ОС -4. Вода - растворитель

Довольно быстрому пониманию изучаемого материала могут способствовать примеры, с которыми учащиеся встречаются в быту практически каждый день: появление пузырьков углекислого газа в минеральной воде после ее откупоривания; приготовление рассола для засолки, например, огурцов; использование 9%-ного раствора уксусной кислоты при мариновании (ОС-4).

Первый пример позволяет объяснить растворение в воде газа (оксид углерода (IV)), второй - твердого вещества (хлорида натрия), третий - жидкости (ледяной уксусной кислоты).

Чтобы обсуждать особенности процесса растворения, необходимо ввести новые понятия: «физическое явление», «химическое явление» или «химическая реакция» (ОС-5). Используем примеры явлений, которые также хорошо знакомы учащимся из повседневной жизни.

При рассмотрении химических явлений проводим химические реакции,

Физические и химические явления, сопровождающиеся различными признаками:

выделение газа (взаимодействие уксуса (СН3СООН и соды (NaHCO3));

Серия опытов, изображенных на ОС-6, позволяет закрепить умения различать физические и химические явления и доказать, что их скорость зависит от условий проведения опыта.

Стадия 1. В один стакан с водой наливаем ледяную уксусную кислоту, а в другой - насыпаем гидрокарбонат натрия (пищевую соду). Акцентируем внимание учащихся на том, что они наблюдают растворение.

Смешиваем полученные растворы и выясняем, происходит ли химическая реакция. Обращаем внимание учащихся на интенсивность выделения пузырьков газа.

Стадия 2. Снова готовим раствор уксусной кислоты, но теперь, во-первых, насыпаем в него соду, а во-вторых, перемешиваем содержимое стакана. Отмечаем более интенсивное протекание химической реакции.

Цель урока: дать целостное представление о воде с точки зрения естественных наук (биологии, химии, физики, географии, экологии).

Оборудование:

иллюстрированный материал; кристаллизатор с холодной водой;

иголка;

дистиллированная вода;

минеральная вода;

лакмусовая бумага.

Действующие лица:

учитель;

ученики 10-го класса в роли биолога, ботаника, зоолога, географа, физика, химика, эколога.

Учитель:

Необходимая составная часть всего живого - 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 сама жизнь. С тобой во всем существе разливается блаженство, которое не объяснишь только нашими пятью чувствами… Ты величайшее в мире богатство…

Антуан де Сент-Экзюпери

Географ:

Вода - самое распространенное на Земле вещество. Почти 3/4 поверхности земного шара покрыто водой, заполняющей все природные водоемы и образующей океаны, моря, реки и озера. Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в атмосфере; огромными массами снега и льда лежит вода круглый год на вершинах высоких гор и в полярных странах. Не только на поверхности земли, но и в ее недрах находится вода, пропитывающая почву и различные горные породы, образуя грунтовые воды, дающая начало источникам и ключам. Водная оболочка планеты - гидросфера.

Вода играет определяющую роль в геологической истории Земли, в формировании климата и погоды, в круговороте веществ, в физиологической и биологической сферах жизни.

- В северных морях водоросли растут лучше, чем в морях южных морей. Почему? (В холодной воде растворяется больше кислорода, который необходим для дыхания).

Эколог:

Средняя глубина Мирового океана 3,8 км. В нем растворены соединения до 100 химических элементов. Особенно важны растворенные в воде кислород и углекислый газ, участвующие в фотосинтезе и дыхании. Водную оболочку населяют живые организмы: в толще воды находится - планктон, а бентос - прикреплен ко дну.

Ботаник:

Вода часто выступает в качестве лимитирующего фактора для наземных организмов. Влажность почвы в значительной мере обуславливает смену растительных поясов с севера на юг. По способности переносить недостаток воды растения делятся на ксерофиты (высокая выносливость - кактус, можжевельник, сосна), мезофиты (средняя выносливость - ясень, береза), гидрофиты (низкая выносливость - рогоз, кувшинка, ряска).

Существуют адаптации у растений к засушливым условиям среды: опушение листьев, превращение их в колючки, утолщение стеблей и листьев, длинные корни, раннее цветение.

Необходимо отметить, что размножение у многих растений (водорослей, мхов, хвощей, плаунов, папоротников) происходит с участием воды.

Учитель:

- Как можно решить проблему заболачивания? (Посадить влаголюбивые растения).

- Мох выдерживает большие морозы и сильную жару, растет при слабом освещении, но очень нуждается в воде. Почему? (Мох всасывает воду ризоидами - зеленый мох или нижней частью стебля - сфагнум, при недостатке влаги развитие мха задерживается, и растение гибнет. К тому же вода нужна для размножения мхов).

- Какое растение поднимается из воды с восходом солнца и вновь опускается на дно после захода солнца? (Кувшинка, водяная лилия).

Зоолог:

А у животных приспособления, к засухе следующие: переждать в норах жару, летняя спячка в слизевом коконе (дождевой червь) и в норах (суслик), накопить жир, который, расщепляясь, дает воду (верблюды, грызуны), осуществлять миграции.

Необходимо отметить, что у многих животных размножение протекает в воде (рыбы, земноводные).

Учитель:

- Какой грызун строит плотины на реках? (Бобр).

- Где раки зимуют? (В ямах на дне реки).

- Какое животное способно выпить 250 л. воды сразу? (Верблюд).

Биолог:

Вода - растворитель. Полярность молекул воды делает ее прекрасным растворителем для других полярных соединений. Вещества, растворяющиеся в воде, называются гидрофильными, не растворяющиеся - гидрофобными. К первым относятся сахара, спирты, альдегиды, аминокислоты, азотистые основания; ко вторым - жирные кислоты, холестерин и некоторые другие. Промежуточное положение занимают амфипатические соединения, например липиды.

Транспортная функция. Передвижение по организму воды с растворенными в ней веществами позволяет переносить последние, доставляя их к различным частям организма. Вода принимает участие в удалении ненужных продуктов из организма.

Вода - термостабилизатор и терморегулятор. Высокая теплоемкость воды позволяет ей смягчать влияние на организм значительных перепадов температуры в окружающей среде. Кроме того, у воды высокая теплопроводность, что позволяет организму поддерживать одинаковую температуру во всем его объеме.

Способность молекул воды при испарении уносить с собой значительные количества тепла (высокая теплота испарения), охлаждая организм, используется при потоотделении у млекопитающих, тепловой одышке у крокодилов и транспирации у растений, предотвращая перегрев.

Вода - реагент. Вода служит не только средой протекания химических реакций, но и участвует во многих из них. Так, образование биополимеров из мономеров сопровождается образованием молекул воды, а расщепление полимеров (гидролиз) ее затратой. В процессе фотосинтеза Н₂О служит источником водорода.

Структурная функция. Цитоплазма клеток содержит от 60 до 95 % воды, и именно она придает клеткам их нормальную форму. У растений вода определяет тургесцентность клеток, а у некоторых животных выполняет опорные функции, являясь гидростатическим скелетом (иглокожие, круглые черви и др.). (Опыт: в первый стакан с чистой водой опустить нарезанный картофель, а во второй стакан нарезанный картофель опустить в соленую воду. Наблюдаем, что во втором стакане картофель становится мягким, так как происходит явление осмоса).

У человека:

Основным источником потери тепла является потоотделение 80%. В течение суток через кожу выделяется 0,5 л Н₂О.

Человек без пищи может прожить месяц, без воды - около недели. Чем это можно объяснить? (Т.к. все жизненные процессы в организме идут в водно - солевых растворах. Вода выделяется из организма с мочой, потом, через кожу, с остатками непереваренной пищи, при дыхании).

Учитель:

- Почему паук-водомерка может бегать по поверхности воды?

Физик:

Лапки паука-водомерки не смачиваются водой и поэтому как бы отталкиваются от нее, не нарушая поверхностного слоя.

(Опыт: в кристаллизатор с холодной водой нужно опустить тонкую иголку. В результате опыта наблюдаем, что иголка держится на поверхности воды).

Необходимо указать физические характеристики воды. Вода имеет самую высокую теплоемкость (4,284 кДж /кг*К) среди жидкостей.

Учитель:

- А как это может влиять на нас с вами?

Физик:

Вода занимает около 75% поверхности Земного шара. Она медленно нагревается, аккумулируя тепло, а потом также медленно остывает, отдавая накопленное тепло, поэтому всегда вблизи больших водоемов не так резки перепады температур днем и ночью, как на континенте, а особенно в пустыне.

Например, Северодвинске зимой всегда теплее на 1-3°С чем в Архангельске, а летом наоборот прохладнее, хотя расстояние между этими городами всего 25 км по прямой.

Учитель:

- А какую особенность воды можно назвать самой удивительной для жизни на земле?

Физик:

Плотность воды по мере охлаждения возрастает не монотонно до 0°С (температуры замерзания), а имеет максимум при +4°С и затем несколько уменьшается. При замерзании плотность резко уменьшается и составляет для льда 0,91г/ см ³. Это значит, что лед легче воды, следовательно, он плавает. Это позволяет закрыть водоем плотно, как крышкой кастрюлю. Из жизненного опыта вам известно, что кастрюля, закрытая крышкой остывает медленнее, чем открытая. Реки, озера и моря затянутые льдом остывают медленно, и до дна промерзнуть не успевают даже за долгую зиму на Севере, еще надо учесть, что самая тяжелая вода при температуре + 4°С. Кроме того вода является плохим проводником тепла. (Показать опыт с кипячением воды, когда на дне пробирки лед). Все это дает возможность растениям и другим живым организмам благополучно перезимовать. При этом не надо забывать, что лед имеет большую удельную теплоту плавления (в 13,5 раза больше, чем у свинца), поэтому вода при замерзании выделяет большое количество теплоты, которая передается окружающей среде, поэтому мы часто в морозные дни можем видеть птиц на льду.

Учитель:

- А почему вода растворяет вещества?

Химик:

В силу высокой полярности молекул воды вода является растворителем других полярных соединений, не имея себе равных.

Молекулы воды не линейны - угол между связями равен 104° 27'.

Связи ковалентны, полярны, т.е. некоторый положительный заряд несут атомы водорода, а отрицательный - атом кислорода. Вследствие этого связанный атом кислорода способен притягивать атом водорода соседней молекулы с образованием водородной связи, что существенно повышает общую энергию связи. Т.о. молекулы в воде ассоциированы. В кристаллах льда водородные связи еще сильнее.

Весовой состав воды выражается следующими числами: 11,11% водорода и 88,89% кислорода. Отсюда простейшая формула воды будет Н₂О.

Известна тяжелая и легкая вода. При электролизе обыкновенной воды, содержащей наряду с молекулами Н₂О также незначительное количество молекул D₂О, образованных тяжелым изотопом водорода, разложению подвергаются преимущественно молекулы Н₂О. поэтому при длительном электролизе воды остаток постепенно обогащается молекулами D₂О.

Тяжелая вода хуже растворяет соли, чем обыкновенная вода. Тяжелая вода получила практическое применение в качестве замедлителя реакций в ядерных реакторах.

Учитель:

- Бывает, что, набирая воду впрок, наши бабушки кладут на дно ведра серебряную ложку. Зачем? (Ионы серебра убивают микроорганизмы, и вода дольше не портится).

- Что вы знаете о структурировании воды?

Химик:

Химические свойства воды определяются ее составом и строением.

Молекулу воды можно разрушить только внешним воздействием. Вода начинает заметно разлагаться только при 2000°С (термическая диссоциация) или под действием ультрафиолетового излучения (фотохимическая диссоциация). На воду также действует радиоактивное излучение. При этом образуется водород и пероксид водорода Н₂О₂ .

Щелочи и щелочноземельные металлы разлагают воду с выделением водорода при обычной температуре, а магний и цинк - при кипячении. Железо реагирует с водяным паром при красном калении.

Вода является одной из причин коррозии - ржавления металлов.

Благородные металлы с водой не реагируют.

Вода взаимодействует со многими неметаллами.

Н₂О + О Н₂О атомарный кислород превращает воду в пероксид водорода.

Вода «горит» в струе фтора.

Хлор при 100° С или на свету разлагает воду с выделением атомного кислорода Н₂О + Cl₂ 2НCl + О.Растворимые в воде солеобразующие оксиды, взаимодействуя с ней, дают кислоты и основания.

Многие соли и другие вещества гидролизуются водой.

Учитель:

В Московском Кремле с первой половины XVI в. до 30 годов XVIII в. функционировал водопровод со свинцовыми трубами и резервуарами. В этот же период наблюдался высокий уровень детской смертности и наследственных уродств членов царской семьи. Объясните причины этих явлений. (Свинец, растворенный в водопроводной воде, способен вызвать отравления, накапливаться в тканях, разрушать половые клетки).

Эколог:

Природная вода никогда не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой является дождевая вода, но и она содержит различные примеси, которые захватывает из воздуха (растворенные газы, пыль, микроорганизмы). Просачиваясь сквозь верхние слои земли, вода растворяет по пути различные вещества. Поэтому колодезная, ключевая, речная и озерная вода всегда содержит растворенные вещества (0,01 - 0,05%). Морская вода содержит до 4% растворенных веществ, главную массу которых составляет поваренная соль.

Химик:

Вода, содержащая большое количество солей кальция и магния, называется жесткой в отличие от мягкой воды, например дождевой, в которой растворенных веществ немного. Жесткая вода дает мало пены с мылом.

(Опыт: взять 3 пробирки, в первую налить сок, во вторую дистиллированную воду, в третью минеральную воду. В каждую пробирку опустить индикаторную бумажку. В результате наблюдаем, что в первой пробирке рн = 2, во второй рн = 5,5, в третьей рн = 7,5).

Эколог:

Кроме растворимых примесей, природная вода всегда содержит во взвешенном состоянии твердые частицы песка, глины, остатки растений и животных, а также всевозможные микроорганизмы. Среди последних могут быть и болезнетворные, которые, попадая в организм человека и животных, вызывают различные заболевания.

Чтобы освободить воду от взвешенных в ней частиц, ее подвергают фильтрованию сквозь слой какого-нибудь пористого вещества, например угля, обожженной глины и т.п. при фильтровании воды в большом масштабе пользуются исключительно фильтрами из песка и гравия. Фильтры задерживают также большую часть бактерий. Для обеззараживания питьевой воды ее хлорируют. Совершенно чистую воду, не содержащую также и растворенных веществ, получают путем перегонки (дистилляции).

Учитель:

- Назовите естественные фильтры в природе. (Песок, известняк).

- Вы находитесь в походе, и местные источники воды вызывают у вас сомнение. Как обезопасить себя с помощью простых и надежных средств? (Можно заразиться различными инфекционными и глистными заболеваниями. Простой способ избежать этого - кипячение воды).

- Не секрет, что сегодня водопроводная вода содержит большое количество примесей. Одни люди эту воду отстаивают, другие кипятят. Кто прав? (Водопроводную воду отстаивать нужно обязательно, независимо от того, будете ли вы ее кипятить).

Эколог:

Вода - это уникальное вещество природы, которое необходимо защищать!

Чистыми должны быть воды

Океанов, моря, рек.

И об этом должен помнить

Каждый умный человек.

Учитель:

Обобщение изученного материала в виде фронтального опроса. Домашнее задание.

На альбомном листе отобразите уникальность воды в природе. (Творческое задание).

3.4 Урок на тему: «Вода-основа жизни на Земле»

Цели урока:

- активизировать все знания учащихся о воде, полученные при изучении физики, биологии, географии, химии;

- обсудить значимость воды в природе и в жизни человека, а также экологические вопросы;

Оборудование: глобус; таблица по зоологии «Животные - обитатели водоемов»; схемы: «Агрегатное состояние», «Содержание воды в организме человека», «Строение гидросферы», «Круговорот воды в природе»; рисунок «Фотосинтез»; магнитофонные записи; слайды.

Начинаем урок с музыки. Звучит «Панорама» из балета П.И.Чайковского «Спящая красавица». Журчащая музыка в исполнении арфы вызывает в воображении детей образ воды. Может быть подобрана и другая музыка: журчание весенних ручейков из первого концерта для фортепиано Э.Грига, из балета А.Глазунова «Раймонда», ревущий океан из «Шехерезады» Н.А.Римского-Корсакова

Учитель: О роли воды в природе ярко и точно сказал академик И.В.Петрянов: «Разве вода - это только жидкость, что налита в стакан? Океан, покрывающий почти всю планету, всю нашу чудесную Землю, в которой миллионы лет назад зародилась жизнь, - это вода».

Тучи, облака, туман, несущие влагу всему живому на земной поверхности, - это тоже вода.

Бескрайние ледяные пустыни полярных областей, снег, покрывающий почти половину планеты, - и это вода. Безгранично многообразие жизни. Она всюду на нашей планете. Но жизнь есть только там, где есть вода. Нет живого существа, если нет воды.

Проведем небольшую разминку. Отгадайте загадки.

1. Под землею ходит,

На небо смотрит. (Родник.)

2. Что видно, когда ничего не видно? (Туман.)

3. Вечером наземь слетает,

Ночь на земле пребывает,

Утром опять улетает. (Роса)

4. Без крыльев летят, Без ног бегут,

Без паруса плывут. (Облака.)

5. Не конь, а бежит,

Не лес, а шумит. (Река)

6. Приходил - стучал по крыше,

Уходил - никто не слышал. (Дождь.)

Давайте посмотрим на глобус. Наша планета названа Землей по явному недоразумению: на сушу приходится 1/4 ее территории, а все остальное - Вода! Правильно было бы назвать ее планета Вода!

Нахождение в природе:

3/4 земного шара

97% океаны и моря

3% озера, реки, подземные воды

70% содержат животные организмы

90% содержат огурцы, арбузы

65% массы тела человека

Учитель формулирует вывод: Вода является самым распространенным веществом на Земле. Нет такого минерала, горной породы, организма, в состав которого не входила бы вода.

Учитель: Кем, когда и при помощи, каких методов был установлен качественный и количественный состав молекулы воды?

Лавуазье доверено,

Чтоб было все проверено,

С Лапласом выполнял эксперимент.

Все проанализировал,

Он воду синтезировал

И доказал: она не элемент.

Для доказательства того, что вода не элемент, а также дня подтверждения состава воды Лавуазье и химик Жак Менье в1787г. осуществили знаменитые опыты по разложению воды.

Работы продолжение

Он видит в разложении

Воды в стволе, нагретом докрасна.

И это путь единственный,

Для утвержденья истины:

На газы разлагается она.

В основе изучения качественного и количественного состава вещества лежат два метода: синтез и анализ. Давайте вспомним сущность этих методов.

1787 г. Лавуазье

Методы

Синтез Анализ

Н₂ + О₂ ^взрыв Н₂О ^{пост.электр.ток} Н₂ + О₂

О составе воды прекрасные строки написал Ефим Ефимовский.

Из атомов мир создавала Природа

Два атома легких взяла Водорода,

Прибавила атом один Кислорода,

И получилась частица Воды,

Море Воды, Океаны и Льдины.

Схема. «Состав молекулы воды»

М (н₂о) =18 г/моль

Давайте вспомним физические свойства воды. При нормальных условиях вода - жидкость. Не имеет запаха, цвета, вкуса, прозрачна, не ядовита. При +100 °С (и давлении 1013 кПа) - кипит, при О °С - замерзает. При нагревании и замерзании вода расширяется, а при охлаждении сжимается. При температуре +4 °С плотность воды равна 1 г/см. При охлаждении плотность воды увеличивается, пока температура не достигнет +4 °С, затем плотность снова становится меньше. Поэтому в больших водоемах вода с температурой +4 °С опускается на дно, а более холодная - находится ближе к поверхности. И хотя зимой поверхность водоема скована льдом, на дне температура всегда равна +4 °С. Это свойство воды позволяет рыбе зимовать в замерзших водоемах. Лед имеет меньшую плотность, чем жидкая вода, т.к. его кристаллическая решетка содержит пустоты. Поэтому зимой лед находится на поверхности воды, что очень важно для обитателей водоемов зимой.

Вода обладает исключительно большой теплоемкостью, поэтому она медленно нагревается и медленно остывает. Благодаря этому водные бассейны регулируют температуру на нашей планете.

Земля давно бы остыла и стала безжизненной, если бы не вода Земная вода поглощает и выделяет много тепла, тем самым “выравнивая” климат. А от космического холода предохраняют молекулы воды, рассеянные в атмосфере. Один поэт написал о капле дождя:

Она жила и по стеклу текла.

Но вдруг ее морозом оковало,

И неподвижной льдинкой капля стала,

И в мире поубавилось тепла.

Какая ошибка здесь допущена?

Поэт забыл закон сохранения и превращения энергии. Убавилась внутренняя энергия капли воды. При замерзании капля воды выделяет тепло.

Говорят, что вода - оборотень. Почему ее так называют?

Учащиеся вспоминают, что вода может находиться в твердом, жидком и газообразном состояниях. В газообразном состоянии вода находится в атмосфере, а в жидком и твердом - в гидросфере.

(Работа со схемой)

Схема «Агрегатные состояния воды»

Благодаря чему вода на нашей планете может находиться в трёх агрегатных состояниях? Это объясняется средним расстоянием от Земли до Солнца, равным 149, 6 млн. км. Если бы расстояние от Земли до Солнца составляло менее 134 млн. км, то вся вода океанов, морей и рек испарилась бы. Увеличение расстояния между Землей и солнцем до 166 млн. км и более привела бы к тому, что жидкой воды на нашей планете не осталось бы - она полностью превратилась бы в лед.

Давайте вспомним, из каких частей состоит гидросфера.

(Работа со схемой).

Мы рассмотрели физические свойства воды, состав гидросферы, а теперь давайте вспомним ее химические свойства. Химические свойства веществ проявляются в их взаимодействии с другими веществами:

I. С простыми веществами:

Акт. Ме + Н₂О щелочь + Н₂

Менее акт. Ме + Н₂О МеО + Н₂

II. Со сложными веществами:

Акт. Ме + Н₂О щелочь

Не МеО + Н₂О кислота

III. Газированная вода - это раствор оксида углерода.

Н₂О + СО₂ Н₂СО₃

В природе при минерализация источников осуществляется та же реакция.

А в живых клетках вода и углекислый газ участвуют в другой, куда более сложной и важной реакции.

Этот процесс происходит в растительных клетках и называется фотосинтезом. При фотосинтезе солнечная энергия запасается в органических веществах. Исходными соединениями для фотосинтеза служат углекислый газ и вода. В качестве побочного продукта фотосинтеза образуется молекулярный кислород.

Энергия солнечного света

6СО₂ + 6Н₂О С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

Это проявление всеобщего закона сохранения энергии - энергия солнечного света переходит в энергию органических веществ.

Какие еще жизненно важные процессы, кроме фотосинтеза, происходят в растениях при участии воды? Растениям необходимо охлаждение. Поэтому им приходится постоянно испарять воду - в результате происходит выделение тепловой энергии.

Вода - хороший растворитель. Вода - сильнейший инертный растворитель. Это связано с двухполюсной структурой молекулы воды (диполь). Под действием диполей воды связи между атомами и молекулами на поверхности погружённых в неё веществ ослабевают в 80раз.

Вода - растворитель и переносчик всех веществ, участвующих в жизнедеятельности, и в первую очередь питательных веществ. Именно благодаря воде в организме происходят сложные химические реакции. Она обеспечивает выведение из организма продуктов обмена, защищая его от вредного накопления.

Водный обмен - важная функция организма, обеспечивающая принцип постоянства внутренней среды организма.

Все основные процессы жизнедеятельности у животных, как и у растений, тесно связаны с водой. Вода составляет 60% и более от массы тела животных Цитоплазма клеток, кровь, слюна, желудочный сок содержат воду. Вода, испаряясь, способствует охлаждению тела. Вода является средой обитания не только для растений, но и для животных. В воде живут рыбы, моллюски, раки и многие другие животные.

Жизнь человека также зависит от воды. Вода составляет более половины массы тела человека (65%). Она входит в состав крови, пищеварительных соков, слез и других жидкостей. (Работа со схемой.)

Схема. «Содержание воды в организме человека»

Стекловидное тело глаза человека

99 %

Зубная эмаль Кровь

0,2% 90%

Человек

Кости Мышцы

22% 75%

Жировая ткань

29%

Вода участвует во всех процессах жизнедеятельности человека: осуществляет транспортировку питательных веществ и кислорода, выводит продукты распада, участвует в дыхании и терморегуляции и т.д. Для обеспечения нормального существования человек должен потреблять воды примерно в 2 раза больше, чем питательных веществ. Потеря 12-15% воды приводит к нарушению обмена веществ, а потеря 25% воды - к гибели организма. В зависимости от климата суточная потребность человека в воде составляет 2,5-6л. Если суточную потребность человека принять за 2,5 л, а продолжительность жизни - за 70 лет, получается, что за всю жизнь человек потребляет 60 т. воды.

В организмах идет процесс обновления воды, в кактусах, например, вода полностью обновляется в течение 28 лет, у человека - за 1 месяц, у черепахи - за 1 год, у верблюда - за 3 месяца. Без воды человек может прожить 3-5 дней, в то время как без пищи - 30-50 дней.

Выводы:

1. Вода входит в состав всех живых клеток всех организмов.

2. Вода является хорошим растворителем.

3. В водном растворе проходят жизненно важные химические процессы

4. Вода участвует во всех процессах жизнедеятельности организмов: дыхании, обмене веществ и др.

5. Вода является средой обитания для многих организмов.

6. Присутствие воды в живых организмах подтверждает единство живой и неживой природы.

Вода является не только важной составляющей живых организмов, но и важным компонентом природы. Жизнь невозможна без круговорота воды.

Давайте вспомним, как происходит круговорот воды в природе.

(Работа со схемой.)

Схема. «Круговорот воды в природе»

Так совершается круговорот воды в природе. При этом она переходит из одного состояния в другое, перемещается по земному шару из одних регионов в другие. Главные силы, осуществляющие этот круговорот, - солнечное тепло и сила тяжести. Под влиянием тепла вода испаряется, а при недостатке тепла - конденсируется из пара.

Население земного шара каждые сутки потребляет 7 млрд. м воды. Вода - это единственное богатство нашей планеты, не имеющее заменителей. Для своих нужд человек использует только пресные поверхностные и подземные воды, которые требуют предварительной очистки.

На долю пресной воды приходится только 3% ее общих запасов. Большая часть пресной воды (85%) находится на полюсах Земли в виде ледников и айсбергов. В XVI в. королева Англии Елизавета I объявила премию за изобретение дешевого способа опреснения морской воды. Она пока еще никому не вручена. В настоящее время для опреснения 1 км (т.е. 1 миллиарда тонн) морской воды требуется 7 млн. т условного топлива или 2,8 т ядерного горючего.

Можно ли дождевую воду считать дистиллированной? Несмотря на то, что в основе получения дистиллированной и дождевой воды лежат одни и те же процессы: испарение и конденсация, дождевая вода не является дистиллированной, т.к. при прохождении через слой атмосферы она обогащается пылью, оксидами SО₂, CO₂ и другими веществами, которые не только растворяются в ней, но и вступают в реакцию. Так, например, возникают кислотные дожди.

Вода, которая хранится в серебряных сосудах, имеет лечебные свойства. Это было известно еще в Древней Индии серебряные стержни погружали в воду, которую потом использовали для обмывания ран. Позже в обрядах крещения детей применялась «святая вода». В воду до крещения опускали серебряный крест и выдерживали его там некоторое время. При контакте серебра с водой некоторое количество ионов серебра переходит в раствор, а они губительны для микроорганизмов.

Большое количество пресной воды используется в промышленности и сельском хозяйстве. В результате запасы чистой пресной воды уменьшаются. Недостаток ее уже сейчас ощущается во многих странах. Однако это не потому, что запасы воды истощаются. Над водой нависла угроза загрязнения. Заводы и фабрики, электростанции потребляют воду и одновременно загрязняют ее различными отходами. Со сточными водами предприятий в реки и озера попадают разные ядовитые вещества. Все живое погибает в такой воде. Она отравляет воздух, становится источником тяжелых заболеваний. Воду надо беречь! Это надо понять и запомнить каждому. Беречь воду - это значит беречь жизнь, здоровье, красоту окружающей природы.

3.5 Внеклассное мероприятие на тему: «Где вода, там и жизнь»

Цели:

1.Систематизация знаний учащихся о воде;

2.Развитие познавательного интереса;

3.Воспитание экологической культуры.

Учитель: Вода. Удивительная, парадоксальная, загадочная, непостижимая…Она была и остается музой, источником вдохновения не только поэтов, художников, композиторов, но и ученых-философов, естество - испытателей, которые многие годы разгадывают тайны этого великого создания природы. 22 марта объявлен Международным Днем Воды. И этот день отмечается не потому, что на Земле много воды, а потому, что она все чаще требует защиты.

Сегодня мы с вами проведем интеллектуально-познавательную игру «Где вода, там и жизнь», в ходе которой вы сможете показать свои знания в данной области.

В игре принимают участие две команды. Каждой команде необходимо придумать название и выбрать капитана.

Приступаем к выполнению конкурсных заданий.

1. ЧТО? ГДЕ? КОГДА?

Кто и когда впервые осуществил синтез воды? (А.Лавуазье в 1785г.)

Какой воздух тяжелее - сухой или влажный (сухой, т.к. молекулярная масса воды меньше молекулярной массы воздуха)

Почему яйцо не тонет в соленой воде? (потому что плотность соленой воды больше, чем пресной, значит больше и выталкивающая сила.)

Можно ли высушить белье на морозе? (можно, т.к. лед тоже испаряется).

В каком органе человека содержится наибольшее количество воды и в каком - наименьшее? (стекловидное тело глаза - 99%, зубная эмаль-0,2%)

Назовите восемь наименований состояния воды, принятые в метеорологии (Пар, лед, снег, туман, иней, град, облака, тучи).

Какой водопад считается самым мощным в мире? (Ниагарский)

Почему стальная игла не тонет в абсолютно чистой воде? (ее удерживают силы поверхностного натяжения воды).

2. ВЫБЕРИ ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ.

1.Началом пищевых цепей в водных экосистемах являются:

а) рыбы

б) икра рыб

в) планктон +

г) личинки рыб

2. Эвтрофикация вызывается:

а) кислотными дождями

б) сточными водами +

в) ветровой эрозией

г) разливами нефти

3. Главным виновником химического загрязнения воды является:

а) водная эрозия

б) ветровая эрозия

в) человек +

г) гниение растений

4. Пригодная для питья вода должна иметь рН:

а) 4

б) 5

в) 7 +

г) 9

5. Биоиндикатором загрязненной воды является:

а) аир болотный

б) водяной орех

в) ряска +

г) кубышка

6. Причиной обмеления малых рек является:

а) севообороты

б) глубокая вспашка

в) вырубка лесов +

г) строительство дорог

7. Самый лучший метод очистки воды от загрязнения органическими

веществами:

а) механический

б) химический

в) биологический +

г) физический

8. В среднем на одного жителя России в сутки расходуется воды:

а) 120л.

б) 150л.

в) 170л. +

г) 200л.

9. Цунами - это:

а) ветер

б) волна +

в) сильный ливень

г) крупный град

10. Биологический метод очистки воды от загрязнения основан на использовании:

а) рыб

б) растений

в) микроорганизмов +

г) торфа

3. РЕКОРДЫ.

Самая длинная река в мире? (Нил)

Самая длинная река Европы? (Волга)

Самый большой океан? (Тихий)

Самый маленький океан? (Северный Ледовитый)

Самое глубокое озеро мира? (Байкал)

Материк, на котором содержится 80% пресной воды? (Антарктида)

Самая полноводная река планеты? (Амазонка)

Самая длинная река Евразии? (Янцзы)

4. АССОЦИАЦИИ.

Угадай слово, используя логический ряд.

Землетрясение, волна, скорость, опасность, разрушения. (Цунами)

Испарение, облака, осадки, река. (Круговорот воды)

Ветер , вода, бутылка, письмо.(Течения)

Горы, высота, уступ, вода, грохот, зрелище. (Водопад)

Вода, соленость, доля вещества. (Промиле)

Океан, корабль, лед, гора, опасность.(Айсберг)

5. ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

С высоты большой срываясь,

Грозно он ревет

И, о камни разбиваясь,

Пеною встает. (Водопад)

В огне не горит, в воде не тонет. (Лед)

Вечером родится, ночь живет, утром умирает. (Роса)

Растет она вниз головою,

Не летом растет, а зимою. (Сосулька)

В морях и реках обитает,

Но часто по небу летает,

А как наскучит ей летать,

На землю капает опять. (Вода)

Кругом вода, а с питьем беда.

Кто знает, где это бывает? (В море)

Утром бусы засверкали,

Всю траву собой застлали.

А пошли искать днем -

Ищем, ищем, не найдем. (Роса)

Он без рук, он без ног

Из земли пробиться смог.

Нас он летом в самый зной,

Ледяной поит водой. (Родник)

Зимой греет, весной тлеет,

Летом умирает, осенью оживает. (Снег)

6. НАЙДИ СООТВЕТСТВИЕ.

Каждому термину подбери соответствующее определение.

Гидробионты.

Нейстон.

Планктон.

Нектон.

Бентос.

А. Активно плавающие животные, способные преодолевать значительные расстояния.

Б. Организмы, живущие в воде.

В. Совокупность организмов, обитающих у поверхностной пленки воды, прикрепляющихся к ней сверху или снизу.

Г. Совокупность организмов, обитающих на грунте или в грунте водоемов.

Д. Организмы, населяющие толщу воды и не способные противостоять переносу течениями.

Ответы: 1 - Б, 2 - В, 3 - Д, 4 - А, 5 - Г.

7. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ. НАГРАЖДЕНИЕ ПОБЕДИТЕЛЕЙ.

Учитель:

Человек, запомни навсегда:

Символ жизни на Земле - Вода!

Экономь ее и береги -

Мы ведь на планете не одни!

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ. ВЫВОДЫ

В эксперименте принимали участие учащиеся 10 классов (выборочная совокупность составляла 74 человека) МОУ СОШ № 32 г.Нальчика. А именно: 10 «РН» (экспериментальный), 10 «б» и 10 «в» (контрольный) классы и в 8 классе на базе ГОУ ДОД РДЭБЦ г. Нальчика.

В экспериментальном классе при раскрытии темы «Гидросфера» были проведены уроки, приведенные в главе 3. Уроки проводились с акцентом на научные и экологические аспекты, которые закреплялись в процессе формулирования, анализа и последующего решения целей и задач урока.

Диагностику знаний школьников проводили на контрольном мероприятии по проверке остаточных знаний после изучения блока «Гидросфера» с использованием специально разработанных тестов по теме проведенных экспериментальных занятий.

Диаграмма 1. Результаты тестирования

Результаты исследований показали, что после проведения занятий у учебной группы заметно увеличилось «сопереживание», появилось более экологичное отношения к миру, заинтересованность в получении информации в области защиты гидросферы, что говорит в пользу формирования познавательного интереса и самоответственности.

На основе проведенной работы можно сделать следующие выводы:

1. Анализ школьных учебников и программ показал, что экологические аспекты темы «Гидросфера» в школьных курсах естественно-научного цикла освещены недостаточно.

2. Рассмотрены основные экологические проблемы, связанные с гидросферой.

3. Показана возможность установления и использования связей с экологическими и научными аспектами при проведении занятий по теме «Гидросфера» посредством проведения уроков и внеклассных мероприятий;

4. Решена задача наполнения темы «Гидросфера» научными и экологическими знаниями путем использования наглядных пособий, заданий, задач, тестов;

5. Доказано, что уроки, дополненные приемами исследования, положительно влияют на уровень осмысления учащимися теоретических вопросов курса естествознания и способствуют формированию научного мировоззрения;

6. Проведена апробация разработанных занятий в школе № 32 г. Нальчика;

7. Оценен уровень сформированности знаний и познавательной активности при изучении заданной темы по разработанным методическим подходам;

8. Выявлено, что изучение темы «Гидросфера» с опорой на научные и экологические аспекты позволяет заметно повысить уровень знаний, научной и экологической культуры, уверенности в своих способностях школьников.