Temat: Destylacja ropy naftowej

Adresat

Uczniowie liceum ogólnokształcącego i technikum

Podstawa programowa:

Nowa podstawa programowa:

Liceum ogólnokształcące i technikum. Chemia – zakres podstawowy:

XIII. Węglowodory. Uczeń:

8) opisuje przebieg destylacji ropy naftowej i pirolizy węgla kamiennego; wymienia nazwy produktów tych procesów i ich zastosowania.

Liceum ogólnokształcące i technikum. Chemia – zakres rozszerzony:

XIII. Węglowodory. Uczeń:

13) opisuje przebieg destylacji ropy naftowej i pirolizy węgla kamiennego; wymienia nazwy produktów tych procesów i ich zastosowania.

Stara podstawa programowa:

Liceum ogólnokształcące i technikum. Chemia – zakres podstawowy:

XIII. Węglowodory. Uczeń:

8) opisuje przebieg destylacji ropy naftowej i pirolizy węgla kamiennego; wymienia nazwy produktów tych procesów i uzasadnia ich zastosowania.

Ogólny cel kształcenia

Uczeń omawia proces destylacji ropy naftowej oraz zastosowania jego produktów

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje informatyczne;

• umiejętność uczenia się.

Kryteria sukcesu
Uczeń nauczy się:

• na czym polega destylacja ropy naftowej;

• wymieniać grupy produktów powstające podczas destylacji ropy naftowej ze względu na stan skupienia;

• wymieniać produkty powstające podczas destylacji ropy naftowej w zależności od temperatury w procesie;

• wymieniać i omawiać zastosowanie produktów destylacji ropy naftowej;

• wytłumaczyć różnicę w destylacji ropy naftowej i węgla kamiennego.

Metody/techniki kształcenia

• aktywizujące

  • dyskusja.

• podające

  • pogadanka.

• eksponujące

  • film.

• programowane

  • z użyciem komputera;

  • z użyciem e‑podręcznika.

• praktyczne

  • ćwiczeń przedmiotowych.

Formy pracy

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne

• e‑podręcznik;

• zeszyt i kredki lub pisaki;

• tablica interaktywna, tablety/komputery.

Przebieg lekcji

Faza wstępna

1. Nauczyciel rozdaje uczniom metodniki lub kartki w trzech kolorach: zielonym, żółtym i czerwonym do zastosowania w pracy techniką świateł drogowych. Przedstawia cele lekcji sformułowane w języku ucznia na prezentacji multimedialnej oraz omawia kryteria sukcesu (może przesłać uczniom cele lekcji i kryteria sukcesu pocztą elektroniczną lub zamieścić je np. na Facebooku, dzięki czemu uczniowie będą mogli prowadzić ich portfolio).

2. Prowadzący wspólnie z uczniami ustala – na podstawie wcześniej zaprezentowanych celów lekcji – co będzie jej tematem, po czym zapisuje go na tablicy interaktywnej/tablicy kredowej. Uczniowie przepisują temat do zeszytu.

3. BHP – przed przystąpieniem do eksperymentów uczniowie zapoznają się z kartami charakterystyk substancji, które będą używane na lekcji. Nauczyciel wskazuje na konieczność zachowania ostrożności w pracy z nimi.

Faza realizacyjna

1. Nauczyciel w celu wprowadzenia uczniów w temat ropy naftowej przekazuje kilka informacji. Ropa naftowa była wydobywana już w starożytności. Wykorzystywano ją wówczas bez żadnego przetwarzania jako lek na choroby skóry i reumatyzm. Służyła także do balsamowania zwłok. Niejednokrotnie używano ropy do celów wojennych, np. w walce z wrogiem stosowano płonące strzały oraz tzw. ogień grecki (łatwopalna ciecz, zawierająca m.in. ropę naftowa, smołę, siarkę, saletrę, sól kamienną, żywice, wapno palone). Ropa zwana olejem skalnym, powstała prawdopodobnie w wyniku rozkładu szczątków roślinnych oraz zwierzęcych w warunkach beztlenowych, przy udziale bakterii anaerobowych. Jest mieszaniną kilku tysięcy substancji chemicznych, głównie węglowodorów.

2. Nauczyciel zadaje uczniom pytanie: „Jak bardzo współczesna cywilizacja jest uzależniona od ropy naftowej?” – dyskusja, w której uczniowie próbują także zanalizować dane z ilustracji „Zasoby ropy naftowej na koniec 2012 roku” z abstraktu.

3. Prowadzący zajęcia poleca uczniom przygotowanie dziennika obserwacji w abstrakcie (lub rozdaje karty pracy/poleca zapis w zeszytach). Informuje, że obejrzą film „Destylacja ropy naftowej”. Zanim to nastąpi, mają sformułować pytanie badawcze oraz hipotezy i zanotować je we wskazanym miejscu. Po projekcji ustalają wspólnie obserwacje, następnie wnioski, i je również zapisują.

4. W nawiązaniu do filmu nauczyciel zadaje uczniom pytania: „Dlaczego destylacja ropy naftowej nazywa się destylacją frakcyjną (frakcjonowaną)?, Dlaczego podczas destylacji ropy naftowej do ogrzewania kolby nie używa się otwartego źródła ciepła?, Z czego wynikają różnice we właściwościach poszczególnych frakcji ropy naftowej?, Z której frakcji będzie można otrzymać pentadekan?” – trwa dyskusja.

5. Nauczyciel omawia gaz ziemny w kontekście jego składu, zanieczyszczeń i występowania. Następnie wyświetla na tablicy multimedialnej „Znaczenie gazu ziemnego”, przedstawiając to zagadnienie.

6. Pod koniec lekcji nauczyciel prosi uczniów o wykonanie ćwiczenia interaktywnego – praca indywidualna.

Faza podsumowująca

1. Wskazany przez nauczyciela uczeń podsumowuje lekcję, opowiadając, czego się nauczył i jakie umiejętności ćwiczył.

Praca domowa

1. Odsłuchaj w domu nagrania abstraktu. Zwróć uwagę na wymowę, akcent i intonację. Naucz się prawidłowo wymawiać poznane na lekcji słówka.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

Distillation of crude oil

Crude oil was mined already in antiquity. It was then used, without any processing, as a cure for skin diseases and rheumatism. It was also used for embalming corpses. Often crude oil was used for military purposes, for example flaming arrows and the so‑called Greek fire (a flammable liquid containing, among others, crude oil, tar, sulphur, saltpetre, rock salt, resin, quicklime) were used in combat. Crude oil, also known as petroleum, was probably formed as a result of the decomposition of plant and animal remains under anaerobic conditions, with participation of anaerobic bacteria. It is a mixture of several thousand (solid, liquid and gaseous) chemical substances, mainly hydrocarbons. It contains also sulphur, nitrogen and oxygen compounds. It looks like a dark brown dense liquid with pungent odour. It burns with a yellow, smoking flame.

Crude oil processing began in Poland. In 1853 – Ignacy Łukasiewicz – Polish chemist, pharmacist and entrepreneur together with Jan Zeh developed a method for distillation of crude oil (fractional distillation, also known as rectification) and obtained in this way several products, such as kerosene. Łukasiewicz constructed a kerosene lamp in the same year. This discovery had a direct impact on the development of the oil industry. The oil mine he founded in Bóbrka was the first facility of this type in the world.

Crude oil is undoubtedly one of the most important raw materials used by humanity due to the high importance of individual components that can be obtained from it. That is why oil refineries work in the so‑called continuous manner. Refinery gases, i.e. a mixture of four first alkanes, are collected at the top of the distillation column. In addition, four fractions are obtained: petrol, kerosene, diesel oil, and mazut.

Fractions with a boiling point above 350°C are distilled under decreased pressure. For example oils, petroleum jelly, paraffin, and asphalt are obtained as a result.

Nowadays no one doubts that oil plays a huge role in the modern world. It is so valuable that fights for access to areas where it occurs often lead to armed conflicts. Products obtained during processing of this raw material surround us every day, starting from vehicles which drive on asphalt roads or fly in the sky and ending with oils, greases, tar, plastics, medicines, rubber, cosmetics, toys, explosives, clothing and other everyday products.

Natural gas is the so‑called blue fuel which is found alone or together with seams of crude oil. It is a mixture of light hydrocarbons the main component of which is methane. It contains also other hydrocarbons as well as nitrogen, carbon dioxide, and very often hydrogen sulphide and helium. Due to the last two components, after extraction, natural gas needs to be purified, because otherwise sulphur dioxide generated in the process would cause dangerous environmental pollution. After desulphurization, it exhibits high energy capacity and is associated with low emission of greenhouse gases and lack of dangerous waste. The importance of this energy resource, considered as the purest source of energy, is constantly increasing.

• The following natural mineral fuels can be distinguished: hard coal, brown coal, peat, crude oil and natural gas.

• The products of fractional distillation of crude oil under normal pressure are as follows: refinery gases, petrol, diesel oil and mazout.

• The following products are obtained as a result of distillation of mazout under decreased pressure: oils, petroleum asphalt, tar, petroleum jelly, and paraffin.