Chuyên đề Sử lý chất thải trong dạy học hóa học ở trường THCS

 Nếu họ có đầy đủ những nhận thức về bảo vệ môi trường, thì từ khi đang học trên ghế nhà trường và cho đến khi ra đời, dù họ làm việc gì, ở bất cứ nơi đâu, bất kì cương vị hoạt động nào, cũng đều có thể thực hiện nhiệm vụ bảo vệ môi trường một cách có hiệu quả. 
 Ở trường THCS, việc truyền thụ kiến thức giáo dục môi trường đến học sinh thuận lợi và hiệu quả nhất vẫn là hình thức tích hợp và lồng ghép vào các môn học. Bên cạnh những kiến thức từ nội dung bài học, các em còn có thể tích lũy được các kiến thức về môi trường từ đó hình thành ý thức bảo vệ, giữ gìn. Hiện nay, nội dung này đã và đang được triển khai, phổ biến rộng rãi trong giờ học kể cả chính khóa lẫn ngoại khóa, đặc biệt là lồng ghép trong các môn học như : Hóa, lý, sinh, địa, Giáo dục công dân,... 
 Hóa học là môn khoa học tự nhiên có mối quan hệ mật thiết với các môn khoa học khác như vật lí, sinh học,...đồng thời có vai trò to lớn trong đời sống kinh tế xã hội. Đặc biệt, bộ môn hóa học giúp các em từ chỗ nghiên cứu tính chất của chất, sự tạo thành chất mới, các quy luật biến đổi chất sẽ rút ra được mối liên hệ phát sinh giữa các sự vật, giải thích được bản chất của các quá trình xảy ra trong tự nhiên, trong sản xuất và trong đời sống liên quan đến môi trường. Tuy nhiên, trong thực tế cho thấy việc giảng dạy Hóa học còn mang nặng tính lí thuyết, thụ động, và chưa phù hợp với yêu cầu xã hội. Đó là vấn đề mà những giáo viên dạy bộ môn Hoá chúng tôi luôn phải đặt ra. Ngoài giáo dục trên về mặt lí thuyết người giáo viên giảng day bộ môn Hóa học cần ứng dụng chính những kiến thức Hóa học để xử lý các chất thải mà trong quá trình làm thí nghiệm đã thải ra môi trường. Nhưng hiên nay ở các trường THCS trong toàn huyện khi là thí nghiệm giáo viên và học sinh mới chỉ trang bị cho mình dụng cụ bảo hộ đó là khẩu trang, dùng dụng cụ khẩu trang mới chỉ hạn chế các chất khí có ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của giáo viên và học sinh nhưng về mặt bảo vệ môi trường thì không có khả năng làm giảm yếu tố ô nhiễm môi trường, ngoài ra khi làm thí nghiệm giáo viên và học sinh trường mở quạt thông gió cách này cũng không có khả năng bảo vệ sức khỏe cho giáo viên và học sinh cũng như không có ý nghĩa về bảo vệ môi trường. Chính vì vậy tôi xin đưa ra một một phương pháp xử lý chất thải trong quá trình làm thí nghiệm góp phần nhỏ bé trong việc bảo vệ môi trường, bảo vệ sức khỏe cho đồng nghiệp và học sinh, giúp thầy và trò tự tin hơn trong quá trình làm thí nghiệm Và cũng xuất phát từ lý do trên đã thôi thúc tôi đi vào nghiên cứu tìm ra chuyên đề này.
2. Mục đích của chuyên đề
 Qua nghiên cứu và trực tiếp giảng day bộ môn Hóa học bản thân tôi và các đồng nghiệp ý thực được rằng cẩn phải bảo vệ sức khỏe cho những người giáo viên đang trực tiếp giảng dạy, những học sinh thân yêu cũng như việc bảo vệ môi trường sống trong lành cho mọi người.
3. Mục tiêu của chuyên đề
 Môn Hóa học là một bộ môn khoa học thực nghiệm, ngoài kiến thức về mặt lí thuyết người học phải biết tiến hành thí nghiệm để từ đó khắc sâu về kiến thức, cũng như qua thí nghiệm để tìm tòi kiến thức. Chính vì vậy làm thí nghiệm là một trong những yêu cầu quan trọng trong việc học tập bộ môn này. Trong các thí nghiệm Hóa học ở trường THCS một số hóa chất khi dùng làm thí nghiệm cũng như những hợp chất sinh ra trong quá trình tiến hành thí nghiệm gây ảnh hưởng không nhỏ tới sức khỏe của thầy và trò cũng như ảnh hưởng tới môi trường sống của chúng ta. Chính vì vậy mục tiêu của chuyên đề này nghiên cứu hệ thống xử lý các chất thải trong khi làm thí nghiệm môn Hóa học ở trường THCS
 II. NỘI DUNG
 1. Cơ sở thực tiễn
 Nhiệm vụ của bộ môn là nghiên cứu về chất, sự biến đổi của chất, có liên quan trực tiếp đến môi trường trong quá trình giảng dạy một số chất khi sử dung cũng như những chất sinh ra trong quá trình làm thí nghiệm nó có ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của giáo viên, học sinh và ảnh hưởng đến môi trường, SO2 gây ra viêm đường hô hấp, gây ra mưa axit, mưa axit không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe người và động vật mà còn phá hoại các công trình xây dựng... SO3, HCl là một trong những nguyên nhân gây ra viêm đường hô hấp, viên phổi. NOx gây viêm, sưng lớp niêm mạc, cản trở trao đổi khí có thể gây chết ở liều cao. Khí Cl2 ảnh hưởng đến đường hô hấp, viêm phổi, khí CO làm giảm khả năng vận chuyển oxi gây khó thở nếu tình trạng khó thở kéo dài gây tử vong. Chính vì vậy rất nhiều giáo viên không tổ chức hoặc chỉ là giới thiệu cách làm thí nghiệm dẫn tới kỹ năng làm thí nghiệm của giáo viên và học sinh còn nhiều hạn chế, học sinh nắm bắt về bản chất của hiện tượng không được sâu sắc.
 Trước thực trạng trên tổ KHTN trường THCS Cao Dương xây dựng một chuyên đề về sử lí chất thải trong quá trình làm thí nghiệm môn Hóa học ở THCS, tuy nhiên ở phạm vi chuyên đề này chúng tôi chỉ mới đưa ra biện pháp xử lý một số chất thải khí các hợp chất Axit hoặc oxit axit gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe giáo viên đứng lớp, học sinh cũng như ảnh hưởng đến môi trường của chúng ta. 
Công tác sử lí được tiến hành như sau:
 Về mặt lí thuyết các chất như Cl2, Br2, HCl, H2SO4, HNO3, CO2, SO2, SO3, P2O5, H2S, HBr, NOx được sử dụng trong quá trình làm thí nghiệm hoặc sinh ra khí các chất phản ứng vói nhau chúng đều phản ứng được với dung dịch Ca(OH)2. Các phương trình phản ứng:
2HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2H2O
H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4↓ + 2H2O
2HNO3 + Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 + 2H2O
2HBr + Ca(OH)2 → CaBr2 + 2H2O
2Cl2 + 2Ca(OH)2 → CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3↓ + H2O
SO3 + Ca(OH)2 → CaSO4↓ + H2O
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O
P2O5 + 3Ca(OH)2 → Ca3( PO4)2 ↓ + 3H2O	
 2HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2H2O
2. Phạm vi áp dụng
STT
Tên bài
Hợp chất dùng TN hoặc
 thải ra
Tác hại
1
Tính chất của oxi
SOx, P2O5
VĐHH, ONMT
2
Thành phần không khí
P2O5
VĐHH, ONMT
3
Bài thực hành 4
SOx
VĐHH, ONMT
4
Tính chất ứng dụng của H2
Khí HCl
VĐHH, ONMT
5
Điếu chế H2 – phản ứng thế
Khí HCl
VĐHH, ONMT
6
Bài TH 6. T/c HH của H2O
P2O5
VĐHH, ONMT
Hóa học 9
7
Một số oxit quan trọng
SOx
VĐHH, ONMT
8
Tính chất hóa học của axit
Khí HCl
VĐHH, ONMT
9
Một số axit quan trọng
SOx, khí HCl
VĐHH, ONMT
11
Bài TH 6.T/C HH của Oxit, Axit
P2O5, khí HCl
VĐHH, ONMT
12
Tính chất hóa học của kim loại
Khí Cl2
VĐHH, ONMT
13
Sắt
Khí Cl2
VĐHH, ONMT
14
Tính chất của phi kim
Khí Cl2, khí HCl
VĐHH, ONMT
15
Clo
Khí Cl2
VĐHH, ONMT
16
Metan
Khí Cl2
VĐHH, ONMT
(lưu ý: VĐHH, ONMT viết tắt của cụm từ: Viêm đường hô hấp, ô nhiễm môi trường)
3. Cách tiến hành
Cấu tạo của bình hút: Bình hút được cấu tạo khung nhôm, kính trong suốt, kích thước chiều dài 1m, rộng 0,4m, cao 0,8m. khung nhôm được phủ lớp sơn trắng, phía đỉnh hình chóp cụt trên cùng là máy hút khí một đầu thông với bình, đầu kia nối với ống dẫn khí. Bình có cửa có thể kéo lên hoặc xuống.
 Cách vận hành của tủ: Khi bật công tắc máy hút khí sẽ hút hết các khí có trong bình và dẫn khí đi theo ống dẫn đến bình xử lý.
 Cấu tạo bình xử lý: Bình xử lý được làm bằng kính trong suôt, có đường dẫn khí vào và ra, có máy hút nước tạo mưa. Kích thước của bình là chiều dài 0,4m, rộng 0,2m, chiều cao 0,3m.
 Cách vận hành: Bình xử lý được chứa trong bình một lượng Ca(OH)2 nhất định đủ để xử lý các hợp chất. khi các chất khí được đưa đến đây các khí được sục từ dưới lên, quá trình đó gây ra phản ứng giữa dung dịch Ca(OH)2 với các chất. Tuy nhiên vẫn còn một phần các khí này chưa kịp phản ứng chúng thoát ra khỏi dung dich, lúc dó hệ thống máy làm mưa sẽ phun dung dịch vào các khí này quá trình này được lập đi lập lại nhiều lần kéo theo đó là một lượng chất khí tiếp tục phản ứng. Nếu các khí thải chưa được phản ứng hết chúng được đẩy ra theo một đường ống dẫn khí đi tới hệ thống xử lý chất khí bằng than hoạt tính. ( Than hoạt tính có khả năng hấp phụ các chất khí trên bề mặt.
 Khi chúng tôi tiến hành thí nghiệm chứng minh tính khả thi của chuyên đề thì nhận thấy được kết quả như sau:
 Hệ thống hút khí hoạt động tương đối tốt có khả năng hút toàn bộ khí thải đưa sang bể xử lí.
 Khi đối chứng các thí nghiệm cho kết quả như sau: Ban đầu bình hút khí chỉ hút không khí khí cho vào bình xử lí. Trong bình xử lí chỉ chứa nước, ta cho một vài mẩu quỳ vào quỳ tím không đổi mầu chứng tỏ dung dịch có tính trung tính, khi tủ hút hút khí Cl2 thì màu của quỳ tím chuyển thành màu hồng sau đó mất màu điều này chứng tỏ khí Cl2 đã phản ứng với H2O 
PTHH: Cl2 + HCl → HCl + HClO
Tiếp theo chúng ta thay H2O bằng dung dich Ca(OH)2. Ban đầu quỳ tím chuyển thành màu xanh sau khi cho lượng khí Cl2 giống như trên kết quả cho thấy màu quỳ tím vẫn màu xanh chứng tỏ dung dịch vẫn có tính bazơ (Vì lượng dung dịch Ca(OH)2 dư)
 PTHH: Cl2 + 2Ca(OH)2 → CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
 Tương tự như vậy ta chứng minh với khí HCl, SO2, SO3, P2O5, HCl ...
III. KẾT QUẢ
 Khi giảng dạy bộ môn Hóa học trong quá trình làm thí nghiệm có nhiều hợp chất được sử dụng trong quá trình làm thí nghiệm cũng như các chất sinh ra trong khi làm thí nghiệm thoát ra phòng học ảnh hượng trực tiếp đến sức khỏe con người, các biểu hiện thường gặp như ho, khó thở, tức ngực dẫn tới viêm nhiễm đường hô hấp hay làm cho các bệnh về hô hấp trở nên nghiêm trọng hơn. Nhưng khi chúng tôi đưa hệ thông xử lý chất thải này vào quá trình làm thí nghiệm hầu hết các hợp chất oxit và axit đều được xử lý hứng thú học tập và nghiên cứu thí nghiệm của thầy và trò cũng như hạn chế được rất nhiêu ảnh hưởng của các chất này đối với sức khỏe con người và môi trường.
 Trong quá trình nghiên cứu chúng tôi nhận thấy việc xử lý các chất thải này có rất nhiều phương pháp như dùng tủ hút, khẩu trang... các hóa chất xử lý không chỉ có dung dịch Ca(OH)2 mà còn các dung dịch bazơ khác đều có khả năng này. Nhưng trong bối cảnh hiện nay để trang bị cho việc trang bị cho nhà trường các tủ hút khi làm thí nghiệm cần một lượng kinh phí lớn, và tủ hút không có chức năng xử lí chất thải mà chỉ hút khí đẩy ra ngoài tránh sự tác động trực tiếp lên sức khỏe của người thầy và trò. Không làm giảm ảnh hưởng của các chất này với môi trường. Dùng khẩu trang cũng vậy ngoài