Муниципальное образование Ейский район
Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 20 города Ейска, 353684, Краснодарский край, Ейский район, г. Ейск, ул.Харьковская, 182, угол ул. Ясенской, д.62, тел.:
(8-86132) 3-84-68 school20@eisk.kubannet.ru
Исследовательская работа по теме:
«Город Ейск в химических задачах»
Выполнила ученица 9Акласса МОУ СОШ№20 г. Ейска
Тудвасева Алена Павловна
Руководитель учитель химии МОУ СОШ №20 г. Ейска
Смирнова Юлия Владимировна
2014 год
Содержание
| 3
4 8 10 13 16
18 |
Введение
Для исследования нами была выбрана тема «Город Ейск в химических задачах», потому что считаем ее актуальной в наше время. Ведь благодаря химии можно узнать много нового и познавательного о строении, свойствах и превращениях веществ. А мы в своей работе решили показать, что с помощью химии можно привить так же интерес к истории и сегодняшнему дню своего города. А с другой стороны проявляя интерес к истории родного места можно мотивировать учащихся к изучению сложного предмета – химии.
Как известно, Ейск – город-курорт, расположен в северо-западной части Краснодарского края, население которого 94,6 тысяч человек. Основным богатством города являются его природно-рекреационные ресурсы, г. Ейск является прекрасным курортом. Продолжительность летнего периода составляет почти пять месяцев с мая по сентябрь. Город Ейск расположен у основания Ейской косы, которая на 7 км вдается в море. На востоке от Ейска расположен обширный Ейский лиман, а на западе территория города вплотную подходит к берегу Таганрогского залива Азовского моря. Промышленность в городе — курорте развита слабо.
Цель работы : На основе анализа истории и развития г. Ейска составить мини-сборник задач химической тематики.
Для реализации цели были поставлены задачи:
1)Проанализировать историю и современное состояние города, с целью выявления использования химических знаний.
2) Исследовать химическую составляющую производственных процессов и природных объектов.
3) Составить задачи различных типов на местном материале.
Были использованы следующие методы исследования:
-анализ информационных источников,
— экскурсии,
— математическое моделирование.
Основная часть
ООО «ЕйскВодоканал – источник воды в городе»
Не зря говорят, что вода — это жизнь. Она участвует во всех процессах обмена и выделения. Вода особой чистоты необходима в производстве продуктов питания и медицине. У нас в городе на данный момент существует ресурсоснабжающая организация города Ейска и Ейского района — ООО «ЕйскВодоканал» . Геологическое строение в районе Ейска таково, что пласты, содержащие подземную воду, проходят под дном Азовского моря и лимана и их соленые воды имеют доступ в подводный водосбор. Поэтому подземный водосбор Ейского района очень далек от типичных артезианских условий. В результате вода чрезмерно обогащена солями и содержит в растворе сероводород. На протяжении многих лет искались выходы для того, чтобы снабжать население хорошей водой. Было предложено большое количество разных способов решения. Например, в 1927 г. начались опытные работы по очистке воды от сероводорода. Вопрос этот не был достаточно разработан в то время ни теоретически, ни практически. Вначале были запроектированы и установлены в зале очистной станции на 2-м этаже четыре клепаных барабана из котельного железа длиной 3,6 метра и диаметром 1:2 м. При дождевании происходило выветривание части сероводорода из воды, которая затем поступала в барабаны, заполнявшиеся железными или чугунными стружками и вращавшиеся на горизонтальных осях для лучшего перемешивания стружек с водой. Окружная скорость вращения барабанов была равна 2 метрам в 1 минуту. В барабанах при перемешивании стружек с водой, содержащей сероводород, происходила химическая реакция, в результате которой получалось сернистое железо, нерастворимое в воде, легко удаляемое последующей фильтрацией и отстаиванием. Расчетный расход железных стружек составлял 1 кг на 20 кубометров воды. Барабаны приводились во вращение посредством передачи от двигателей. Вся эта установка была чрезвычайно громоздкой, требовала большого количества железных стружек, была неудобна и трудоемка в обслуживании и не давала достаточно хороших результатов. [7]
Данный факт может быть интересен учащимся 9 класса при изучении темы: «Соединения серы. Сероводород», а кроме того можно предложить решить задачи:
Задача №1 В городе Ейске для удаления сероводорода из воды в 30-е годы использовались железные опилки. Сколько железных опилок потребуется для удаления 112 литров сероводорода из воды .
Задача №2 При очистке воды в Ейске от сероводорода были использованы чугунные опилки. ( Чугун содержит 96,5 % железа). Сколько литров сероводорода было удалено из воды, если известно, что в ходе реакции было получено 25кг сернистого железа (сульфида железа II).
Задача №3 При очистке воды в Ейске от сероводорода были использованы железные опилки. Сколько кг сернистого железа получится если известно , что был поглощен сероводород объемом 44,8 м3.
В данный период времени источником водоснабжения – является Ленинградское месторождение пресных подземных вод. Воды киммерийского водоносного горизонта широко используются для питьевых и хозяйственных целей и являются перспективными в их использовании. Водозабор «Ейского группового водопровода» расположен на землях Ленинградского района. Водозаборные сооружения объединяют 30 скважин. Основная деятельность предприятия — добыча, очистка, транспортировка питьевой воды и очистка сточных вод.
Известно, что поступающая в водопровод вода подвергается обработке, в частности хлорированию, популярность хлорирования связана с и тем, что это единственный способ, обеспечивающий микробиологическую безопасность воды в любой точке распределительной сети в любой момент времени благодаря эффекту последействия. Все остальные методы обеззараживания воды, в т.ч. и промышленно применяемые в настоящее время озонирование, и УФ-облучение не обеспечивают обеззараживающего последействия и поэтому требуют хлорирования на одной из стадий водоподготовки. Именно хлорирование позволяет эффективно очистить воду. Но с другой стороны хлор раздражающе действует на слизистую оболочку желудка и кишечника и является ядом, который подавляет не только патогенную микрофлору, но и полезную, и как активный реагент вступает в химические соединения , которые по отношению к нашему организму могут быть канцерогенными. Конечно содержание его в водопроводной воде не столь велико. Для того чтобы избавиться от хлора, воду перед употреблением надо: либо отстаивать в открытом сосуде не менее часа, либо кипятить. Газообразный хлор полностью улетучивается из открытого сосуда. Как сообщают источники , не так давно «ЕйскВодоканал» перешёл с хлорирования на новую систему обеззараживания воды, гораздо более безопасную. Но периодически мы ощущаем присутствие хлора в воде. Так, например, это хорошо ощущался в период с октября по ноябрь 2013.
В основе хлорирования воды лежит следующий химический процесс:
Когда один из самых распространенных антисептиков попадает в воду, образуется смесь хлорноватистой и соляной кислоты:
Сl2 + Н2О = НОСl + НСl
Затем хлорноватистая кислота диссоциирует, образуя ионы гипохлорита, которые обладают бактерицидными свойствами:
НОСl→Н++ОСl—
Сумму Сl2+НОСl+ОСl— называют свободным активным хлором.[12]
Привести этот пример можно при изучении темы «Галогены» в 9 классе или темы «Неметаллы» в 11 классе. А так же предложить решить задачи:
Задача №1 Определите сколько литров газообразного хлора потребуется для хлорирования воды в эпидемическом порядке в г. Ейске, если известно, что в процессе хлорирования образовалось 105 грамм хлорноватистой кислоты.
Задача №2 Определите сколько литров хлора было израсходовано при хлорировании воды в эпидемическом порядке в г. Ейске, если образовалось 170 г хлорноватистой кислоты , а массовая доля выхода составляет 95,6% от теоретически возможного.
Задача №3 Определите количество вещества газообразного хлора необходимое для получения 135 г хлорноватистой кислоты.
2. Природный газ
Природный газ — это один из самых распространенных энергоносителей. Он широко применяется в качестве горючего в жилых, частных и многоквартирных домах для отопления, подогрева воды и приготовления пищи; как топливо для машин (газотопливная система автомобиля), котельных, ТЭЦ и др. Сейчас он используется в химической промышленности как исходное сырьё для получения различных органических веществ, например, пластмасс. В XIX веке природный газ использовался в первых светофорах и для освещения (применялись газовые фонари). Как известно, непосредственно в городе Ейске нет месторождений природного газа, но они есть в пределах края. Так Ленинградское и Староминское газоконденсатные месторождения снабжают город природным газом.
Теперь сравним эти два месторождения:
Ленинградское газоконденсатное месторождение расположено северо-восточнее одноименной станицы. Является наиболее крупным по запасам на рассматриваемой территории. Залежи газа и конденсата связаны с антиклинальной складкой, размеры которой по контуру газоносности в нижнемеловом продуктивном горизонте 22х3-6 км. Шарнир складки, ундулируя, образует шесть сводов, амплитуды которых изменяются в пределах от 71 до 183 м. Складка несколько изогнута в северо- восточном направлении. В целом по залежи количество пластов от I до 27. Общая мощность продуктивного горизонта изменяется от 74,2 м до 161,6 м, а общая эффективная мощность- 22,6 до 89,8 м. Состав газа: метан — 85-92%; этан — 7,28%; азот 0,61-2,9%; углекислый газ 0,5-1,04%; пропан, бутан, пентан — 0-5,7%. Удельный вес газа 0,633. Из газа выпадает 37-56 г/м3 сырого конденсата — прозрачной желтоватой жидкости (удельный вес 0,72- 0,76). Коэффициент извлечения конденсата 0,72. В конденсате преобладают метановые углеводороды (60,8% по весу).
Староминское газоконденсатное месторождение расположено на северо- западном продолжении Ленинградского и приурочено к пологой трехкупольной антиклинали, осложненной меридиональным сбросом. Простирание складки северо-западное, размеры по контуру газоносности 25х2,5 км. Этаж газоносности от 105 м на восточном до 189 м на западном куполах. Залежи на западном и центральном куполах пластовые сводовые, на восточном куполе — массивная. Газ имеет метановый состав, удельный вес 0,69.
При изучении темы «Органические вещества. Природные источники углеводородов» в 9 и 10 классах можно рассказать о составе природного газа наших месторождений и решить задачи:
Задача №1 При полном сжигании 42 л метана (н.у.) выделилось 1674 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение реакции горения метана.
Задача№2 По термохимическому уравнению реакции горения метана
CH4 + 2O2 = CO2 + H2O + 803 кДж
Рассчитайте, какое количество теплоты выделится при сгорании 5м3 метана (н.у.) и какое количество вещества кислорода потребуется на это горение.
Задача №3 При полном окислении 0,5 моль этана выделилось 711,5 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.
Задача №4 Природный газ одного из месторождений содержит метан — 85%; этан — 7,28%; азот 0,61%; углекислый газ 0,5-1,04%; пропан, бутан, пентан — 5,7%. и другие негорючие газы.. Какой объем воздуха потребуется для сжигания природного газа объемом 5м3 (н.у.)? Объемная доля кислорода в воздухе составляет 21%.
3. Ейский морской порт
Ейский морской порт расположен в юго-восточной части Таганрогского залива Азовского моря у основания Ейской косы. Порт осуществляет прямые транспортные связи со странами Азово-Черноморского бассейна, Средиземного моря и другими бассейнами, а также через внутренние водные пути в период речной навигации. По объему грузооборота, он занимает одно из ведущих мест среди Российских портов на Азовском побережье. Оказываемые услуги: перегрузка экспортно-импортных грузов, складские операции, экспедирование грузов.
На территории порта имеются открытые и крытые склады, а также комплекс по перевалке нефтеналивных грузов. На восьми грузовых причалах общей протяженностью 1300 метров обрабатываются суда грузоподъемностью до 7 тыс. т и осадкой до 4,2 м. Причалы могут оперативно менять специализацию в зависимости от вида и количества предлагаемых к перевалке грузов.
Объектом нашей экскурсии, стала лаборатория по химическому контролю водно-химического режима работы котлов и установок докотловой обработки воды(приложение№1).
Основные задачи, которой:
1.Химический контроль качества воды в котельных должен обеспечивать надёжную и экономическую эксплуатацию всех аппаратов и элементов тепловой схемы и в первую очередь самих котельных агрегатов.
2.Химический контроль должен давать четкое количественное представление о составе исходной воды и динамике изменений этого состава в тракторе котельной и в системе водоподготовки во времени.
3.В объём химического контроля на котельной паровым котлом входят определения сырой ,умягчённой , химочищенной, деаэрированной, котловой воды и конденсата насыщенного пара.
4.В число определяемых в экспресс-лаборатории котельной показателей качества воды входят:
-прозрачность по шрифту Снеллена (в см);
-жёсткость общая (в мг-экв/л);
-щёлочность общая (в мг-экв/л);
-удельная электропроводность котловой и питательной воды;
-водородный показатель ( в единицах рН).
Химический метод контроля
Химический метод контроля над режимом работы паровых котлов и установок докотловой обработки воды заключается в контроле над показателями качества воды и пара и их изменением.
Для контроля водно-химического режима работы установок докотловой обработки воды и парового котла в котельной установлены проотборники для отбора проб воды:
-сырой;
-умягчённой;
-химичищенной;
-диаэрированной;
-котловой;
-конденсата насыщенного пара.
В ходе экскурсии мы убедились , в порту для работы в химической лаборатории требуются специалисты со знаниями в области химии. Рассказать о важности работы лаборатории морского порта можно на уроках в 9 классе по теме «Щелочноземельные металлы. Жесткость воды». Или 10 классе по теме «Жиры. Мыла» А так же можно предложить для решения следующие задачи:
Задача №1. Какую массу Na3PO4 надо прибавить к 500 л воды, чтобы устранить жесткость, равную 5 ммоль/л?
Задача №2. Какие соли обусловливают жесткость природной воды? Какую жесткость называют карбонатной, некарбонатной? Как можно устранить карбонатную, некарбонатную жесткость? Напишите уравнения соответствующих реакций. Чему равна жесткость воды, в 100 л которой содержится 14, 632 г гидрокарбоната магния? Жесткость воды выражается в ммоль/л.
Задача №3. Вычислите карбонатную жесткость воды, зная, что для реакции с гидрокарбонатом кальция, содержащимся в 200 мл воды, требуется 15 мг 8% раствора HCl.
Задача №4 Какую массу карбоната натрия надо прибавить к 400 л воды, чтобы устранить жесткость, равную 3 ммоль/л?
Задача №5 Вода, содержащая только сульфат магния, имеет жесткость, равную 7 ммоль/л. Какая масса сульфата магния содержится в 300 л этой воды?
5.Азовское море и Ханское озеро.
Наш город расположен на побережье Азовского моря, что было выше упомянуто, и это дает нам ряд преимуществ. Азовское море — самое маленькое из всех наших морей. Средняя глубина Азовского моря 7,5 м, максимальная 13,5 м. Больших островов на Азовском море нет, если не считать отмелей, частично заливаемых водой и находящихся вблизи от берега. Лиманный характер Азовского моря определяет его высокую продуктивность. В летние месяцы вода прогревается до дна.
Дно Азовского моря почти всюду закрыто илом; около берега и на мелководье часто встречается песок. Кислородный режим в Азовском море благоприятнее, чем в Чёрном. Этому способствует хорошая перемешиваемость толщи воды. Сероводород появляется в летние месяцы в донном иле самых глубоких впадин; выше он распространяется редко.[1,2]
Азовская вода отличается от черноморской жёлто-зелёным цветом, прозрачность азовской воды мала – весной и после значительного волнения она иногда составляет только 10 см, а при тихой погоде – около 1 м. Соленость Азовского моря в районе города до 10 промилле, это очень низкий показатель. Поэтому зимой море замерзает. В ветряную погоду волны поднимают со дна взвесь из лечебной грязи, залежей которой особенно много в районе так называемого Ейского необитаемого острова. Море становится мутным, а по сути – лечебным. Курорт Ейск является одним из лучших бальнеологических и грязевых курортов на Азовском море. В районе открыты несколько источников сероводородных, азотно-метановых, хлоридно-натриевых и йодобромных вод, которые используют при лечении заболеваний желудочно-кишечного тракта, кожи, суставов и др. Одной из достопримечательностей Ейского района считается озеро Ханское – памятник природы краевого значения. В озере находится месторождение знаменитых сульфидных лечебных грязей. Окружающая Ханское озеро территория относится к зоне отдыха, охоты и спортивного рыболовства.
Оно имеет лагунное происхождение, ранее оно было заливом Азовского моря и соединялось с Бейсугским лиманом. Позднее волновая деятельность моря вызвала образование вала из песка и ракушечника, отделившего озеро от лимана. Водоём имеет форму овала, вытянутого с юго-востока на северо-запад. Длина озера составляет около 16 км, ширина — 6-7 км. Площадь в 2000 году составляла 108 км². Средняя глубина озера — 0,5-0,9 м, максимальная достигает 1,2-1,8 м.
Вода в озере высокоминерализованная, горько-солёная, морского типа. По химическому составу — сульфатно-хлоридная, магниево-натриевая. Озеро питается преимущественно атмосферными осадками, притоком дождевых и талых вод, приносимых рекой Ясени, а также водами Азовского моря, которые перекатываются через узкую косу, отделяющую Бейсугский лиман и Азовское море от Ханского озера. Существенной роли воды степных речек в опреснении озера не играют. Летом в результате испарения площадь озера сокращается, а вода в нем становится в 12 раз солонее, чем в Азовском море. [9,10]
Эти достоинства дают нам огромные преимущества, тем самым как город-курорт у нас не только можно отдохнуть, но и поправить свое здоровье, что и делают не только приезжие туристы, но и сами жители.
И об этом можно говорить на уроках в 8 классе по теме « Определение массовой доли растворенного вещества в растворе». А так же можно предложить решить следующие задачи:
Задача№1 Сколько грамм различных веществ можно получить из 1 т воды Азовского моря, если ее соленость 10‰? Во сколько раз меньше, чем из 1 т воды Черного моря (18‰)? Определите, какова массовая доля солей в воде каждого из морей.
Задача №2 Определите сколько грамм соли можно получить июле из 100г воды озера Ханского, если соленость его летом в 12 раз выше солености вод Азовского моря.
Задача №3 В результате выпаривания 150 г воды из озера Ханского получили 18 г солей. Определите массовую долю растворенных веществ в озерной воде.
Задача №4 При смешивании по 100г воды из Азовского моря и 150 г воды озера Ханское получили раствор определите массовую долю солей в нем.
Заключение
Рассмотрев особенности нашего города – курорта, мы выделили ряд промышленных и природных объектов, где очень важны знания по химии: это и снабжающее питьевой водой ООО «Ейскводоканал», и ООО «Участок по работе с потребителями газа г. Ейск и Ейский район» (Краснодаррегионгаз, Краснодарская компания по реализации газа), и Ейский морской порт, и природное сокровище – рекреационные ресурсы – Азовское море и озеро Ханское. Полностью изучив все данные, можно сказать, что у нас в городе вода является главной составляющей, она необходимая часть нашей жизни – это компонент нашего питания, условие организации быта и основа работы промышленности. Также она источник доходов города и жителей — это наше море, которое привлекает многочисленное количество туристов, что помогает развиваться городу. Природный газ, из месторождений, расположенных у нас в крае, является важнейшим энергоносителем. В ходе работы мы выполнили поставленные задачи: выявили объекты где необходимы знания химии , определили какие знания по химии необходимы для обеспечения их работы и составили задачи различных типов на этом материале.
Найденные факты и составленные задачи могут быть использованы учителями химии нашего города как материал для подготовки к урокам
( приложение№2) . С его помощью изучение такого сложного предмета, как химия можно сделать более интересным и привлекательным – ведь это не просто химические задачи – это задачи о твоем родном городе. С другой стороны решая такие химические задачи, ученик узнает историю и сегодняшний день нашего города.
В шторм бывает наше море
Цвета кофе с молоком –
Под обрывом с ветром споря,
Ходят волны кувырком.
А когда утихнет ветер,
Утомившийся от бурь,
Благодатью мирно светит
Нам азовская лазурь.
И такая тишь над Ейском,
Что, взглянув на отчий край,
Веришь притче той библейской
Есть на белом свете рай.
Евгений Котенко
Список литературы :
Азовское море ru.wikipedia.org/wiki/
Вода-это жизнь http://spec.givitca.ru
Ейск ru.wikipedia.org/wiki/Ейск
Ейск- популярный курорт на побережье Азовского моря …www.my—eisk.ru
Соленость воды Азовского моря — Энциклопедия Черного моря. www.blacksea365.ru
www.e—vk.ru/vodokanal/history/sovremennyj—period
Фримантл М. Химия в действии в 2-х ч. Ч.2-М.: Мир, 1991
Ханское озеро ru.wikipedia.org/wiki/Ханское_озеро
Ханское озеро www.lechebnaya—gryaz.com
Химия пособие- репетитор- Ростов-на-Дону изд «Феникс»,1996
Хлорирование воды http://ochistivodu.ru
Хомченко Г.П. Хомченко И.Г. Сборник задач по химии для поступающих в вузы- М.:Новая волна Издатель Умеренков,2006
Юридический портал http://www.jur—portal.ru/work.
Приложения :
Приложение №1 Фото по итогам экскурсии в химическую лабораторию Морского порта
|
| |
|
|
|
|
|
|
Приложение №2
Использование материалов исследовательской работы в учебном процессе
| Тема | Изучаемый объект | |
| 8 | Расчет массовой доли растворенного вещества в растворе | Азовское море и озеро Ханское |
| 9 | Соединения серы. Сероводород. | ООО «Ейск водоканал» — история |
| 9 | Галогены . Хлор. | ООО «Ейск водоканал» — современность |
| 9 | Щелочноземельные металлы. Жесткость воды. | Морской порт. |
| 9 | Органические вещества. Природный газ. | Месторождения природного газа |
| 10 | Жиры. Мыла. | Морской порт. ООО «Ейск водоканал» — современность |
| 10 | Природные источники углеводородов. | Месторождения природного газа |
Алгебра
Английский Язык
Биология
География
Геометрия
ИЗО
Информатика
История
Литература
Математика
Музыка
МХК
Начальная Школа
ОБЖ
Обществознание
Окружающий Мир
ОРКСЭ
Педагогика
Природоведение
Разное
Русский Язык
Технология
Физика
Физкультура
Химия
Экология
Экономика
