Урок химии в 9 классе.

Тема: «Коррозия металлов. Экологические проблемы, связанные с ней».

Цели:

- Сформировать понятие о коррозии металлов.

- Рассмотреть классификацию различных видов коррозии.

- Предложить способы защиты металлических изделий от коррозии.

- Рассмотреть влияние коррозии на здоровье человека.

- Рассмотреть экологические проблемы, связанные с коррозией металлов.

Оборудование:

Проектор, экран, презентация, схема перемещения нефти в водоёме, карточки с вопросами.

Ход урока.

В начале урока учащиеся были разделены на 4 группы.

(Слайд 1)

Блестящий гвоздь

Лежал в пыли дороги.

Весенний дождь

Полил его немного.

…Но время шло неумолимо,

И солнце на него светило,

И дождь, и снег, и ветер дул,

И разница температур…

И из блестящего красавца

Он превратился в кучку праха…

- Как вы думаете, о каком процессе говорится в этом стихотворении?

- Правильно, о коррозии металла.

- Тема нашего урока «Коррозия металлов. Экологические проблемы, связанные с ней». (Слайд 2)

Давайте же разберёмся что такое коррозия. (Слайд 3)

Коррозия - это самопроизвольное разрушение металлов и их сплавов под действием окружающей среды. Запишите пожалуйста это определение себе в тетради.

Как же проходит ржавление железа? Давайте разберём уравнения реакций.

2Fe+2H₂O+O₂→2Fe(OH)₂

4Fe(OH)₂+2H₂O+O₂→4Fe(OH)₃

_{ржавый цвет} (Слайд 4)

Теперь давайте разберём условия, влияющие на скорость коррозии. (Слайд 5)

1. Температура - чем выше температура, тем больше скорость коррозии.

2. Активность контактирующего металла - из 2-х металлов корродирует более активный.

Чем дальше металлы друг от друга в электрохимическом ряду напряжения, тем больше скорость коррозии.

3. Состав среды.

А) Чем больше в окружающей среде содержится окислителей, тем выше скорость коррозии.

Б) Ионы Cl^- усиливают коррозию железа, а OH^- - ослабляют.

Какие же виды коррозии бывают? (Слайд 6)

1. Химическая - взаимодействие металлов с сухими газами или жидкостями, которые не проводят электрический ток.

Происходит в печах, двигателях внутреннего сгорания.

2. Электрохимическая - все случаи коррозии в растворах электролитов и в присутствии воды.

Подвергаются корпуса морских судов, трубопроводы и т.д.

Теперь нам необходимо разобрать способы защиты от коррозии. (Слайд 7)

1. Изоляция от окружающей среды.

Нанесение защитных покрытий. Различают покрытия 2-х типов: металлические и неметаллические. К неметаллическим относятся: лаки, краски, эмали. К металлическим - хром, никель, цинк, олово.

2. Использование сплавов, устойчивых к воздействию коррозии, т.е. содержащих хром, алюминий, никель, титан.

3. Изменение состава среды:

А) введение ингибиторов коррозии (веществ, уменьшающих скорость коррозии);

Б) удаление растворённого в воде воздуха.

4) Электрохимические методы защиты: протекторная и катодная защита.

А) Протекторная защита. К защищаемому металлу присоединяют кусок более активного металла (протектор), который и будет корродировать.

Б) Катодная защита. Металлоконструкция подсоединяется к катоду внешнего источника, поэтому на ней идёт процесс восстановления, а не окисления.

- Какие же последствия коррозии могут быть?

(Учащиеся отвечают на этот вопрос)

Все ваши ответы можно разделить на 2 группы: экологический ущерб и экономический.

(Слайд 8)

Экономический ущерб:

1. потеря металла;

2. порча оборудования;

3. затраты на ремонт.

Экологический ущерб:

1. утечка газа при разрушении трубопроводов;

2. утечка нефти при разрушении трубопроводов.

Давайте более детально рассмотрим, какой же экологический ущерб водоёмам наносит утечка нефти . (Слайд 9)

Выделяют 5 типов воздействия нефти на морские экосистемы:

1. непосредственное отравление живых организмов с летальным исходом; (Слайд10)

2. нарушения физиологической активности у гидробионтов; (Слайд 11)

3. эффект прямого обволакивания нефтепродуктами живого организма; (Слайд 12)

4. болезни, вызванные попаданием в организм углеводородов;

5. негативные изменения в среде обитания. (Слайд 13)

- На столах у вас лежат схемы «Основные пути превращения и перемещения нефти в водоёме». (Приложение 1,Слайд 14)

Давайте на них посмотрим и разберём, что же происходит с нефтью, после её попадания в водоём.

В водоёмах нефть и нефтепродукты скапливаются первоначально в поверхностной плёнке, однако затем при перемешивании воды частично растворяются или оседают на дно. Аэробные бактерии окисляют нефтепродукты до нетоксичных соединений (в конечном итоге до углекислого газа и воды).

Но эти процессы идут очень медленно и лишь при определённых условиях (достаточной концентрации кислорода и температуры воды не ниже 5-10⁰С).

Легколетучие низкомолекулярные компоненты нефтяного загрязнения испаряются с поверхности плёнки и могут, значительно загрязнить локальную область тропосферы.

Предельно допустимые концентрации для паров нефти 10мг/м³; выше этих значений загрязнения нефтепродуктами могут вызвать болезни органов дыхания и нервной системы человека.

В пресноводных водоёмах летальной концентрацией нефтепродуктов для взрослых особей рыб являются значения около 10-15 мг/л, а при значительно более низких концентрациях (0,05 - 1 мг/л) гибнут икра и мальки, а так же планктон.

- Как вы думаете, как скажется гибель планктона на обитателей водоёма?

- Правильно, начнётся борьба за пищу, т.к. планктон это кормовая база рыб.

А теперь я хочу предложить вам работу в группах. Для каждой группы я приготовила карточки с вопросами. (Приложение 2).

Рассмотрев схему «Основные пути превращения и перемещения нефти в водоёме», подумайте над вопросами, которые записаны у вас на карточках. И потом выскажите свои предложения, и мы все вместе обсудим и дополним. (Слайд 15)

Работа в группах закончена, подведены итоги работы.

- Мы с вами сейчас уделили большое внимание проблеме загрязнения водоёма нефтью, вы предложили способы очистки воды и берегов водоёма, а так же рассмотрели влияние нефти на живые организмы водоёма и прибрежных зон и человека.

- Скажите пожалуйста, к каким ещё экологическим проблемам может привести коррозия металлов?

Учащиеся отвечают на поставленный вопрос.

- Правильно. Из-за повреждения трубопровода в результате коррозии может произойти утечка газа. Это может привести к взрыву, сгоранию живых организмов и загрязнению атмосферы.

- А только ли сама коррозия металлов может наносить вред окружающей среде и человеку?

Учащиеся отвечают на поставленный вопрос.

- Да, конечно. При производстве лаков, красок и эмалей (для защиты металлов от коррозии) происходит выделение вредных газов в атмосферу. Это вредное производство, на котором люди работают в защитных масках, чтобы не отравить свой организм.

Например, для предохранения железа от коррозии проводят кадмирование железа. Кадмий - металл очень токсичный. Известны случаи смертельного отравления парами кадмия и его соединений. Симптомы кадмиевого отравления: поражение нервной системы, острые костные боли. Кадмий влияет на кровяное давление, может являться причиной образования камней в почках. В почках он накапливается особенно интенсивно.

Опасность представляют любые химические формы кадмия. Одноразовая доза 30-40 мг может стать для человека смертельной. У кадмия велико время удержания: выводится всего лишь около 0,1 % от полученной дозы в сутки.

При производстве холодильных установок используют бромид лития для предотвращения коррозии в них. А бром очень ядовит.

И так, мы с вами сегодня разобрали такую тему, как «Коррозия металлов» и уделили огромное внимание проблеме загрязнения водоёма нефтью в случае её утечки в результате коррозии нефтяных труб. Так же увидели, что не только сама коррозия может привести к экологическим проблемам, но так же и способы защиты от неё, могут сместить экологическое равновесие и отрицательно повлиять на человека.

Домашнее задание §10, подготовить презентацию на тему «Экологические проблемы, связанные с коррозией металлов».

Приложение 1.

Приложение 2.

Карточка №1.

1. Как влияет поверхностная нефтяная плёнка на живые организмы, человека?

2. Предложите способы очистки водоёма от такого вида загрязнения.

3. Как можно помочь живым организмам?

Карточка №2.

1. Как влияет образование водно - нефтяных смолистых шариков на сообщество побережья?

2. Предложите способы очистки водоёма и берегов от такого вида загрязнений.

3. Как можно помочь живым организмам?

Карточка №3.

1. Как влияет осаждение нефти на дно водоёма, к чему это может привести?

2. Предложите способы очистки водоёма в этом случае.

Карточка №4.

1. Как влияет растворение некоторых компонентов нефти на живые организмы водоёма?

2. Может ли это повлиять на человека? Если может, то как?