Школьный химический эксперимент в экологическом образовании

Автор: Пестова Татьяна Михайловна

Организация: МБОУ «СОШ №2 им. А.И. Исаевой»

Населенный пункт: ХМАО–Югра, город Нефтеюганск

Химический эксперимент - неотъемлемая часть обучения химии. В условиях экологизации химического образования его роль возрастает: он становится активным методом изучения окружающей среды, формирования и совершенствования знаний в области химии, экологии и охране природы; с его помощью осуществляется контроль за качеством овладения экологизированным курсом химии, воспитывается нравственное отношение к окружающему миру. Под руководством учителя школьники учатся анализировать разнообразные экологические ситуации, прогнозировать функционирование природных систем в условиях антропогенного воздействия, находить решения, направленные на защиту и сохранение среды обитания.

Проблема экологического содержания химического эксперимента еще не решена.

В настоящее время экологизация химического эксперимента идет в двух направлениях: использование аналитических методов для определения состояния природного окружения; переработка отходов, образующихся в результате химических реакций (уничтожение веществ, их обезвреживание с последующим помещением во внешнюю среду или утилизация - повторное использования в учебном процессе).

Существуют, по крайней мере, еще три направления в этой области, разработка которых позволила бы учителю в доступной и наглядной форме раскрыть единство живой и "неживой" природы, характер деятельности человека в окружающей его среде, принципы рационального природопользования, двойственную роль веществ в природе, способы защиты среды обитания от химического загрязнения. К этим направлениям относятся: использование химического эксперимента для объяснения природных явлений и процессов; изучение воздействия веществ на живые организмы и экосистемы, разработка экологически безопасного эксперимента.

Эти направления были учтены при разработке практикума для школьного экологизированного курса химии. Цель практикума - формирование у учащихся практических умений по изучению природных процессов и анализу различных экологических ситуаций.

Практикум состоит из тематических разделов, соответствующих основной программе курса химии. В зависимости от дидактических функций опыты разделены на демонстрационные и лабораторные.

Все опыты безвредны и безопасны для учащихся, так как для их постановки при необходимости используют полумикрометод.

Экологизация школьного химического эксперимента позволит сделать восприятие теоретического материала более активным, эмоциональным, творческим, будет способствовать формированию у учащихся интереса к химии и экологии.

Рассмотрим некоторые опыты и демонстрации к экологизированному школьному курсу химии.

 

8 класс.

Тема: «Кислород, оксиды, горение».

Демонстрации:

1. Наблюдение за выделением кислорода при фотосинтезе.

Материалы и оборудование: элодея, пробирка, стеклянная воронка, источник света (настольная лампа), 5%-ный раствор гидрокарбоната натрия, стакан на 40 мл, лучинка, спички, пластилин.

В стакан с водой или с раствором гидрокарбоната натрия (для обогащения среды углекислым газом) помещают водное растение, например, элодею, ставят его на яркий свет и собирают выделенный кислород, как показано на рисунке.

Обнаруживается кислород при помощи тлеющей лучинки. Следует учесть, что лучинка вспыхивает, если в газовой смеси содержится не менее 28% кислорода, если же в смеси кислорода меньше 16%, то лучинка гаснет. Опыт закладывается за 5-8 дней до урока.

9 класс.

Тема: «Подгруппа кислорода».

Демонстрации:

1. Влияние оксида серы (IV) на растения.

Под стеклянным колпаком помещают два растения, одно из которых уже накрыто колпаком, но меньшего размера. Для получения оксида серы (IV) используют взаимодействие концентрированной серной кислоты с медью. Стакан с концентрированной серной кислотой и погруженной в нее медной проволокой помещают под большой колпак.

Через 5 дней можно наблюдать результаты. Растение, развивающееся под маленьким колпаком, развивается нормально, растение же, помещенное только под большим колпаком, угнетается.

Лабораторный опыт.

Распознавание сульфат -ионов в растворе.

Учащимся предлагают с помощью раствора хлорида бария провести анализ пробы воды, взятой из сточных вод местного предприятия, или заранее приготовленного раствора соответствующего состава на присутствие сульфат -ионов. Для этого исследуемый раствор подкисляют разбавленной соляной кислотой и добавляют к нему по каплям реактив. При наличии сульфат -ионов выпадает белый осадок сульфата бария.

По окончании исследования учащимся предлагают с помощью таблицы растворимости найти еще несколько реактивов на сульфат-ионы и самостоятельно провести исследования.

 

Тема: «Подгруппа азота».

Демонстрация.

Обнаружение азота в органических соединениях.

Чтобы выяснить, входит ли в состав вещества азот, пробу нагревают в пробирке с избытком натронной извести (в верхней части пробирки не должно быть приставших частиц извести). В верхнюю часть пробирки помещают кусочек ваты, накрывают увлажненной плоской лакмусовой бумагой. Пробирку нагревают на горелке (над маленьким пламенем) сначала слабо, потом сильнее. Синее окрашивание лакмусовой бумажки указывает на присутствие азота: содержащийся в органических веществах азот связывается при нагревании с натронной известью и затем превращается в аммиак.

 

Тема: «Подгруппа углерода».

Демонстрация.

Исследование консервных банок на примесь свинца.

Место для исследования очищают от жира кусочко ваты, смоченной эфиром. Другой кусочек ваты смачивают 10%-ным раствором уксусной кислоты и накладывают на 3-4 мин на очищенное место. Затем на то же место накладывают кусочек ваты, смоченный 4%-ным раствором иодида калия. Быстрое пожелтение ваты (из-за образовавшегося иодида свинца (II)) указывает на примесь свинца выше нормы, т.е. более 1% (допускается не более 0,004%).

Лабораторный опыт.

Воздействие кислот на карбонаты.

Яичную скорлупу помещают в пробирку и капают на нее соляной кислотой. Пробирку закрывают пробкой, в которую вставлена изогнутая в двух местах и оттянутая на конце трубка для отвода газа.

Выделяющийся газ пропускают через известковую или баритовую воду. Выпадение осадка карбоната кальция или бария свидетельствует, что пропускали углекислый газ. Опыт иллюстрирует факт снижения численности птиц в районах выпадения кислотных дождей.

 

Тема: «Металлы главных подгрупп I и III групп периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева».

Демонстрации.

Влияние роли ионов кальция в свертывании крови.

Перед демонстрацией опыта необходимо объяснить учащимся, что сущность процесса свертывания крови состоит в превращении фибриногена в фибрин, для чего необходим фермент тромбин, который образуется в присутствии ионов кальция.

В две пробирки наливают по 3 мл крови, к которой добавлен оксалат натрия для осаждения ионов кальция с целью предотвращения свертывания крови. Одну пробирку оставляют в качестве контрольной, а к другой прибавляют 0,5 мл 2%-го раствора хлорида кальция.

Через 10-15 мин должен образоваться сгусток фибрина, т.е. произойдет свертывание крови. Если же кровь не свернется, значит весь хлорид кальция пошел на образование осадка - оксалата натрия в крови. В этом случае в пробирку приливают еще 0,5 мл раствора хлорида кальция до образования сгустка крови. Сравнивают содержимое этой пробирки с содержимым контрольной пробирки, в которой сгустка крови нет.

 

Тема: «Железо - представитель элементов побочных подгрупп периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева».

Демонстрации.

Разложение пероксида водорода каталазой крови.

В цилиндр наливают 10-15 мл 1%-го раствора пероксида водорода и добавляют 1 мл крови. Наблюдают бурное выделение кислорода: жидкость вспенивается и пена заполняет весь цилиндр. Это опыт демонстрирует одну из биологических функций железа. По химической природе, каталаза - геминовый фермент, содержащий железо.

 

Опубликовано: 23.10.2023