. Значительного повышения уровня Мирового океана практически быть не может. Изучая историю земли учёные пришли к выводу, что 20 млн. лет тому назад концентрация СО₂ в атмосфере равнялась 0,1%, а средняя температура воздуха была выше современной на 5-6^ОС. В дальнейшем содержание углекислого газа стала снижаться и в середине нашего столетия стала равной 0,03%. Необходимо учесть, что из года в год возрастает запылённость атмосферы твёрдыми частицами, которые снижают солнечную активность, то скорее нужно ожидать снижение температуры. В последнее время, по мнению многих ученых, скорее всего, нужно ожидать снижение температуры. Есть даже вероятность очередного оледенения.

(Слайд №23)

Судья. Слово для защиты подсудимого предоставим биологу.

Биолог. Жизнь современного человека немыслима без выращивания различных культурных растений. Органические вещества, которые образуются в растениях в результате фотосинтеза, служат основой питания человека. Растения нужны для производства лекарств, для изготовления бумаги, мебели, строительных материалов. (Слайд №24,25)

Процесс фотосинтеза протекает по следующему уравнению (Слайд №26)

6СО₂ + 6Н₂О = С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

Данный процесс протекает в зелёных листьях на свету и в присутствии углекислого газа. Без этого процесса мы не имели бы клубней картофеля, зёрен риса, ни пышного хлеба. Мы не имели бы вообще углеводов и давно умерли бы с голоду.

Культурные растения способны быстро размножаться, покрывая зелёным экраном своей листвы громадные площади. Они способны улавливать колоссальное количество солнечной энергии и образовывать великое множество разнообразных органических веществ.

Часто сдерживающим фактором является недостаток углекислого газа. Обычно в воздухе присутствует 0,03 % СО₂. Однако над интенсивно фотосинтезирующем полем его содержание уменьшается иногда в три-четыре раза по сравнению с приведённой цифрой. Вполне естественно, что из-за этого процесс фотосинтеза замедляется.

Судья. В зал суда приглашается для дачи показаний кондитер.

Кондитер. Углекислый газ имеет важное значение в кондитерской промышленности. Без него невозможно испечь пышные хлебобулочные изделия, воздушные торты и вкусные печенья. При замешивании теста добавляют дрожжи. При соответствующих условиях происходит процесс брожения, в в результате которого из глюкозы образуется углекислый газ, который и поднимает тесто. (Слайд №27)

С₆Н₁₂О₆ = 2С₂Н₅ОН + 2СО₂

Чем больше выделяется СО₂ , тем пышнее хлеб.

Судья. В зал суда для дачи показаний приглашается инженер-нефтяник.

Инженер-нефтяник. Несмотря на принимаемые меры, поступление СО₂ в атмосферу возрастает. В настоящее время разработана технология изъятия этого парникового газа и последующее его захоронение в пустотах, возникающих при добыче полезных ископаемых.

Обычно при эксплуатации нефтяного месторождения из него удаётся добыть не более 40% жидкого топлива.

Закачивая под давлением в порожные скважины жидкий СО₂ растворяют его в оставшейся нефти. Затем жидкая смесь сама перемещается в область низких давлений, и на месторождении удаётся получить добавочные 10-15% нефти. (Слайд № 28,29,30)

Судья. В зал суда приглашается технолог по производству минеральной воды.

Технолог. Я тоже хочу сказать несколько слов в защиту гражданина Углекислого газа. Минеральная вода имеет большое значение для лечения различных заболеваний связанных с пищеварительной системой. Для получения хорошей минеральной воды необходимо добавить углекислый газ. (Слайд №31)

Судья. В зал суда приглашается инженер по газосварочным аппаратам.

Инженер. Я хочу рассказать ещё об одном применении углекислого газа. Советские исследователи К.В. Любавский и Н.М.Новошиловым вначале 50 годов прошлого столетия был разработан способ сварки в защитной среде углекислого газа, который в настоящее время нашёл широкое применение во всём мире. (Слайд №32)

Судья. Скажите присутствующим, в чём преимущества данной сварки?

Инженер. Сущность сварки следующее. Поступающий в зону сварки СО₂ защищает её от вредного влияния атмосферного воздуха. В результате чего сварочный шов становится более качественным и прочным.

Судья . Для дачи показаний в пользу Углекислого газа к нам приехал представитель международной экологической организации «Гринпис».

Представитель «Гринпис». Я считаю, что во многих отрицательных последствиях связанных с углекислым газом виноват сам человек. В глубокой древности главные выбросы этого газа происходили во время природных катаклизмов: извержения вулканов, лесных пожаров. Сегодня роль вулканов взял на себя человек. Ежегодно человечество сжигает более 4 млрд. тонн каменного угля, около 3,5 млрд. тонн нефти. Топливо сжигается, а продукты, получаемые при этом, попадают в атмосферу. Человечеству необходимо разрабатывать безотходные технологии сжигания различных видов топлива. Осуждению также подлежит и уничтожение человечеством лесов. За последние 20 лет площадь лесов сократилась в двое. Многие наверно знают, что леса – это лёгкие планеты Земля. Прошу вас учесть мои доводы при вынесении приговора Углекислому газу. (Слайд №33)

Судья. В пользу Углекислого газа хочет, выступит пожарник.

Пожарник. Я хочу рассказать о том, как тушат пожар с помощью углекислого газа. Вы наверно знаете, что углекислый газ не горит и не поддерживает горение, поэтому этот газ применяют для тушения пожаров. Огнетушитель содержит карбонат натрия и ампулу с серной кислотой. При нажатии рычага ампула разбивается, и серная кислота попадает на карбонат натрия и начинается бурная реакция с выделением углекислого газа.

Nа₂СО₃ + Н₂SО₄ = Nа₂SО₄ + Н₂О + СО₂

Углекислый газ, попав вместо возгорания, прекращает доступ кислорода, вследствие чего происходит тушения пожара. (Слайд №34,35)

Судья. После того как мы выслушали всех свидетелей слово предоставляется прокурору.

Прокурор. Многие выступающие здесь, отметили отрицательное влияние подсудимого на окружающую среду, поэтому я считаю, что , гражданина Углекислого газа необходимо привлечь к ответственности и наказать самым строгим образом.

Судья. Слово предоставляется адвокату.

Адвокат. Учитывая заслуги Углекислого газа перед человечеством, я считаю, что необходимо оправдать моего подзащитного. К ответственности необходимо привлечь человечество за нарушение экологических норм, за загрязнение окружающей среды.

Судья. Суд, состоявшийся над гражданином Углекислым газом, выслушав мнение всех выступающих, принял следующее решение:

1. Учитывая его огромное значение в процессе фотосинтеза, суд решил оставить Углекислого газа на свободе;

2. Суд осуждает бесхозяйственное отношение человека к сжиганию топлива;

3. Человечеству необходимо активизировать работы по созданию экологически безвредных видов топлива. Совершенствовать двигатели внутреннего сгорания автомобилей, ТЭЦ, котельных для уменьшения выброса вредных газов в атмосферу;

4. Шире использовать альтернативные источники энергии такие как солнечную, ветровую.

5. Человек должен заботиться об увеличении лесных массивов.

На этом суд заканчивает свой процесс.

Спасибо за внимание! (Слайд №36)