dok.1

Тема урока: Эта удивительная минеральная вода
Тип урока: интегрированный урок.
Форма проведения: урок-исследование.
Сюжет, роли и композиция:
Урок превращается в работу научно-исследовательских лабораторий.
Учащиеся становятся учеными, специалистами в различных областях науки.
Цели и задачи урока:
 Задачи обучения:
Формирование знаний о происхождении, составе, классификации,
производстве, влиянии
на организм человека минеральной воды,
совершенствование умений обращаться с веществами, совершать приемы
работы с веществами и лабораторным оборудованием.
 Задачи развития:
Развитие умений сравнивать; совершенствование умений осуществлять
умственные операции, анализ и синтез на простейших объектах, наблюдать и
объяснять химические явления, развитие умения связано и доказательно
излагать учебный материал в устной и письменной речи, продолжить
формирование умений, наблюдать и делать выводы.
 Задачи воспитания:
Развивать познавательную активность, умение наблюдать окружающий
мир, задуматься над его внутренней сутью.
Методы и методические приемы:
научно-познавательные сообщения, демонстрационный химический
эксперимент.
Ход урока
1этап. Ориентировочно-мотивационный.
Сегодня у нас с вами не совсем обычный урок химии. Это урокисследование самого необычного по свойствам вещества планеты,
обладающего парадоксальными свойствами и, безусловно, важнейшего для
всего живого. Антуан де Сент-Экзюпери, говорил об этом веществе так:
«Ты необходимая составная часть всего живого. 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…»
Итак, это вещество………ВОДА.
Однако речь пойдёт не просто о воде, а о той, которая обладает
лечебными свойствами, т.е. о воде – минеральной.
Нам предстоит выяснить, происхождение, состав, производство,
влияние на организм минеральной воды. А также провести небольшое
исследование воды, которая разливается на заводах нашего города – это вода
«Ессентуки 4».
Эпиграфом к нашему уроку я выбрала слова Леонардо да Винчи: «Воде
была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле».
Итак, рассмотрим, что же такое – минеральная вода.
По определению, природная минеральная вода – это вода из
зарегистрированного источника (скважины), с сохранённым составом
минеральных веществ. Такая вода не допускает очистки, которая может
изменить её уникальные первоначальные природные структуру и свойства.
Происхождение минеральных вод восходит к началу формирования
современного облика нашей планеты. В то время большая часть нынешней
суши была покрыта древними морями. В процессе остывания Земли
площадь, глубина и химический состав морей изменялся, на их дне
накапливались остатки погибших растений и животных. При формировании
материков многие участки морской поверхности поднялись, и часть вод
оказалась замурованной в глубоких недрах Земли. В наше время в
поверхностные пласты Земли постоянно попадает дождевая и талая вода,
растворяя минеральные компоненты пород и органические соединения
обитавших на Земле организмов. Такие воды, выходя на поверхность Земли,
способны оказывать на организм лечебное действие. На поверхность Земли
минеральные воды выходят в виде естественных минеральных источников
или выводятся из недр при помощи буровых (капотажных) скважин, глубина
которых достигает 2-3 км и более.
Историческая справка
Первые упоминания о лечебном применении минеральных вод
донесли до нас литературные памятники Месопотамии, датированные III
тысячелетием до нашей эры. Писали о них и великие врачи древнего мира Гиппократ, Гален и Плиний. В эти же годы, по-видимому, часть таких вод
стали употреблять не только для омовения, но и питья. В 20- годы прошлого
века знаменитый И. Берцелиус, а затем и наш соотечественник Ф.П.Гааз
провели первые химические анализы минеральных вод и дали первые
научные обоснования их внутреннего применения. Знаменательным явился и
1824 год, к котором в Дрездене открыли первый завод по розливу
минеральных вод в бутылки, что позволило принимать их вдали от
источника, зачастую расположенного в тысячах километров от больного. В
70-е годы 19 века первый такой завод открыли и в российских Минеральных
Водах, где впервые стали искусственно газировать розливаемую
минеральную воду углекислым газом. для увеличения сроков ее хранения.
Химический состав минеральных вод
В минеральных водах содержатся свыше пятидесяти различных
химических элементов, содержащихся в недрах Земли. Они находятся в
форме
простых
ионов
или
нерастворимых
солей.
Наиболее
распространенными являются три положительных иона - натрия, калия,
кальция и три отрицательных - хлора, сульфата и гидрокарбоната.
Содержащиеся в питьевых минеральных водах в ничтожных количествах
ионы многих микроэлементов (марганец, медь, цинк, молибден, железо,
мышьяк, кобальт, бор, фтор, бром и йод) являются незаменимыми
компонентами для нормальной работы большинства имеющихся в организме
человека ферментов и способны активно вмешиваться в обмен различных
веществ в организме. Название минеральным водам дают по основным
компонентам ионного состава, независимо от их абсолютного содержания.
На территории России сегодня известно свыше тысячи источников
минеральных вод.
Основные группы минеральных вод
1.
Углекислые
2.
Сероводородные
3.
Железистые
4.
Бромные, йодные и йодобромные
5.
Кремнистые термальные
6.
Мышьяксодержащие
7.
Радоновые (радиоактивные)
8.
Борсодержащие
9.
Воды, обогащенные органическим веществом.
Питьевые минеральные подземные воды подразделяются на лечебностоловые, лечебные и столовые.
Оцениваются минеральные воды по следующим показателям:

газовому составу и степени газонасыщенности,

содержанию биоактивных элементов и органических веществ,

радиоактивности,

минерализации,

ионному составу,

температуре,

активной реакции воды (рН).
Всемирные курорты
На месте многих источников расположены современные курорты и
санатории, где минеральные воды больные используют не только для питья,
но и ванн, орошений и ингаляций. К числу таких мест относятся –
Кавказские Минеральные Воды.
Кавказские Минеральные воды – один из старейших регионов России.
Первые официальные сведения о здешних минеральных источниках
содержатся в отчетах доктора Шобера (1717 г.), который был направлен
высочайшим Указом Петра I в район Северного Кавказа "искать ключевые
воды". По мере открытия источников и их лечебного применения
складывались показания для лечения в санаториях Кавказских Минеральных
Вод. Теперь отдых на Кавказских Минеральных Водах - одно из самых
популярных направлений в России. Ежегодно санатории и гостиницы
Кавказских Минеральных Вод принимают на отдых и лечение гостей со всех
уголков России.
Наряду с ними минеральные питьевые воды применяют на курортах
стран - Боржоми (Грузия), Трускавец, (Украина), Бат (Великобритания),
Баден-Баден (Германия), Карловы-Вары (Чехия), Хот-Спрингс (США) и
многих других. Вдали от курортов в домашних условиях и для питьевого
лечения сегодня в России используют более 300 наименований различных по
составу и лечебным свойствам бутылочных минеральных вод, а в мире их
количество достигает нескольких тысяч.
Производство минеральной воды.
Минеральные воды разливают в соответствии с действующими
технологическими
инструкциями
и
санитарно-гигиеническими
требованиями, соответствие которым удостоверяется специальными
сертификатами. Перед розливом минеральную воду очищают от примесей и
фильтруют через керамические или асбестовые фильтры. После фильтрации
лечебно-столовые и лечебные воды поступают в сатуратор, в котором
насыщается углекислым газом под давлением в четыре атмосферы.
Содержание углекислого газа бутылочных водах должно составлять не менее
0,3%, а в железистых еще выше - 0,4%. Насыщенную углекислым газом воду
разливают в пластиковые бутыли или ПЭТ-бутылки (объемом 2, 1,5 и 1 л)
или стеклянные бутылки емкостью 0,5 л из желто-зеленого стекла. Разлитую
в бутылки воду герметически укупоривают специальными металлическими
или пластиковыми с прокладками из полимерного материала или корки.
Столовые воды выпускают и в негазированном виде. По внешнему
виду бутылочная вода должна быть прозрачной, бесцветной, не иметь
резкого запаха и посторонних включений. Допускается незначительный
естественный осадок содержащихся в воде минеральных солей. Каждая
бутылка должна иметь специальную этикетку с указанием предприятияизготовителя, названия воды, объема, названия источника и номера
скважины, штрихового кода, минерализации и химического состава,
названия и назначения воды, рекомендаций по ее употреблению и хранению,
даты розлива и срока хранения. Высокий терапевтический эффект
бутылочных минеральных вод во многом зависит от правильного хранения
бутылок. Их располагают в горизонтальном положении при температуре от 4
до 14 °С. Срок хранения большинства бутылочных вод составляет один год
со дня розлива.
Действие минеральных вод на организм.
Действие минеральных питьевых вод на организм обусловлено
химическим, механическим и термическим факторами. Ведущим в действии
минеральных питьевых вод является химический фактор, обусловленный
ионным составом принимаемых вод. Содержащиеся в минеральной воде
ионы, попадая в пищеварительный тракт, стимулируют выделение слюны, а
затем и секрецию желудка. Содержащиеся в воде ионы входят в состав
желудочного сока, исходя из чего происходит усиление (или ослабление) его
секреции и изменение состава желудочного сока. Далее, в кишечнике
происходит всасывание ионов минеральной воды в кровь, регуляция
деятельности кишечника, печени и почек. Поскольку минеральные питьевые
поды оказывают на организм выраженное воздействие и при неправильном
приеме могут вызвать различные тяжелые нарушения электролитного
состава, они назначаются только врачом. Поэтому минеральные питьевые
воды показаны далеко не всем желающим.
2этап. Операционно- исполнительский
А теперь, предлагаю вам работу в творческих исследовательских
лабораториях – физической, химической, биологической, лаборатории
теоретических исследований и экспертизы товара. Каждая лаборатория
получает карту - исследования, в которой указан развёрнутый план работы
лаборатории. После проведения исследования, старший сотрудник
лаборатории прочитает отчёт о проведённой работе, что позволит всем нам
сделать необходимые выводы. Каждая лаборатория будет исследовать одно и
то же вещество - минеральную воду – «Ессентуки 4».
Итак, …..
Карта исследования лаборатории теоретических исследований.
Решите задачу. Массовая доля углекислого газа в минеральной воде
0,4%. Какой минимальный объём (н.у.) газа содержится в бутылке
газированной воды, объёмом 500 мл (плотность мин. воды 1,007 г/мл).
Алгоритм решения задачи:
1. Вычислите массу раствора по формуле: m ( p-pa ) = V * p
2. Используя формулу массовой доли, определите массу углекислого
газа в растворе: m ( CO2 ) = W ( CO2 ) * m ( p-pa )
3. Определите количество углекислого газа по формуле:
n ( CO2 ) = m/M; M ( CO2 ) = 44 г/ моль
4. Определите объём углекислого газа по формуле:
V ( CO2 ) = n ( CO2 ) * Vm; Vm = 22,4 л/моль
Карта исследования физической лаборатории.
Проведите органолептический анализ минеральной воды:
1. Содержание взвешенных частиц. Этот показатель качества воды
определяют фильтрованием. Пропустите через бумажный фильтр 10мл
минеральной воды. Определите, не осталось ли частиц на фильтре.
2. Диагностика цвета. Это один из показателей состояния воды.
Наберите в цилиндр воду и на белом фоне определите цвет воды.
3. Прозрачность. Для определения прозрачности воды используйте
мерный цилиндр с плоским дном, в который налейте воду, подложите под
цилиндр на расстоянии 4 см от его дна шрифт, и сливайте воду до тех пор
пока сверху через слой воды не будет виден этот шрифт. Измерьте высоту
столба оставшейся воды линейкой и выразите степень прозрачности в
сантиметрах.
4. Запах. Понюхайте воду в цилиндре и оцените запах по 5-ти балльной
системе (согласно представленной таблице).
Карта исследования химической лаборатории.
Докажите, что данный образец минеральной воды , действительно
содержит углекислый газ. Для этого, откупорьте бутылку, налейте в
пробирку немного минеральной воды , закройте пробкой с газоотводной
трубкой и пропустите газ через прозрачный раствор известковой воды. Что
наблюдаете? О чём свидетельствует изменение, произошедшее с известковой
водой? Составьте уравнение химической реакции.
Карта исследования биологической лаборатории.
По этикетке изучите химический состав данной минеральной воды и
установите , благодаря каким ионам данную воду можно использовать при
тех или иных заболеваниях. В этом вам поможет таблица, характеризующая
влияние ионов на организм человека. Заполните пробелы в отчёте, указав
формулы ионов. А также определите, при каких заболеваниях эту воду пить
не рекомендуется.
Карта исследования лаборатории экспертизы товара.
Тщательно изучите требования к этикетке данного товара ( смотри
приложение) и определите является ли данная продукция фальшивкой.
3 этап. Рефлекционно-оценочный.
А теперь заслушаем отчёты сотрудников лабораторий о проведённых
исследованиях.
1) Отчёт о проведённом исследовании лаборатории теоретических
исследований.
В данной бутылке массовая доля углекислого газа составляет…, объём
минеральной воды в бутылке … мл, плотность … г/мл. Необходимо было
определить объём углекислого газа в бутылке. Решая задачу по данному
алгоритму, определили, что
1.
m (p- pa)=V* P=500мл * 1,007г/мл = …
2.
m (CO2)=w*m (p-pa)=0,004 * 503,5= …
3.
n (CO2) =m/M=2,014г/44г/моль = …
4.
V (CO2)= n(CO2)*Vm=0,046моль* 22,4 л/моль = …
2) Отчёт о проведённом исследовании физической лаборатории.
Органолептический анализ
1.
Содержание взвешенных частиц. Частицы отсутствуют, о чём
свидетельствует … бумажного ….
2.
Диагностика цвета. С помощью мерного цилиндра и белой
бумаги определили, что данная вода ….
3.
Прозрачность. Используя методику определения прозрачности и
измерив высоту воды в цилиндре, через который виден шрифт, определили,
что прозрачность составляет … сантиметров
4.
Запах. Исследование запаха дали результат … балла (т.е. без
запаха)
3) Отчёт о проведённом исследовании химической лаборатории.
Отчет:
Химический эксперимент показал, что при пропускании …,
находящегося в бутылке, через прозрачный раствор…, последний …( в
результате выпадения осадка – .... ). Это доказывает, что минеральная
вода действительно насыщена … газом.
Уравнение реакции:
…………………………
4) Отчёт о проведённом исследовании биологической лаборатории:
Изучив этикетку данного изделия, определили, что данная вода
является … и , благодаря, наличию в ней:
*катионов … рекомендуется при плохом пищеварении;
*катионов …. способствует росту зубов и костей, стимулирует
моторную деятельность кишечника;
*катионов …. стимулирует выделение желчи,
успокаивающе
действует на нервную систему;
*анионов … регулирует работу кишечника, желчных путей и печени;
*анионов …. даёт слабительный эффект;
*анионов …. рекомендуется людям с пониженной кислотностью
желудочного сока.
Таким образом, делаем вывод, что данную воду необходимо пить
людям страдающим пониженной секрецией …, болезнями печени и … путей.
Противопоказана: детям, гипертоникам и людям с нарушенным
обменом веществ.
5) Отчёт о проделанной работе лаборатории экспертизы товара:
Эксперты лаборатории, изучив этикетку и бутылку, пришли к выводу,
что:
-этикетка напечатана … ;
-указаны сроки и условия … ;
-даны координаты … ;
-указан логотип компании на … и … ;
-указан №… ;
-дана информация о … составе воды и рекомендации по… ;
-указан штрих….
Следовательно, данный товар является … .
Итак, подведём общий итог урока.
Сегодня на уроке вы получили полезную информацию о
происхождении, составе, классификации, производстве минеральной воды. А
главное, выступили в роли настоящих учёных-исследователей, тщательно
изучив продукцию, произведённую в нашем уникальном городе. А, именно,
минеральную воду - «Ессентуки 4».
Хочу закончить урок следующими словами Д.Хевеши: «Мыслящий ум
не чувствует себя счастливым, пока не удастся связать воедино разрозненные
факты».