Урок
подорож в Green Chemistry
Про матеріал:
Визначення поняття "Зелена
хімія", мета, принципи та значення зеленої хімії для людини та довкілля у
сучасному світі.
Тема уроку: «Зелена хімія»
Цілі уроку: Формування
предметних та ключових компетентностей:
уміння вчитися впродовж життя;
екологічна грамотність;
здорове життя;
підприємливість та ініціативність;
інформаційно-цифрова компетентність;
розкриття поняття «Зелена хімія»;
розвиток екологічного мислення здобувачів освіти,
на прикладі переробки макулатури та пластмасових виробів, економія енергії і
сировини в промисловості та побуті;
розширити знання здобувачів освіти про роль хімії.
Тип уроку: урок - подорож
Обладнання: презентації,
наукові статті, відео - матеріал,
малюнки.
Форма роботи: робота з малюнками, схемами, відео – матеріалами.
Очікувані результати: здобувачі освіти вивчають, що таке «Зелена хімія»
та принципи її роботи; усвідомлюють роль органічної хімії; підсилюють знання
про властивості речовин, які впливають на власне здоров’я і довкілля; шукають
шляхи покращення навколишнього середовища (за допомогою «Зеленої хімії»
(переробка макулатури та пластмаси і тд.).
Хід уроку:
І. Організаційний момент.
ІІ. Оголошення мети, теми і завдань уроку.
ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.
Викладач.
На початку 1990-х років за ініціативою адміністрації
Б. Клінтона відділ по токсикології і запобіганню забрудненням Агентства США з
довкілля (U.s. EPA Office of Pollution Prevention and Toxics) охорони організував діяльність в рамках Програми
президента по Зеленій хімії. Взаємодія між розробками Агентства США з
довкілля охорони і технологіями стійкого розвитку привело до виникнення поняття
«Зелена хімія», яке є свого роду філософією. Тоді як багато національних і
міжнародних програм направлено на запобігання забрудненню і вирішенню проблем
навколишнього середовища, зелена хімія робить унікальний акцент на запобіганні
забрудненням на самих початкових стадіях планування і здійснення хімічних
процесів.
«Зелена хімія» є принципово новим інноваційним
підходом до скорочення або повної відмови від використання небезпечних і
токсичних хімічних речовин. Зелена хімія - це принципово новий підхід до
вирішення екологічних проблем, що полягає у використанні чистих і таких, що
менш забруднюють навколишнє середовище промислових процесів і гарантує, що
виробники беруть на себе відповідальність за вироблені продукти.
Таким чином, проведення хімічних процесів відповідно
до принципів зеленої хімії розглядається як з погляду отримання необхідних
речовин і споживчих товарів, так і можливих наслідків для суспільного здоров'я
і навколишнього середовища.
ІV. Представлення роботи
здобувачів освіти.
План
1.
Поняття, мета, основні напрямки «зеленої хімії»
2.
Принципи роботи
3.
Значення «зеленої хімії» у житті кожного з нас.
Учень 1.
Чому ми маємо потребу в зеленій хімії?
Споживачі часто не мають повної інформації про хімічні
речовини і продукти або про можливі негативні наслідки, викликані цими
хімічними речовинами. З тисячами хімічних речовин, які ми використовуємо
сьогодні, абсолютно неможливо, та і не потрібно, розбиратися звичайним людям.
Для цієї мети повинні бути всеосяжні підходи, які діють ще до того, як продукти
потрапляють до споживачів. Причому це повинно стосуватися як звичайних
продуктів харчування, так і промислових виробництв. Саме Зелена хімія є
довгостроковим важелем управління охороною навколишнього середовища, сприяє
суспільній охороні здоров'я і допомагає зберегти навколишнє середовище для
майбутніх поколінь.
У чому полягає різниця між наукою про навколишнє
середовище і Зеленою хімією?
Обидва цих напрями спрямовані на пошуки шляхів, які зроблять світ кращим. Вони, безумовно, взаємозв'язані один з одним. Наука про охорону
навколишнього середовища встановлює джерела, роз'яснює механізми і оцінює
проблеми навколишнього середовища. Зелена хімія шукає шляхи вирішення цих
проблем, створюючи безпечні альтернативні технології. Слід пам'ятати, що не
дивлячись на загальні глобальні цілі, зелена хімія і хімія про навколишнє
середовище - це різні науки. Мета зеленої хімії - запобігання забрудненню в
процесі створення хімічних продуктів або процесів, тобто запобігання
забрудненню на самих початкових стадіях планування і здійснення хімічних
процесів.
Учень 2.
12 принципів Зеленої хімії:
12 принципів Зеленої хімії вперше було розроблено
фахівцями, що працюють в промисловості, Полом Анастасом і Джоном С. Уорнером.
Ці принципи створили основу, відповідно до якої хіміки повинні розробляти нові,
«зелені» матеріали, продукти, процеси і системи. Принципи є каркасом для створення інноваційних
рішень, розроблених за останнє десятиліття.
Учень 3.
Щоб зрозуміти можливості зеленої хімії, краще всього
подивитися на її досягнення. У США щорічно Агентство по захисту
навколишнього середовища (ЕРА) спонсорує Президентські нагороди за проривні
досягнення в зеленій хімії. Можна перерахувати декілька яскравих прикладів
досягнень, за які останніми роками вручалася ця нагорода. Вони показують, як
ефективне застосування принципів Зеленої хімії дослідниками, представниками
малого бізнесу і корпорацій дозволило вирішити деякі з невідкладних завдань
збереження навколишнього середовища.
Професор Кшиштоф Матишевськи розробив безпечні розчинники і речовини. При
виробництві важливих полімерів, наприклад, мастил, клеїв і покриттів, часто
потрібне використання небезпечних хімікатів. Професор Кшиштоф Матишевськи з
Carnegie Mellon University розробив альтернативний процес отримання полімерів
«Радикальна полімеризація з атомним перенесенням». У процесі застосовують екологічно
безпечні хімічні речовини, наприклад, аскорбінову кислоту (вітамін С), як відновник, для процесу потрібна менша
кількість каталізатора.
Учень 4.
Нові фарби розробили в співпраці фірми Procter & Gamble і Cook Composites and Polymers. Звичайні фарби алкіду на основі нафти
забезпечують отримання довговічного глянсового покриття. На них існує великий
попит в архітектурі, промисловості при отриманні виробів з металу, наприклад,
сільськогосподарських знарядь і конструкцій. Проте при виробництві цих фарб застосовують
небезпечні органічні розчинники. Названі вище фірми розробили інноваційну фарбу
Chempol® MPS, в якій як розчинник застосовували масло Sefose® на основі
біологічних продуктів - цукру і рослинного масла. Це дозволяє отримати фарби
алкіду з дуже хорошими споживчими властивостями при використанні удвічі
пониженої кількості розчинників.
Фірма Virent Energy Systems, Inc.
розробила каталітичний спосіб Virent's Bioforming® виробництва
бензину, дизельного або реактивного палива на основі поновлюваної сировини -
цукру, крохмалю або целюлози рослин. У цьому способі велику частину енергії,
потрібну для проведення процесу, отримують також з біомаси, потрібна лише
незначна кількість енергії, отриманій з інших джерел. Важливою гідністю процесу є його гнучкість - цільовий продукт можна
змінювати залежно від потреб ринку.
Учень 5.
Перегляд відео – матеріалу за посиланням:
Учень 6.
Презентація професора Чебанова В.А., на тему:
"Сучасні методи синтезу та аналізу"
Учень 7.
При виробництві косметики і інших засобів
персонального відходу використовують складні ефіри. Зазвичай їх отримують за
допомогою жорстких хімічних методів, в яких як реагенти застосовують сильні
кислоти і небезпечні розчинники, і потрібні значні витрати енергії. Фірма
Eastman Chemical Company розробила новий спосіб із застосуванням
іммобілізованних ферментів, який дозволяє уникнути і надмірних витрат енергії,
і небезпечних реагентів - сильних кислот і органічних розчинників. Цей щадний
спосіб дозволяє отримувати складні ефіри, які неможливо було отримати раніше, з
природної сировини.
Безпечна для довкілля. Філософія хімічних досліджень
та інженерії, що закликає до створення продуктів та процесів, які дозволять
мінімізувати використання. – презентація
http://www.myshared.ru/slide/1245563/
Викладач
Макулатура - цінна сировина
Ще одна порада фахівців «Зеленої хімії» - повністю перейти на
папір, вироблений з макулатури. Справа в тому, що папір з вторинної сировини
дозволяє економити не лише деревину. На його виготовлення витрачається на 70
відсотків води і 60 відсотків енергії менше, ніж при виробництві паперу зі
свіжої целюлози.
Крім того, екологи рекомендують обмежити
споживання паперу - наприклад, друкувати на обох сторонах аркуша,
використовувати багаторазові сумки замість паперових пакетів і ганчірки, які
можна прати, замість паперових рушників. А наклейка на поштовій скриньці з
написом "Будь ласка, жодної реклами" може допомогти позбутися великої
кількості паперових рекламних листівок і газет, які кидають до неї.
.
