1. PROMATRAJMO.
Svakim danom svjedoci smo klimatskih promjena koji su posljedica porasta temperature. Ona je izravno povezana s porastom koncentracije stakleničkih plinova u posljednjih 150 godina, tj. od početka industrijske revolucije. Srednje mjesečne temperature zraka ukazuju da je siječanj 2020. bio topliji od prosjeka (1981. – 2010.) na svim analiziranim postajama.
Atmosferska onečišćenja u graničnome sloju atmosfere (donji sloj atmosfere u kontaktu sa Zemljinom površinom visine do 2 km) imaju značajan utjecaj na cjelokupni život na Zemlji. Često se u sastavu atmosfere nalaze i mnogi drugi kemijski spojevi. Njihova koncentracija može biti lokalno relativno visoka, a o tome ovisi kakvoća zraka. Mnoge su od tih tvari prirodnoga podrijetla, ali mnoge nastaju kao posljedica čovjekova djelovanja.
Razvojem tehnologije i rastom urbanih područja raste i onečišćenje okoliša. Onečišćujuće tvari u zraku predstavljaju ozbiljnu prijetnju za zdravlje ljudi i vegetaciju, a nerijetko oštećuju i materijalna dobra.
2. PRISJETIMO SE ŠTO VEĆ ZNAMO O UOČENOJ POJAVI/PROCESU.
- klimatske promjene
- efekt staklenika
- kisele kiše
- fizikalna i kemijska svojstva plinova
3. POSTAVIMO ISTRAŽIVAČKO PITANJE.
Utječe li negativno razvoj ljudske civilizacije na Zemljinu atmosferu?
4. OBLIKUJMO PRETPOSTAVKU.
Razvoj ljudske civilizacije negativno utječe na Zemljinu atmosferu.
5. PLANIRAJMO I PROVEDIMO ISTRAŽIVANJE.
Učenici su podijeljeni na skupine. Unutar skupine učenici se organiziraju i dijele zadatke svakomu članu.
a) Proučavanje literature
- Prva skupina istražuje uzrok i posljedice efekta staklenika za život na Zemlji.
- Druga skupina istražuje uzrok i posljedice kiselih kiša za život na Zemlji.
- Treća skupina istražuje uzrok i posljedice stvaranja ozonskih rupa za život na Zemlji.
Tijekom rada učenici se trebaju služiti sljedećim digitalnim izvorima informacija: Repozitorijem Medicinskoga fakulteta Sveučilišta u Zagrebu, PubMedom, e-časopisom „Hrčak“, Hrvatskom znanstvenom bibliografijom. Svaka skupina treba izdvojiti tri rada ili članka na zadanu temu te proučiti odabrane radove ili članke. Skupine razmijenjuju dobivene rezultate pretraživanja s ostalim članovima skupine s pomoću digitalnoga alata Padlet.
b) Analiza kvalitete zraka
Na mrežnim stranicama HAOP-a (Hrvatske agencije za okoliš i prirodu) nalaze se podatci o kvaliteti zraka mjernih postaja u Republici Hrvatskoj. Pronađite postaju najbližu svomu mjestu stanovanja i proučite parametre koje ta postaja ima izmjerene za taj dan. Te podatke usporedite sa sljedećim mjernim postajama: Međunarodna zračna luka Zagreb, Krešimirova ulica u Rijeci, Split – 1 i Osijek – 1. Dobivene podatke bilježite u tablicu koju prema danom predlošku precrtajte u vaš dnevnik rada.
1. tablica: Kvaliteta zraka (preuzmite tablicu)
PM2,5 – lebdeće čestice (<2,5 µm) (µg/m3)
PM2,5 ili fine čestice jesu čestice koje su mnogo opasnije jer su manje od 2,5 μm, stoga lakše i dublje mogu prodrijeti u organizam. One nastaju sagorijevanjem fosilnih goriva (ispušni plinovi iz automobila, grijanje na drva ili ugljen i sl.), a sastoje se uglavnom od sulfata, nitrata, amonijaka, organskoga i elementarnoga ugljika, teških metala poput olova, mangana, bakra, kadmija, cinka, nikla, vanadija i kroma). Njihov je promjer otprilike 3 % promjera dlake kose, a kad njihova koncentracija poraste više od dopuštenih 25 μg/m3 u kalendarskoj godini i kad prodru duboko u pluća, mogu uzrokovati niz problema, od otežanoga disanja do peckanja očiju.
* PM10 – lebdeće čestice (<10 µm) (µg/m3)
PM10 ili grube čestice jesu one koje imaju promjer manji od 10 mikrometara (μm), primjerice prašina ili pelud. Za usporedbu, zrno pijeska ima promjer oko 90 mikrometara, a PM10 čestice mogu biti još mnogo manje od toga. PM10 uglavnom sadrže željezo, aluminij i silikate, a nastaju primarno zbog loženja na kruta goriva te ispušnih plinova automobila i industrije. Njihova prosječna granična vrijednost tijekom 24 sata jest 50 μg/m3, a sve iznad toga znači da je kvaliteta zraka lošija te da s vremenom može početi utjecati na zdravlje.
c) Eksperimentalni dio
- Dobivanje kisika
Pribor i kemikalije: vodikov peroksid (w = 15 %), svježa pileća jetra, staklena čaša i drvena treščica, upaljač, mobilni uređaj ili fotoaparat.
Opis pokusa: Ulijte 10 mL vodikova peroksida u staklenu čašu. Usitnite 5 g svježe pileće jetre i stavite u čašu s vodikovim peroksidom. Zapalite drvenu treščicu, pustite ju da gori, ugasite plamen puhanjem i oblikujte užareni vrh. Prinesite užarenu treščicu otvoru čaše i pratite promjene. Fotografirajte rezultat mobilnim uređajem ili fotoaparatom.
- Dobivanje ugljikova(IV) oksida
Pribor i kemikalije: soda bikarbona, ocat, staklena čaša, žličica, drvena treščica, upaljač, mobilni uređaj ili fotoaparat.
Opis pokusa: Stavite 3 žličice sode bikarbone i 0,5 dL octa u staklenu čašu. Uronite zapaljenu drvenu treščicu u čašu i pratite promjene.
- Izrada modela efekta staklenika
Pribor i kemikalije: tri staklene čaše, stakleno zvono, termometar, ocat, soda bikarbona, voda.
Opis pokusa: Ulijte u dvije staklene čaše do polovine vodu i termometrom izmjerite temperaturu vode u objema čašama. Ostavite jednu čašu otkrivenu kraj prozora, a drugu pokrijte staklenim zvonom. Ponovno izmjerite temperaturu vode u objema čašama nakon 30 minuta. U treću staklenu čašu stavite sodu bikarbonu i nakapajte ocat. Pokraj nje smjestite drugu čašu do polovine napunjenu vodom i poklopite obje čaše staklenim zvonom. Nakon 30 minuta izmjerite temperaturu vode ispod zvona. Dobivene rezultate bilježite u tablicu koju prema danom predlošku precrtajte u vaš dnevnik rada. Zaključite na temelju rezultata zašto dolazi do promjene temperature.
2. tablica: Eksperimentalni podaci (preuzmite tablicu)
Istražite na mrežnim stranicama kolika je koncentracija ugljikova dioksida na dan provođenja pokusa i usporedite je s vrijednošću od prije godinu dana. Na temelju dobivenih vrijednosti zaključite jesmo li na putu ublažavanja klimatskih promjena ili se ljudska civilizacija kreće krivim smjerom te što trebamo poduzeti da smanjimo emisiju stakleničkih plinova.
- Utjecaj kisele kiše na kredu
Pribor i kemikalije: dvije staklene čaše, crveni kupus, ocat, kreda, voda, cjedilo za čaj, mobilni uređaj ili fotoaparat.
Opis pokusa:
Izribajte pola male glavice crvenoga kupusa. Dodajte 200 mL vruće vode na izribani kupus te sve dobro promiješajte. Procijedite sadržaj kroz cjedilo za čaj. Bacite zaostali kupus na cjedilu. Sok crvenoga kupusa može poslužiti kao indikator i za kiseline i za lužine. Njegova je boja ljubičasta, a ovisno o kiselosti ili lužnatosti otopine, mijenja boje (3. tablica).
Napunite vodom jednu trećinu prve čaše, a drugu napunite octom. Indikatorom crvenoga kupusa odredite je li tekućina u čašama neutralna, kisela ili lužnata. Uronite komadić krede u svaku čašu. Fotografirajte i ostavite stajati jedan dan. Pratite promjene i fotografirajte rezultat. Na temelju rezultata zaključite kakav bi učinak imale kisele kiše na građevine izgrađene od vapnenca (mramora) i ljušture školjkaša.
6. ANALIZIRAJMO REZULTATE I DONESIMO ZAKLJUČKE.
Analizirajte dobivene rezultate i donesite zaključak utječe li razvoj ljudske civilizacije negativno na Zemljinu atmosferu.
7. NAŠA JE PRETPOSTAVKA POTVRĐENA. / NAŠA JE PRETPOSTAVKA OPOVRGNUTA.
Je li vaša pretpostavka prije izvedbe istraživačkoga rada bila točna? Ako je vaša pretpostavka opovrgnuta, razmislite i pokušajte s novom pretpostavkom.
8. NAPRAVIMO IZVJEŠTAJ.
Rezultate svoga rada prikažite prezentacijom ili plakatom izrađenim u PowerPointu ili Preziju .
DODATAK ISTRAŽIVAČKOMU RADU:
- korelacija: Biologija, Matematika
- međupredmetne teme: Zdravlje, Održivi razvoj, Osobni i socijalni razvoj, Učiti kako učiti, Uporaba informacijske i komunikacijske tehnologije
PITANJA ZA RASPRAVU:
1. Koje ste svojstvo kisika dokazali pokusom?
2. Je li kisik teži ili lakši od zraka? Obrazložite odgovor.
3. Koje ste svojstvo ugljikova(IV) oksida dokazali pokusom?
4. Istražite na mrežnim stranicama koji se plin nalazi u aparatima za gašenje požara.
5. Preuzmite PDF dokument i riješite problemski zadatak Kontrolirano dobivanje malih količina plinova u kemijskom laboratoriju. Usporedite način dobivanja manjih količina plinova koji ste proveli u eksperimentalnom dijelu ovoga rada (c) i dobivanja plinova u kemijskom laboratoriju.
Kontrolirano dobivanje malih količina plinova u kemijskom laboratoriju (pdf)
6. Kisik, dušik, helij i vodik čuvaju se u čeličnim bocama u plinovitome stanju. Sadržaj boca s komprimiranim plinovima označuje se obojenim prstenom u gornjemu dijelu boce. Pri kojemu se tlaku nalaze u čeličnim bocama i kojom je bojom označena boca s kisikom?
7. Na temelju tablice zaključite kako povišena temperatura utječe na topljivost plinova u vodi. Razmislite kako porast temperature vode u rijekama, jezerima i morima utječe na život živih bića u njima.
Koristeći se podatcima u tablici, izradite grafikon ovisnosti topljivosti plinova o temperaturi s pomoću digitalnoga alata MetaChart.
8. Navedite neke mjere koje mogu doprinjeti smanjenju koncentracije ugljikova(IV) oksida u atmosferi.
9. Kritički razmotrite i argumentirajte sljedeće tvrdnje aktulanim zbivanjima kod nas i u svijetu.
- Štednja električne energije je važna jer su termoelektrane najveći potrošači fosilnih goriva.
- Pošumljivanjem velikih površina drveće bi trošilo više ugljikova(IV) oksida za fotosintezu i tako bi se njegova koncentracija smanjivala, a povećavala bi se koncentracija kisika i pričuve biljne hrane.
10. Istražite na mrežnim stranicama tko je Greta Thunberg. Njezina poznata rečenica jest Nitko nije toliko malen da ne može uzrokovati promjene. Razmislite i predložite što možete učiniti u borbi protiv aktualne klimatske krize uzrokovane neaktivnošću u odnosu na klimatske promjene.