Региональный природный компонент
на уроках химии

В центре внимания современного человечества стоят проблемы взаимодействия человека с окружающей природной средой. Для дальневосточного региона России характерно исключительное богатство флоры и фауны, в том числе морской, высокая биологическая продуктивность, наличие разнообразных сложных лесов, морских экосистем, а также большое разнообразие минерально-сырьевых ресурсов (руд черных и цветных металлов, химического и строительного сырья, энергоносителей).

Камчатка – земля контрастов, совсем не похожая на Центральную Россию. Это край вулканов и ледников, горячих источников и кипящих гейзеров, стремительных рек, озер и водопадов. Здесь 414 ледников и 160 вулканов, 29 из которых – действующие.

В недрах Камчатки встречаются почти все химические элементы. Учащиеся, получая первые сведения о химических элементах, узнают об их нахождении в природе. При изучении каждой темы есть возможность провести связь с природным компонентом.

Например, изучая свойства серы, учащиеся обращают внимание на разный внешний вид образцов вещества, которые ребята приносят с вулканов, с геотермальных источников, бывая там во время экскурсий. Отвечают на вопрос: в каком виде встречается сера в природе Камчатки? Приводят примеры.

Изучая строение атома, предлагаю решить задачу.

Природная сера состоит из смеси четырех изотопов: ³²S, ³³S, ³⁴S, ³⁶S. Сколько протонов и нейтронов содержится в ядре каждого из этих изотопов?

Определяем степени окисления серы в соединениях, широко распространенных в зонах активного вулканизма Земли и выражаемых химическими формулами:

SO₂, SO₃, H₂S, S, FeS, Al₂S₃, FeS₂, H₂SO₄.

Какую долю моля составляет 128 г кристаллической серы?

В состав вулканических извержений входят медь, цинк, свинец и другие металлы. Составьте формулы сульфидов этих металлов, определите массовую долю серы в них.

Изучая соединения серы, их свойства, необходимо обратить внимание на действие этих соединений на организм человека. Дети любят купаться в Паратунских горячих источниках, а они содержат соединения серы кислотного характера. Выясняем, как это влияет на здоровье человека.

При изучении темы “Производство серной кислоты” выясняем, какие сырьевые источники для данного производства имеются на Камчатке. Есть все виды сырья – это и оксиды серы, и сульфиды, сульфаты, сероводород, и чистая сера. Но почему же у нас нет заводов по производству серной кислоты? Учащиеся правильно определяют, что запасы сырья и его доступность, сейсмичность региона не позволяют создавать подобные производства.

Говоря о “Долине смерти” – уголке Камчатки, в котором гибнет все живое, – ищем ответ на вопрос: отчего это происходит? Ученые предположили, что там воздух содержит большое количество оксида серы(IV), сероводорода. (В 1982 г. удалось также установить, что в вулканических газах присутствуют высокотоксичные цианистые соединения, которые и вызывают мгновенную смерть животных.)

Изучая оксиды серы, подчеркиваем их ядовитость. Оксид серы(IV) иначе называют сернистым газом. От этого газа, излившегося из кратера вулкана Везувий во время его катастрофического извержения в 79 году н.э., погиб знаменитый естествоиспытатель античного мира Плиний Старший. Его племянник в письме к историку Тациту писал: “…Вдруг раздались раскаты грома и от горного пламени покатились вниз черные серные пары. Все разбежались. Плиний поднялся и, опираясь на двух рабов, думал тоже уйти; но смертоносный пар окружил его со всех сторон, его колени подогнулись, он снова упал и задохнулся”. “Черные серные пары” состояли, вероятно, не только из оксида серы(IV), но и из парообразной серы и сероводорода.

Оксид серы(IV) – один из наиболее часто встречающихся газообразных продуктов вулканического извержения. Среди действующих вулканов больше всего его выбрасывает самый высокий и наиболее труднодоступный вулкан на Камчатке – Ключевская сопка. Оксид серы(IV) выделяется и из кратеров потухших вулканов.

На вопрос: “Почему у жерл вулканов, геотермальных источников образуется свободная сера?” учащиеся отвечают, объясняя, что происходит с серой с точки зрения окислительно-восстановительных реакций.

Ученики составляют уравнения химических реакций:

В этом случае оксид серы(IV) выступает в роли окислителя.

При неполном окислении воздухом сероводорода, который содержится в фумарольных (выделяющихся из расщелин на дне кратера) газах, также образуется свободная сера:

Фумарольные газы имеют сложный состав. Решаем задачу.

Что будет происходить со стеклом, если его поместить в среду фумарольных газов при температуре выше 400 °С? В составе фумарольных газов при данной температуре содержится около 2,9 % фтороводорода.

Так на примере изучения свойств одного химического элемента – серы – можно показать природный компонент Камчатки. На всех уроках, где изучаются химические элементы и их соединения, стараюсь оценить их роль в формировании природной среды Камчатки.

В.П.ЕРШОВА,
учитель химии
средней школы № 9
(г. Елизово, Камчатский край)