Презентация - Определение содержания углекислого газа в воздухе

«Определение содержания углекислого газа в воздухе».
Автор: Овчинников Владимир, 7 а кл Руководитель: Филатов Борис Павлович, учитель химии, МБОУ «Шпалозаводская СОШ»

Цель исследования:
Оценка содержания углекислого газа в воздухе учебных кабинетов школы.

Задачи:
1. Измерить содержание углекислого газа в кабинетах школы. 2. Проанализировать полученные результаты; 3. Выработать рекомендации по снижению СО2 в классном помещении.

Предмет исследования:
Оксид углерода, который образуется в результате процесса дыхания, протекающего в организме.

Актуальность работы
Актуальность работы заключается в том, что высокая концентрация углекислого газа в кабинетах приводит к ухудшению самочувствия учащихся во время учебных занятий.

Методы исследования:
1. Химический эксперимент; 2. Физические исследования; 3. Математические вычисления.

На сегодняшний день в школе остро стоит проблема сохранения здоровья учащихся. Углекислый газ в школьных помещениях повышает заболеваемость и снижает успеваемость учащихся. Высокое содержание углекислого газа в кабинетах может являться причиной головной боли, воспаления глаз, проблем с носоглоткой, негативно влиять на респираторную систему и вызывать общее чувство усталости.

Для определения концентрации содержания СО2 в воздухе классного помещения были взяты пробы воздуха: - вне помещения здания школы; - в трех кабинетах в конце уроков; - в классном помещении после проветривания при помощи форточки и после сквозного проветривания;

Экспресс-метод определения углекислого газа в воздухе. Для выполнения работы требуется: - медицинский шприц на 200 мл; - 3 химических колбы, вместимостью 50 мл; - колба, вместимостью 500 мл; - колба, вместимостью 100 мл; - 1 г фенолфталеина; - 80 мл этилового спирта; - 25% раствор нашатырного спирта.

Готовим 1% раствор фенолфталеина. Взвешиваем 1 г фенолфталеина.

Растворяем фенолфталеин в спирте.

Готовим поглотительный раствор: к 500 мл воды добавляем 0,5 мл 25% раствора аммиака и две капли 1% раствора фенолфталеина ( по методу Р. А. Колчанова , профессора Белгородского университета).

В колбу наливаем 10 мл поглотительного раствора и закрываем пробкой. Через отверстие в пробке закачиваем шприцом воздух до полного исчезновения малиновой окраски.

Измерение объема кабинета

Измерение площади форточки

Теоретические расчеты:

Определение концентрации СО2 0,04% . N g = ----------- N i Где N – число подач шприцем воздуха открытой атмосферы Ni – число подач шприцем воздуха закрытого помещения 0,04% – концентрация СО2 в атмосфере. Кабинет математики. 0,04% . 25 g = ----------- = 0,09 % ( 5 уроков) 11 Кабинет химии 0,04% . 25 g = ----------- = 0,05 % ( 2 урока) 19 Кабинет иностранного языка 0,04% . 25 g = ------------ = 0,09 % (6 уроков) 11

Работа с расписанием

Расчет вентиляционного объема воздуха K L = ------------ р – g Где L – объем воздуха, необходимый одному человеку в час, м3. К – число литров СО2, выдыхаемого одним человеком в час. Для детей – столько литров, сколько лет ребенку. р – предельно допустимая концентрация СО2 в школьных кабинетах, т.е. 0,1% g – концентрация СО2 в исследуемом помещении.

Кабинет математики
14 8 класс L = --------------- = 1400 м3/час 0,1 – 0,09 13 7 класс L = --------------- = 1300 м3/час 0,1 – 0,09   12 6 класс L = --------------- = 1200 м3/час 0,1 – 0,09

Кабинет химии
12 6 класс L = --------------- = 240 м3/час 0,1 – 0,05

Кабинет иностранного языка
11 5 класс L = --------------- = 1100 м3/час 0,1 – 0,09 12 6 класс L = --------------- = 1200 м3/час 0,1 – 0,09 13 7 класс L = --------------- = 1300 м3/час 0,1 – 0,09 15 9 класс L = --------------- = 1500 м3/час 0,1 – 0,09 17 11 класс L = --------------- = 1700 м3/час 0,1 – 0,09

Время полной смены воздуха с помощью форточки
1,18 . V Т = ---------------- h . S . (t – t1) где Т – время, в течении которого произойдет смена воздуха в кабинете через форточку, мин сек 1,18 – эмпирический коэффициент V – объем кабинета, м3; h – высота форточки, м; S – площадь форточки, м2; t – температура воздуха в помещении; t1 – температура наружного воздуха.

Кабинет математики и иностранного языка
1,18 . 168 Т = ---------------------------- = 4 мин 54 сек 1,2 . 0,72 . (27 – (-20))

Кабинет химии
1,18 . 144 Т = ---------------------------- = 4 мин 24 сек 1,2 . 0,75 . (25 – (-20))

Расчет воздухообмена при сквозном проветривании.
V T = ----------------- S . Vm/c где Т – время, мин сек, V – объем помещения, S – площадь форточки, м2, Vm/c – скорость движения воздуха (1,2 м/сек)

Кабинет математики и иностранного языка.
168 Т = -------------- = 3 мин 18 сек 0,72 . 1,2

Кабинет химии
144 Т = -------------- = 2 мин 42 сек 0,75 . 1,2

Анализ позволяет сделать несколько очевидных выводов:  - содержание СО2 в исследуемом помещении  не должен превышает гигиенический норматив по максимально допустимой концентрации (0.7- 0,1); - учитель следит за воздушным режимом и регулярно проветривает помещение, т.к. концентрация СО2 в начале урока наименьшая; - сквозное проветривание более эффективно по интенсивности очищения  воздуха от СО2,  чем при  открытой форточки, но его нужно использовать очень осторожно, т.к. сквозняки могут привести к простудным заболеваниям;

Заключение Очень важно то, каким воздухом дышит ребенок во время своего развития, ведь организм ребенка более подвержен негативному влиянию отравляющих веществ. Была высказана гипотеза о том, что основной причиной увеличения заболеваний является негативное воздействие загрязненного воздуха и повышенного уровня углекислого газа во внутренних помещениях. Исследования подтвердили эту гипотезу. Дети, страдающие аллергией, астмой и другими заболеваниями дыхательных путей, наиболее подвержены негативному влиянию углекислого газа в помещении. Как же можно решить эту проблему  в наш техногенный век?     Во-первых, с помощью комнатных растений. Но поскольку поглощение ими избыточной углекислоты из воздуха происходит только на свету, то одним им вряд ли справиться.       Во-вторых, учителям регулярно проветривать классные помещения, а в тёплое время осуществлять сквозное проветривание.

Таблица исследования углекислого газа в учебных кабинетах школы
.Объем м3.Площадь форточки м2.Количество уроков.Количество учащихся.Концентрация СО2.Расчет вентиляционного объема воздуха м3/час.Время полной смены воздуха с форточкой.Расчет времени воздухообмена при сквозняке
Кабинет химии.144.0,75.2.52.0,05%.240.4 мин 24 сек.2 мин 42 сек
Кабинет математики.168.0,72.5.102.0,09%.1400.4 мин 54 сек.3 мин 18 сек
Кабинет и/я.168.0,72.6.125.0,1%.1700.4 мин 54 сек.3 мин 18 сек

Литература
Колчанов Р. А., «Инновационный подход к ученическому эксперименту», Белгород, 2009 «Химия в школе», № 5, 2009 г. журнал http://www.enontek.ru. Гигиенические требования к условиям обучения в общеобразовательных учреждениях . Медицина. 2010 г.