Главная / Методические материалы / Преподавание химии
Ролевая игра по химии для 9-го класса Пресс-конференция на серно-кислотном заводе с использованием мультимедийного проектора
Автор(ы): Каплунова Светлана Геннадьевна, замдиректора по учебно-воспитательной работе
Notice: Undefined variable: content in /home/area7ru/area7.ru/docs/metodic-material.php on line 278
Ролевая игра по химии “Пресс-конференция на сернокислотном заводе” проводится после изучения производства серной кислоты в теме “Неметаллы”. Цели игры: повторение, обобщение знаний учащихся по теме; контроль за усвоением материала (осуществляется с помощью тестовых заданий по вариантам); развитие у учащихся навыков творческого поиска, самостоятельной работы с дополнительными источниками информации; умений анализировать, обобщать, оценивать ситуацию, дисскутировать, аргументировано защищать свою точку зрения. Учащиеся приобретают опыт публичного выступления. Учащимся поясняются цели проведения игры, раздаются роли участников пресс-конференции: директор завода, заведующий музеем, поставщик сырья, руководитель отдела сбыта, главный экономист, руководитель отдела науки, инженер-технолог, руководители отделов охраны труда и окружающей среды, медицинский работник, представители СМИ, техник (осуществляет демонстрацию слайдов через мультимедийный проектор с компьютера). Учащиеся самостоятельно подбирают материал, разрабатывают слайды для показа. Ведущий – директор завода - открывает пресс-конференцию, представляет руководителей отделов, поясняет порядок проведения конференции, регламент выступлений. Руководители отделов знакомят участников игры с особенностями работы своего предприятия, отвечают на вопросы “журналистов”.В ходе выступлений они обращаются к слайдам, которые проецируются с компьютера через мультимедийный проектор на экран. Директор завода подводит итоги работы пресс-конференции. Для контроля за усвоением знаний учащимися по теме “Производство серной кислоты” проводится работа с тестовыми заданиями по вариантам.
Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран, лазерная указка, таблицы “Технологическая схема производства серной кислоты”, “Применение серной кислоты”, образцы сульфидных руд, самородной серы, сульфатов, серной кислоты, аптечка первой помощи с набором медикаментов, медицинский халат и колпак, средства индивидуальной защиты ( костюм, защитные очки), таблички с указанием Ф.И.О. и должности руководителя отдела.
Далее приводятся тезисы выступлений руководителей отделов завода, тесты, прилагаются слайды для демонстрации.
Заведующий музеем. Тема моего выступления - возникновение и развитие контактного способа получения серной кислоты. Название “контактный” подразумевает наличие какого-либо контакта или “контактного” вещества, посредством которого происходит химическая реакция (окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI)) Но реакция между оксидом серы (IV) и кислородом не идет даже при нагревании. Если смесь привести в соприкосновение с некоторыми веществами, то образуется оксид серы (VI). Это было обнаружено почти одновременно англичанином П. Филлипсом в 1831 г. и немецким химиком И. В. Деберейнером в 1832 г. И. Деберейнер в 1832 г. применял в качестве “контактного” вещества мелкораздробленную платину, а немецкий ученый Г. Магнус платиновую губку. Первым установленным катализатором была платина, но это очень дорогой металл, поэтому исследователи стали искать другие подходящие катализаторы. В середине XIX в. было установлено каталитическое действие пемзы, пропитанной перекисью марганца, оксида железа, а затем смеси оксидов железа, меди и хрома. Вначале сырьем в контактном методе получения серной кислоты служила сера, которая предварительно сжигалась для образования оксида серы (IV). Но уже в 1833 г. француз Перрё получил патент после проведения им опытов сжигания серного колчедана, в результате чего выделялся оксид серы (IV). А в 1836 г. он сконструировал печь для сжигания колчедана. В 40-х годах XIX в. началось вытеснение серы колчеданом, усилившееся в 50-е годы XIX в., когда в 1855 г. были открыты крупнейшие месторождения колчедана в Испании и Португалии, а в 1859 г. – крупное месторождение в Норвегии. В этом же году впервые использовали еще одно сырье для контактного метода получения серной кислоты – газы, отходящие при металлургическом производстве. В 1859 г. в Окере (Германия) был построен первый завод на газах металлургических печей. Этот источник оксида серы (IV) применяется до сих пор. В этот же период, в середине XIX в. были предприняты попытки усовершенствовать аппаратуру для контактного получения серной кислоты. Авторы многочисленных работ этого периода поставили перед собой “великую цель” замены камерного способа контактным. В конце XIX в. потребность в высококонцентрированной серной кислоте (олеуме) стала еще более возрастать в связи с бурным развитием органического синтеза. В 1897 г. был построен первый контактный сернокислотный завод в России (Тентелевский завод в Петербурге), который систематически начал работать с 1903 г. В 1901–1902гг., Де-Хэн взял первые патенты на применение ванадиевых соединений в качестве катализаторов для контактного процесса получения серной кислоты. Применять ванадиевые катализаторы стали только в 1920–1930 гг., особенно в результате работ советских ученых А. Е. Ада-Дурова и Г. К. Борескова. В настоящее время почти повсеместно в этом промышленном процессе применяются ванадиевые катализаторы.
Поставщик сырья “РосХимПост”. Я являюсь представителем компании “Российские Химические Поставки” (“РосХимПост”)и расскажу вам о видах сырья, используемых в производстве серной кислоты и о деятельности нашей компании. Очевидно, Вы знакомы с такими понятиями, как материалы, сырье, отходы производства (Рис.- слайд № 2).В производстве серной кислоты в качестве сырья используют химический элемент – серу. В природе сера встречается в трех формах: самородная, сульфидная и сульфатная. Самородная сера – минерал. В природе распространена с примесью мышьяка, селена, теллура. Происхождение самородной серы – вулканическое, гипергенное, т.е .возникающее при низких температурах и давлении. (Рис. №.3).
(Демонстрация образцов руд). Сера входит в состав всех горючих ископаемых: природных газов, нефти, горючих сланцев, бурых и каменных углей. Ведется добыча самородной серы в Прикаспийской низменности и на Курильских островах в Охотском море (применение карты). Добыча гипса, пирита ведется на Кавказе, на Урале и в Средней Азии. Расположенные в Калининградской области богатейшие месторождения рудных ископаемых – железистых кварцитов, содержащих серу, получили название Курской магнитной аномалии (КМА).Налажена добыча серного колчедана и самородной серы в Поволжье (Самара, Уфа, Оренбург). В Северо-Европейской части нашей страны, а именно в нашей, Архангельской, области, (месторождение Яренгское) ведется добыча горючих сланцев. На Кольском полуострове добываются железные руды, содержащие серу. Таким образом, добыча сырья для производства серной кислоты ведется на территории всей России. Именно с такими крупными предприятиями по добыче серы и сотрудничает “РосХимПост”. Мы поставляем только качественное сырье, поэтому занимаем одно из ведущих мест на рынке сбыта химического сырья. Хочу обратить ваше внимание на методы переработки сырья (Рис. № 4).Выбор сырья определяет технологию производства, себестоимость и качество получаемого продукта. Процесс производства серной кислоты из чистой серы проще, чем из других видов сырья. На получение 1 т серной кислоты расходуют 0,85 т серного колчедана – FeS2 или 0,35 т серы. Отсюда существенное влияние потребительского фактора в размещении заводов по производству серной кислоты, которое усиливается тем, что серная кислота – продукт нетранспортабельный. А перевозить сырье в несколько раз дешевле, чем транспортировать готовую кислоту. Назначение химической промышленности заключается не только в том, чтобы производить необходимые материалы и вещества, но и перерабатывать свои собственные отходы и отходы других отраслей промышленности. Основная линия борьбы с ухудшением состояния окружающей среды – это создание таких производств, в которых не было бы вредных отходов, все сырье использовалось бы комплексно и экономично.
Принцип комплексного использования сырья подразумевает – переработку в полезные продукты всех входящих в состав сырья компонентов. Примером комплексного использования сырья может служить способ переработки отходов производства серной кислоты из пирита и получения металлов обжигом сульфидов цветных металлов. В первом случае твердый продукт обжига – огарок, используется для производства чугуна. Иногда из него извлекают медь, которую применяют как удобрение на осушенных торфяных почвах, а при содержании золота в огарке более 0,6 г на 1 тонну извлекают и его. Во втором случае, при получении металлов обжигом сульфидных руд, в атмосферу выбрасывались громадные массы ядовитого газа – оксида серы (IY). Сегодня этот газ используют в качестве сырья для производства серной кислоты. Все большее значение как сернокислотное сырье приобретает сероводород, содержащийся во многих природных горючих газах, а также образующийся при коксовании каменных углей. Технология производства серной кислоты из сероводорода, не содержащего ядовитых для катализатора примесей, значительно проще , чем из сульфидных руд. Самой дешевой в настоящее время является кислота, получаемая из сероводорода. В связи с этим удельный вес его в производстве серной кислоты растет. Доля же серного колчедана уменьшается. Таким образом, природные ресурсы нужно перерабатывать комплексно, выбирая наиболее экономичное для данных условий сырье, и решая одновременно задачу выбросов ядовитых веществ в атмосферу.
Инженер – технолог – рассматривает стадии производства серной кислоты с использованием таблиц и рис. № 5,6,7, где отображены оптимальные условия ведения процессов.
Руководитель отдела сбыта. По разнообразию применения серная кислота занимает 1место среди кислот. (Рис. № 8).Главный потребитель производимой нашим заводом серной кислоты – промышленность минеральных удобрений (59 %). Мы поставляем свой продукт на заводы, где производят фосфорные и азотные удобрения, а также на комбинаты, где получают кислоты и соли. Наши потребители – предприятия по производству взрывчатых веществ. Дегидратирующая способность используется для осушки газов. На свойстве серной кислоты сульфировать органические соединения основывается производство продуктов, служащих сырьем для синтеза красителей, лекарственных препаратов. Производимую нами кислоту предприятия нефтеперерабатывающей промышленности используют для очистки бензина, керосина и масел от таких примесей, которые при хранении нефтепродуктов осмоляются и загрязняют их. Серная кислота – катализатор реакций, применяемых для производства высокооктановых компонентов бензина. В машиностроении серной кислотой очищают поверхность металлов перед покрытием – никелированием, хромированием. Из серной кислоты получают искусственные волокна, пластмассы, моющие, смачивающие и эмульгирующие средства. Ее употребляют для заливки аккумуляторов. В сельском хозяйстве используют полученные на ее основе гербициды – средства борьбы с сорняками. На схеме представлены далеко не все области применения серной кислоты. Диаграмма отражает процентное соотношение использования серной кислоты между отраслями промышленности. (Рис. № 9)
Еще Д.И. Менделеев писал в “Основах химии”: “Едва найдется другое, искусственно добываемое вещество, столь часто применяемое в технике, как серная кислота”.
Главный экономист. Работа нашего завода, как и любого другого промышленного предприятия, оценивается на основе определенных технико-экономических показателей. Я хотела бы познакомить вас с некоторыми из них (Рис. № 10-13)
Для количественного учёта энергетического процесса составляют материально-энергетические балансы. Они основаны на законе сохранения массы. Это означает что масса веществ, поступивших на технологическую операцию, т. е. приход равен массе расхода /масса получившихся веществ /. Материальный баланс составляется с учетом побочных реакций и на 1 массу продукта или сырья. На основании материального баланса вычисляют практический выход продуктов в % от теоретического на 1 т. сырья. (Рис. № 14).
Энергетический баланс составляют для учета расходов энергии на основе закона сохранения энергии и его называют тепловым балансом. Тепловой баланс формулируется следующим образом: приход тепла (кол-во Q) равен расходу тепла в той же операции. На слайде представлен расчет теплового баланса обжига колчедана (Рис. № 15).
На слайдах (Рис. № 16 и 17) отображены диаграммы объемов производства серной кислоты в СССР и России. Я являюсь руководителем экономического отдела в течение нескольких лет, имею определенный опыт работы и с уверенностью могу заявить, что производимая нами серная кислота удовлетворяет всем требованиям государственных стандартов. За последние годы количество потребителей нашей продукции значительно возросло. Наш завод не является убыточным, мы получаем хорошие прибыли. Для этого мы стараемся полнее и эффективнее использовать сырье, энергию и оборудование; опираемся в своей работе на достижения современной науки, совершенствуем технологические процессы, внедряем новую технику в наше производство.
Руководитель отдела науки. Современное промышленное предприятие не может развиваться, не внедряя в практику достижения науки и технологии. На нашем предприятии в полной мере реализуется принцип автоматизации и механизации, что позволяет облегчить физический труд работников при обслуживании механизмов и аппаратов, компьютерная техника помогает управлять сложными процессами. Мы внедряем современные технологии химической обработки исходного сырья, что способствует не только наиболее полному использованию его для получения продукта, но и производству его с наименьшими потерями, заботится о сохранении окружающей среды и здоровье работников завода. В наступающем году мы планируем уделить большое внимание модернизации действующих установок, совершенствованию технологий с целью уменьшения энергозатрат, металлоемкости, созданию замкнутых схем, которые препятствуют выбросу вредных веществ в атмосферу, используют вторичные ресурсы. Мы подсчитали, что в результате нашей модернизации металлоемкость уменьшится втрое, потребление электроэнергии в 5 раз, а производительность аппаратуры возрастет в 1,5 раза
На нашем предприятии в качестве сырья используется серный колчедан. Но существуют и другие способы получения серной кислоты. Я хотела бы познакомить вас с некоторыми из них (Рис.№18-25).
Руководитель отдела охраны труда Большое внимание на нашем предприятии мы уделяем вопросам охраны труда, соблюдению всеми работниками правил техники безопасности. Своевременно и систематически мы проводим инструктажи, проверку знаний работниками правил техники безопасности, осуществляем контроль за соответствием рабочих мест требованиям охраны труда, проводим своевременный ремонт и замену оборудования, поддерживаем оптимальный температурный режим в помещениях. Процесс производства серной кислоты характеризуется наличием источников тепло- и влаговыделений, поступлением в воздушную среду производственных участков серо- и мышьякосодержащих соединений, образованием газообразных, жидких и твердых отходов. Поэтому условия труда работников нашего предприятия приравниваются к вредным. Источником тепловыделений являются недостаточно теплоизолированные поверхности оборудования. Средние температуры превышают допустимую в 1,5–4 раза. Аппаратчики в момент обслуживания подвергаются воздействию теплового излучения интенсивностью от 0,7 до 2,8кал/см.кв.* мин. Температура воздуха на рабочих площадках в теплый период года колеблется от 25,8 до 34,7 градусов. В воздушной среде сернокислотного цеха наблюдаются повышенные концентрации сернистого ангидрида ( 23,7–42,1 мг/м.куб.), аэрозолей серной кислоты (1,8–4,6 мг/м.куб.) и мышьяковистого ангидрида ( 0,6–0,9 мг/м. куб.). Основная причина – недостаточная герметизация газоходных систем, технологического оборудования. Большую роль в решении вопросов охраны труда играет соблюдение работниками предприятия правил техники безопасности на производстве. Я хотел бы познакомить вас с теми требованиями охраны труда, которые предъявляются на нашем предприятии. В опасных зонах производственных цехов вывешиваются знаки безопасности. Персонал обеспечивается средствами индивидуальной защиты (защитные костюмы, спец.обувь, очки, противогазы). Для технических устройств устанавливается срок службы. Технологическое оборудование и трубопроводы для кислот, должны оснащаться предохранительными устройствами, коррозионностойкими, защищающими от превышения давления выше допустимого значения. В помещениях организуется регулярный контроль за состоянием воздушной среды. При превышении ПДК должны включаться: световой и звуковой сигналы, аварийная вентиляция, сблокированная с системой поглощения выбросов вредных веществ в атмосферу. Предельно допустимые концентрации : для серной кислоты – 0,3 мг/ м .куб., для оксида серы ( IY) – 0,5 мг/ м. куб. Склады кислот должны располагаться в более низких местах по отношению к другим зданиям и сооружениям и преимущественно с подветренной стороны преобладающих направлений ветров относительно места расположения ближайших населенных пунктов. Складские емкости для хранения кислот должны быть обеспечены средствами, предотвращающими попадание в них влажного воздуха. В производственных помещениях, хранилищах кислот, местах, где проводится работа с кислотами, имеется аварийный комплект средств индивидуальной защиты, а также средства для локализации аварийной ситуации и оказания первой помощи пострадавшим (душ или ванна самопомощи и др.). Работники обязаны: соблюдать дисциплину на рабочих местах; исключить прием пищи в цехах; проверить наличие и исправность заземления электрооборудования; освещенность рабочего места и работу систем вентиляции, наличие противопожарного инвентаря; наличие вблизи умывальника мыла, ваты в упаковке, полотенца и средств для нейтрализации кислоты при попадании их на кожу и в глаза. Пролитую серную кислоту следует засыпать опилками, смочить раствором соды или засыпать содой и вытереть насухо. При возгорании горючих материалов следует приступить к тушению очага возгорания первичными средствами пожаротушения. В случае невозможности ликвидации пожара своими силами работник должен вызвать пожарную охрану и сообщить руководителю работ о происшествии. За последние несколько лет на нашем предприятии не зафиксировано ни одного случая получения травм или возникновения аварийных ситуаций.
Медицинский работник. Обращаясь к слайдам, рассматривает вопрос о мерах предосторожности при работе с серной кислотой, о влиянии ее на организм человека, о первой помощи при попадании ее на кожу, в глаза, в желудочно-кишечный тракт, о составе аптечки первой помощи (с демонстрацией содержимого), а также знакомит участников пресс-конференции с санаторием “Беломорье”, расположенном в Архангельской области, где ежегодно проходят профилактическое лечение работники завода ( Рис. № 26-29)
Руководитель отдела охраны окружающей среды Процесс производства серной кислоты из пирита сопровождается образованием вре...
ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами методического материала урезан на треть (33%)!
Чтобы просматривать этот и другие тексты полностью, авторизуйтесь на сайте:
|
|
Добавлено: 2011.10.02 | Просмотров: 2255
При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательна!
|
