Урок 1

Цель

1. Изучение термина “Зеленая экономика”. Проведения исследования направлении и принципов “Зеленой химии”.

2. Альтернативные источники энергии. Изучение способов получения “водородного топлива”.

3. Синтез водорода. Электролиз. Химический анализ.

4. Статистические данные. Водородное топливо: польза или вред. 

Ожидаемые результаты

После изучения проекта ученики смогут:

– приобрести навык сотрудничества с преподавателем и работы в группе, в парах

– анализировать и обобщать полученную информацию

– на основе полученных данных опроса научатся составлять графики (диаграммы и т.д.)

– самостоятельно выстраивать логические рассуждения и делать выводы

– свободно рассуждать на темы: зеленая экономика/зеленая химия, альтернативные источники энергии и тд.

– сформировать ценностное отношение к окружающей среде

– продемонстрировать инженерные навыки и знания в области химии.

Междисциплинарная связь: 

– Химия (эксперименты, электролиз, получение водорода, химические реакции)

– Инженерия/физика (электроника, электролиз, работа с измерительными приборами)

– Математика (сбор и анализ информации,  статистические данные)

Руководство для учителя

1. Чтобы оценить проект, в первую неделю предоставьте этот материал (PBLrubrics) студентам, чтобы:

– ученики заранее понимали, по каким критериям им нужно готовиться,

– ученики смогли самостоятельно дать соответствующую оценку своим коллегам.

2. Перед началом работы разделите класс на команды из 4-5 учеников.

3. Проведите инструкцию при работе с электронными приборами (током).

4. Перед практической частью изучите все необходимые материалы и приборы.

5. Экспериментальную часть (процесс электролиза) следует проводить под руководством учителя.

Посмотрите видео, затем изучите описание проекта:

(при необходимости, рекомендуется включить субтитры)

Описание

              Зеленая химия является революционной философией, которая стремится объединить государственные, научные и промышленные сообщества, уделяя особое внимание контролю экологического воздействия на самых начальных стадиях научной разработки и изобретения. Этот подход требует новых открытий и междисциплинарного подхода к разработке материалов, основой которого должен быть основополагающий принцип: лучше сразу не производить отходы, чем впоследствии тратить средства на из захоронение и обработку. Экологически благоприятные альтернативы современным материалам и технологиям должны быть внедрены во всех отраслях промышленности.

             В настоящее время доказано, что экологически благоприятные альтернативы технологиям экономически также выгоднее и функциональнее токсичных традиционных аналогов. Когда опасные материалы выводятся из производства, все затраты, связанные с этими соединениями, также отпадают, что ведет к значительному снижению расходов на обработку токсичных материалов, их транспортировку, утилизацию и соответствие техническим условиям. Если есть выбор между традиционным и «зеленым» решением, приоритеты последнего очевидны.

              Основная идея Зеленой химии заключается в снижении или полном устранении образования ядовитых химических отходов.

             В 1998 году П.Анастас и Дж.Уорнер в книге «Зеленая химия: Теория и практика» [Anastas, P. T.; Warner, J. C. Green Chemistry: Theory and Practice, Oxford University Press: New York, 1998] сформулировали 12 принципов Зеленой химии. Эти принципы отражают деятельность научного сообщества, промышленности и государственных органов, направленную на снижение или устранение использования опасных материалов и химических процессов.

                      Почему в зеленой химии используют величину атомной эффективности (и E-фактор), а не используют для оценки реакции выход целевого продукта? Понятие выход продукта очень важно для описания химической реакции, но оно не дает описания полной картины реакции, а характеризует только количество целевого продукта.

Полезные ссылки:

1. Зеленая химия: почему нужно следовать ее принципам. Голубина Е.В.

2. P.T.Anastas, J.C.Warner, Green Chemistry: Theory and Practice, Oxford University Press, New York, 1998, p.30

Практическая часть

Построение конструкции для выполнения синтеза водорода.

Шаг 1. Ознакомьтесь всеми необходимыми материалами

Домашнее задание

1. Провести исследование в области альтернативных источников энергии:

    – исследовать альтернативные виды топлива и традиционное (углеродное) топливо. Влияние на окружающую среду.

    – исследовать получение и области применения водорода и водородного топлива

    – статистика: кто производит/ в каком количестве/ по какой технологии / эффективность.

2. Сделать презентацию на основе полученной информации и  с точными статистическими данными.

3. Резюмировать. Водородное топливо & традиционное (углеродное) топливо: польза или вред. 

Презентацию домашнего задания провести на 4 неделе проекта.