«Курская областная вечерняя (сменная) общеобразовательная школа»
Конференция на тему:
«ЭТО УДИВИТЕЛЬНОЕ ВЕЩЕСТВО – ВОДА»
8 класс
Выполнил учитель химии
Архипова Т.Н.
Цель конференции:
• образовательная: изучить физические свойства H2О, нахождение в природе и жизнедеятельности живых организмов, способах опреснения, обеззараживания природной воды, способах очистки сточных вод, применение H2О в быту и деятельности человека, показать взаимосвязь химической науки с другими науками (биологией, географией, физикой);
• воспитательная: воспитывать бережное отношение к водным ресурсам и потреблению воды в быту;
• развивающая: развивать навыки работы с текстами, работы в группе, умение выделять главное, обобщать материал, грамотно излагать мысли.
Ход мероприятия
Звучит музыка
Ведущий:
«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаса, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для Жизни; ты сама- жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую нельзя объяснить нашими чувствами... Ты самое большое богатство на свете...»
Антуан де. Сент-Экзюпери
Демонстрация шаростержневой модели молекулы воды.
Демонстрация фрагмента фильма.
КОНСУЛЬТАНТ-ИСТОРИК.
Всесильная стихия природы — вода — во все времена, во все периоды истории покоряла ум и воображение человека.
В древнеиндийских гимнах повествуется о сотворении мира: «Тогда егце не было ни бытия, ни небытия, ни воздушного океана, ни небесного свода — был мрак, было первичное вселенское море...»
Платон впервые создал достаточно целостную теорию круговорота воды. Аристотель проделал гигантский труд по систематизации накопленных научных знаний. Он указал на роль солнечного тепла в процессе испарения воды с поверхности морей и океанов. Осаждение поднявшихся высоко над землей водных паров — причина выпадения осадков. Аристотель рассмотрел источники питания рек. (Ученик показывает на рисунке-плакате «Круговорот воды в природе» направления круговорота воды.)
Древний арабский ученый Масуди уже в IX в. экспериментально подтвердил теорию Аристотеля об атмосферной циркуляции воды.
Ассистент: о различии пресной и дистиллированной воды
Он получил пресную воду при химической перегонке морской воды.
Ведущий: Я не раз слышал: «Вода — это эликсир жизни», «Самое необыкновенное вещество в мире», «Вода — чудо природы».
Поэтому о воде не случайно слагали стихи, песни, писали картины (показывает репродукции картин). Обратимся к нашему консультанту-литератору.
КОНСУЛЬТАНТ-ЛИТЕРАТОР (говорит под звучание музыки, запись шума воды). В художественной литературе, как в прозе, так и в стихах, отражены все моменты жизни человека и природы. Вода — их неотъемлемая часть. Вот такие наблюдения за природой записал Н. Сладков: «Январь — месяц больших молчаливых снегов. Прилетают они всегда вдруг, лес утонул в дремучих сугробах. Под холодным сводом неба, покорно склонив тяжелые головы, застыли белые деревья. Вместе со снегом налетели и набежали в лес диковинные, невиданные существа. Белые медведи и белые совы. Зайцы, куропатки, белочки сидят, лежат и висят. Все это снег.
«В кружева будто одеты
Деревья, кусты, провода.
И кажется сказкою это,
А в сущности — только вода...
Безбрежная ширь океана
И тихая заводь пруда,
Струя водопада и брызги фонтана,
И все это — только вода».
(А. А. Фет.)
Ведущий: Мне тоже поправилось. Интересно бы узнать о распространенности воды на Земле. Сейчас мы послушаем нашего консультанта-географа.
КОНСУЛЬТАНТ-ГЕОГРАФ (показывает фотографии). Вот как выглядит наша планета из космоса. Недаром Землю называют голубой планетой. Вода — самое распространенное на Земле вещество, 3/4 поверхности земного шара — это воды океанов, морей, озер, ледников, болот Основное количество воды содержится в океанах (95,7%), в виде льда (2,14%), вода рек и озер составляет 2,14%, атмосферная - 0,0005%. В связанном состоянии Н2О находится в литосфере, она входит в состав минералов и горных пород. Важным регулятором воды на суше являются ледники. Ледники - это главное хранилище пресной воды на планете. Они содержат около 30 млн км3 пресной воды. Крупным резервуаром пресной воды, почками Земли, являются болота. Общие запасы свободной воды на Земле составляют 1,4 млрд км3
Ведущий: Проконсультируемся у группы биологов о роли воды в нашем организме.
Группа биологов доклад:
Вода содержится в организмах животных и человека, в растениях. В организмах млекопитающих средняя массовая доля воды составляет 70%, в организмах рыб - 80%, в водорослях - 90%. Человек же на 60-65% состоит из воды: кровь содержит 90%, мышцы - 75%, кости - 28% воды, а вот стекловидное тело глаза на 99% состоит из воды. Вода - обязательный компонент каждой живой клетки. Обезвоживание организма на 12-15% приводит к нарушению обмена веществ, а потеря 25% воды - к гибели организма.
А знаете ли вы, что в организмах идут процессы обновления воды? В кактусах, например, вода полностью обновляется в течение 28 лет, у черепахи - за 1 год, у верблюда - за 3 месяца, у человека - за 1 месяц.
Вода участвует в растворении веществ, образовании крахмала, сахара, жиров, в теплообмене. Поэтому если без пищи человек может пробить от 30 до 50 дней, то без воды - всего 3 дня.
Группа физхимиков: Физические свойства воды, ее удивительные особенности были давно замечены учеными. Так, еще древнегреческий философ Фалес Милетский говорил, что она «единственное на Земле вещество, встречающееся одновременно в трех состояниях - твердом, жидком и газообразном». Обратимся к физхимикам.
КОНСУЛЬТАНТ-ФИЗХИМИК. В 1783-1784 гг. с целью выяснения состава воды А.Лавуазье совместно с Ж. Менье поставим опыты по ее разложению раскаленным железом и древесным углем. В результате было установлено, что вода состоит из кислорода и «горючего воздуха» (который в дальнейшем французский физик и химик А.Гитон де Морво назвал водородом). Их соотношение по массе 85 к 15. Классическая формула воды известна многим.
КОНСУЛЬТАНТ-ФИЗХИМИК. Правильно, и предложена она была в 1805 г. А.Гумбольдтом и Ж.Гей-Люссаком. Примерно так выглядит молекула воды в пространстве (демонстрация моделей).
Модель молекулы воды
Это атом кислорода, а это атомы водорода. Угол между ними равен 104,50 (показывает на модели). Молярная масса воды М(Н2О) = 18 г/моль.
КОНСУЛЬТАН-ФИЗХИМИК. Оказывается между молекулами воды связи более прочные, чем обычные межмолекулярные. Они называются водородньшы связями. Водородная связь возникает между атомом водорода одной молекулы и атомом кислорода соседней. Вот так (демонстрирует на моделях). Эти связи удерживают молекулы вместе довольно прочно, поэтому процесс испарения затруднен. Для него требуется достаточно сильное нагревание.
При всей своей кажущейся простоте вода до сих пор преподносит загадки, причем одна сложнее другой.
Ведущий: Ребята могут рассказывать еще много чего, но нас всех заждались в лаборатории химиков.
КОНСУЛЬТАНТ-ХИМИК. Вода - химически активное вещество, поэтому она взаимодействует со многими другими веществами. Самое общеизвестное и наглядное из таких взаимодействий — растворение веществ в воде. Вода является наиболее универсальным растворителем. Растворенный кислород воздуха обеспечивает жизнь водных организмов. А вот сероводород — газ, образующийся при разложении остатков организмов делает водоем безжизненным, как это имеет место, например, в глубинах Черного моря. Растворяются в воде и жидкие вещества (проводит опыт 1 - растворение в воде брома и серной кислоты).
Широко применяются водные растворы твердых веществ (проводит опыт 2 — растворение в воде кристаллов KMnО4 (фиолетовый), CuS04 • 5Н20 (голубой), К2Сг2О7 (оранжевый)). Поэтому любая природная вода — раствор.
Учащийся:
«Вода благоволила литься
Она блистала, столь чиста,
Что ни напиться, ни умыться
И это было неспроста.
Ей не хватало ивы, тала
И горечи цветущих лоз
Ей водорослей не хватало
И рыбы, жирной от стрекоз.
Не хватало быть волнистой
Ей не хватало течь везде
Ей жизни не хватало
Чистой
Дистиллированной воде!»
(Мартынов)
«В кружево будто одеты
Деревья, кусты, провода,
И кажется сказкою это,
А в сущности - только вода.
Безбрежная ширь океана
И тихая заводь пруда,
Каскад водопада и брызги фонтана,
И все это - только вода.
И топит, и губит, играя,
Большие морские суда.
Вот белым легли покрывалом
На землю родную снега...
А время придет - все растает,
И будет простая вода.
Аномалии воды
Аномалия первая
Ближайшие родственники воды – H2S, H2Se, Н2Те - представляют собой газы, которые имеют температуру кипения и плавления ниже 0 °С. Вода плавится и кипит при значительно более высоких температурах. Известно, что на температуру кипения и плавления вещества оказывает влияние его относительная молекулярная масса: с ее увеличением повышаются температуры кипения и плавления. Из четырех веществ - Н20, H2S, H2Se, Н2Те вода имеет наименьшую относительную молекулярную массу, но температура кипения и плавления у нее повышается. Эту аномалию можно объяснить тем, что молекулы воды способны сцепляться друг с другом. Атом кислорода одной молекулы притягивает атом водорода другой. Связь между молекулами воды называют водородной. За счет нее молекулы связываются друг с другом и образуют целые группы молекул. Это затрудняет испарение воды, а, следовательно, повышает температуру кипения и плавления.
Аномалия вторая
Вода - единственное вещество, которое при затвердевании расширяется. Поэтому плотность льда меньше плотности жидкой воды. Вот почему лед плавает на поверхности воды. Один дм3 при 4°С имеет массу 1000 г, а 1 дм3 льда- 916 г, т.е. замерзшая вода увеличивает свой объем почти на 1/10 часть. Эту аномалию воды можно объяснить тем, что с понижением температуры увеличивается число водородных связей между ее молекулами. Это приводит к такому расположению молекул воды относительно друг друга, при котором образуются пустоты между молекулами. Кристаллическая решетка льда имеет ажурное строение. Попробуем вообразить, как выглядел бы мир, если бы вода обладала нормальными свойствами, и лед был бы, как полагается твердому веществу, плотнее жидкой воды. Зимой, образовавшийся сверху лед, как более плотный, тонул бы, непрерывно опускаясь на дно водоема. Летом же лед, защищенный толщей воды, не мог бы растаять. Постепенно все озера, пруды, реки, ручьи превратились бы в плоские ледяные гроты. Промерзли бы моря и океаны.
Лед Жидкая вода
Аномалия третья
Самое привычное для нас состояние воды - жидкое. Однако из того, что температура кипения воды - ее аномальное свойство, следует, что в условиях нашей Земли жидкое и твердое состояние ее - также аномалия. Нормальным должно быть только газообразное состояние. Самое обычное свойство воды оказывается необычным и удивительным, если как следует с ним познакомиться и хорошо разобраться.
Аномалия четвертая
Наличие водородных связей между молекулами затрудняет испарение воды. Поэтому у нее очень высокая теплота испарения. Солнце - великий энергетик - нагревая воду всюду, где она есть: в луже, в пруду, в океане. Вода поглощает в своем тонком слое, почти всю энергию падающих в нее солнечных лучей и испаряется. Нужно много солнечной энергии, чтобы разъединить молекулы воды и превратить ее в пар. Нет ни одного вещества, у которого бы удельная теплота испарения была бы больше, чем у воды. Метеорологи подсчитали, что Солнце испаряет на Земле за 1 мин миллиард тонн воды. Энергия Солнца, поднятая с водяным паром вверх, неминуемо должна выделится обратно. Каждую минуту водяной пар отдает атмосфере Земли огромное количество энергии - 2,2 * 1018 Дж. Столько же энергии за тоже время могли бы выработать 40 млн электростанций, по миллиону киловатт каждая. Эта энергия переходит в тепловую, нагревая воздух. Это та энергия, которая переносит сотни миллиардов тонн воды по воздуху в облаках и орошает дождем всю поверхность Земли, за счет нее дуют ветры, возникают бури, рождаются штормы и ураганы.
Аномалия пятая
В кристаллах льда, как и в жидкой воде, каждая молекула воды связана водородными связями с четырьмя соседними. Поэтому при плавлении льда приходится затрачивать большую энергию. Вода имеет высокую температуру плавления. Когда наступает зима, образуется лед, вода отдает энергию, поглощенную при плавлении льда обратно, подогревая землю и воздух. 1 литр воды, превращаясь в лед, подогревает на 1°С 250 тыс. литров воздуха. Это смягчает переход к суровой зиме, сильным морозам. Именно благодаря этому свойству воды на нашей планете существует осень и весна.
Аномалия шестая
У воды самое высокое поверхностное натяжение из всех жидкостей, кроме ртути. Поверхность воды всегда затянута тончайшей пленкой из молекул, прочно связанных водородными связями. По этой пленке, как по гамаку, бегают водомерки. Измерив, площадь опоры лапок у этих насекомых, и их вес, можно обнаружить, что водная пленка выдерживает значительное давление. Силы поверхностного натяжения заставляют воду подниматься из глубин почвы и питать растения. Вода сама поднимается вверх по капиллярам, сосудам стволов деревьев и стеблей трав, доставляя растворимые питательные вещества на большую высоту от корней к листьям и плодам.
Аномалия седьмая
Вода - самое распространенное вещество на Земле, и в то же время мы вправе сказать, что на Земле нет чистой воды. Все, что мы называем водой, - растворы тех или иных веществ в воде. Вода - один из лучших растворителей. В ней растворены газы атмосферного воздуха - азот, кислород, углекислый газ, аргон и др. В ней растворены сотни различных соединений, почти всех элементов периодической системы. В ней взвешены мельчайшие частицы пыли. Это мы и называем чистой водой. Растворенные в воде соли придают ей приятный вкус. В воде некоторых источников содержится большое количество растворенных веществ, и она имеет целебные свойства. Это минеральная вода.
Значение воды для человека.
Воде была дана волшебная
Власть стать соком жизни
На Земле.
Леонардо да Винчи
Вода - самое распространенное вещество на нашей планете. Это океаны, моря, реки, озера и водохранилища. Это и голубые громады горных ледников, и невообразимые снежные покровы Земли. Свинцовые тучи и причудливые облака, дождь и туман - тоже вода.
Вода - не только самая распространенная, но и самая важная в природе жидкость.
Более трех миллиардов лет назад в солоноватых водах возникла жизнь. Длительный путь эволюции привел к развитию клеточкой формы организации, это было связано и с формированием своеобразной внутриклеточной среды, концентрация ионов в которой отличалась от их содержания во внешней среде. Такая особенность клеток неизбежно требовала создания физиологических механизмов, способствующих регуляции постоянства объема клеток и концентрации в них каждого из ионов. Сотни миллионов лет спустя на Земле появились многоклеточные животные, у которых клетки организма были погружены в сформировавшиеся жидкости внутренней среды.
По мере эволюции живых существ возникли кровеносная система и специализированные жидкости, такие, как спинно-мозговая, внутриглазная. Появление в эволюции системы жидкостей внутренней среды организма представляло для живых существ преимущество, так как давало им большую независимость от окружающей внешней среды. Эти жидкости обеспечивают клетки органическими и неорганическими веществами, в них из клеток поступают конечные продукты обмена веществ.
Вода является в количественном отношении самой значительной составной частью организма. Все реакции обмена веществ протекают в водной среде, в которой существуют клетки и поддерживается связь между ними. Вода составляет основу всех биологических жидкостей: крови, лимфы, спинномозговой жидкости, мочи, соков пищеварительного аппарата, межклеточной жидкости.
В целом организме содержание воды составляет 2/3 от массы тела и меняется с возрастом. У четырехмесячных эмбрионов количество воды составляет 94%, у новорожденных - 77%, а у взрослых - 50-60%. В теле мужчины воды содержится в среднем 60% (50-71%), а у женщин – 50%, (40- 60%).
Количество воды в разных тканях различно. Сердце содержит 80%, а кровь - 83% воды, хотя сердечная мышца твердая, плотная, а кровь - жидкость. Объясняется это способностью некоторых тканей связывать большое количество воды. В клетках головного мозга человека содержится 80%, в мышцах – 76%, в костях - около 28% воды, а вот стекловидное тело глаза на 99% состоит из воды.
Роль воды в организме:
1. Вода конституционная - компонент клеток и тканей организма.
2. Вода - наилучший растворитель для многих биологически важных веществ, является основной средой (свободная вода).
3. Способствуя гидратации макромолекул, вода участвует в их активации (связанная вода).
4. Растворяя конечные продукты обмена веществ, вода способствует их экскреции почками и другими органами выделения.
5. Высокая теплота испарения воды - фактор, обеспечивающий приспособление организма к высокой температуре окружающей среды.
Недостаточное содержание в организме воды может приводить к сгущению крови, ухудшению ее реологических свойств, нарушению кровотока. При снижении количества воды на 20/. наступает смерть. Избыток воды может приводить к развитию водной интоксикации, проявляющейся в набухании клеток, снижении в них осмотического давления. Особенно чувствительны к таким изменениям нервные клетки мозга.
Биологическая ценность воды.
Питьевая вода является важнейшим источником кальция, магния, других микроэлементов. Их усвоение и биологическая ценность могут быть выше, чем при их всасывании из морепродуктов расщепления пищевых веществ. Так, кальций воды усваивается на 90%, а кальций пищевых веществ - только на 30% поскольку в кипяченой воде содержание минеральных компонентов снижено, ее постоянное использование вместо сырой воды повышает нагрузку на органы водно-солевого обмена за счет реабсорбции ионов, что увеличивает риск развития некоторых заболеваний.
В живом организме часть воды, взаимодействуя с тканями, упорядочивает свою структуру. Структурную воду человек получает со свежими растительными и животными продуктами, а также при питье свежеталой воды. Такая вода обладает более высокой биологической активностью, чем обычная. В экспериментах на животных показано ее действие на микросомы и митохондрии гепатоцитов, тормозящее влияние на всасывание из кишечника углеводов, повышение устойчивости эритроцитов, адаптогенное действие. Рабочие горячих цехов под влиянием такой воды лучше переносят воздействие на организм отрицательных факторов производственной среды.
Тяжелая вода, отличающаяся от обычной большим содержанием окиси дейтерия и большим удельным весом, обладает иным биологическим действием по сравнению с обычной водой, содержащей 0,02% этого вещества. При экспериментальном повышении в воде концентрации окиси дейтерия увеличивается возбудимость ЦНС, усиливаются выбросы адреналина на стрессовые раздражители. Тяжелая вода обладает радиозащитным эффектом.
Потребность в воде ее выведение.
Взрослый человек в сутки потребляет в среднем 2,5 л воды, дополнительно в организме используется примерно 300 мл метаболической воды. Выведение воды происходит с мочой, с выдыхаемым воздухом, через кожу и с калом. В обычных условиях количество воды, участвующей в обмене веществ в организме человека, не превышает 5% массы тела в сутки.
Литература:
1. Глотова С.Г. Биохимия питания, Курск, 1998г.
2. Общий курс физиологии человека и животных. Книга 2, под ред. Ноздрачева А.Д., Москва, «Высшая школа», 1991г.
3. Книга для чтения по анатомии, физиологии и гигиене человека. Под ред. Зверева
Получите свидетельство
Вход
Мероприятие по химии по теме "Это удивительное вещество - вода" (10.41 MB)
0
754
68
Нравится
0
