楊國俊
炎炎盛夏即將到來,游泳將成為許多人的最愛。隨著生活水平的提高,越來越多的人走進游泳館,游泳逐步成為一項群眾性的休閑娛樂活動。為了保證游泳池池水的水質標準和游泳者的健康,泳池業(yè)主會向其中加入各種化學品。在化學工作者眼里,游泳池就像一只大型“燒杯”,其中溶解了很多化學成分,甚至發(fā)生了一定的化學反應。那游泳池中到底含有哪些成分呢?
一、pH調整劑
pH反映池水中的氫離子(H+)或氫氧根離子(OH-)的濃度,我國《人工游泳池水質衛(wèi)生標準》規(guī)定的池水pH范圍為6.5~8.5。泳池的pH一般要得出分子可分,原子是化學變化中的最小微粒等結論,使學生懂得研究構成物質的微粒,在化學上主要分兩個層次,而更小的層次已超出化學的學習范圍。②利用投影對比原子和分子的概念,找出它們的相似點、區(qū)別和聯(lián)系。③幫助學生弄清原子構成中,核電荷數(shù)等于質子數(shù),也等于核外電子數(shù)的關系。
2.訓練學生用原子、分子的觀點,分析解釋物質發(fā)生化學變化的實質。
3.分析相對原子質量和原子質量的區(qū)別和聯(lián)系。
通過以上教學,使學生掌握物質結構的初步知識,提高學生的科學文化素質,主要培養(yǎng)學生的想象能力、分析推理和抽象思維能力。
三、體育
從表面上看,好象化學課與體育無關。其實廣義的體育包括衛(wèi)生、安全教育在內。為了證明分子是可分的,在教學中曾演示氧化汞分解的
實驗,產生了劇毒的汞蒸氣。汞蒸氣要利用冷凝和被硫黃吸收的方法來處理(裝置圖見人教版教師專用書第56頁),這樣有利于學生的身體健
康和安全。本節(jié)課多次利用投影,如氧化汞分子分解示意圖,分子和原子的共性、區(qū)別和聯(lián)系表格,課堂反饋練習等均用投影,投影器亮度適宜,投影片圖像、文字繪制、書寫清晰,教室采光狀況良好等,都有利于學生的視覺衛(wèi)生。
四、美育
本節(jié)課教學中演示實驗現(xiàn)象美。紅色氧化汞粉未受熱后管壁出現(xiàn)銀白色汞,放出的氧氣使木炭劇烈燃燒(若用I2O5代替氧化汞試管中出現(xiàn)美麗的紫色碘蒸氣)。這些現(xiàn)象引人入勝,給學生以美的感受。氧化汞分子分解的彩色活動投影片,形象逼真,富有美感。以上均有助于培養(yǎng)學生的審美和創(chuàng)造美的素質。
五、勞育
通過分析原子-分子論發(fā)展史,使學生懂得任何科學原理的創(chuàng)立都是科學家們付出巨大勞動后獲得的,使學生認識到科學理論的建立要經過觀察分析(客觀事物)、歸納整理(相關資料)、科學推斷(提出假設)、實驗驗證、深入研究,具體運用等科學程序,是艱辛的、科學的勞
動過程,從而使學生了解并逐步掌握科學研究方法,樹立正確的科學態(tài)度。
六、心育
在相對原子質量教學中,結合我國科學家張青蓮教授對某些元素相對原子質量的測定和修正,增強學生的民族自信心,并滲透從事科學事業(yè)要有堅強的意志和毅力的思想品質教育。
在反饋練習中,運用“五色反應卡”,對培養(yǎng)學生的心理素質有顯著功能。教師提出問題,由學生回答,結果的對錯,由全體學生“亮卡評判”,答案正確立即得到教師和學生的肯定和鼓勵,錯誤馬上得到糾正,有助于培養(yǎng)學生的自信心、進取心、自主性、果斷性,克服盲從、懶惰、僥幸、自卑等不健康心理。
中學化學教學屬于理科教學,對每節(jié)課的“六項素質教育指標”的確定,要因課制宜,比如,有的課沒有與體育、勞育相聯(lián)系的內,就不能生拉硬套,搞形式化。化學課堂教學中“六育”不能并重,也不能平均使用力量,應以德育、智育、心育為重點,但也要依據(jù)教學內容的實際,兼顧其它“三育”目標的落實。維持在
7.4~7.6,在這個范圍內,消毒劑的功效能有效發(fā)揮,同時游泳者舒適。但實際上,游泳池里的人一多,這pH就難以保證了。人身上的一些排泄物常常使pH<6,有時甚至到更小,變成弱酸性。所以應經常投加pH調整劑來保證水中pH在合理范圍內。要降低pH可以加濃度為31%的鹽酸或硫酸氫鈉;要提高pH可以加碳酸鈉或碳酸氫鈉。當然,加的量是適可而止,絕不會多加的,所以不用擔心會使游客的皮膚受到損傷。
二、滅藻劑
滅藻劑可防止水中各種藻類生長,如綠藻,黑藻,青苔生長及水變綠。硫酸銅(CuSO4)是一種有效且價廉的滅藻劑,其優(yōu)點是除藻效率高、成本低廉,以及持續(xù)時間長。其原理依靠銅離子的毒性去干擾藻類光合反應系統(tǒng),使之無法正常行使光合作用而殺死藻類的孢子逐漸達到滅藻的目的。同時硫酸銅還有一個作用,就是使泳池水變的海水藍一樣漂亮,游泳者感到心情舒暢、心曠神怡。
三、混凝劑
混凝劑常用硫酸鋁、明礬、聚合氯化鋁等。明礬,KAl(SO4)2·12H2O,為白色固體,屬于鋁凝劑,其pH偏酸性,在水中生成Al(OH)3(膠體),Al(OH)3可以和懸浮于水中的泥沙形成絮狀不溶物沉降下來,使水澄清。
聚合氯化鋁([Al2(OH)nCl6-n]m),n=1~5,m≤10)(縮寫PAC),簡稱聚鋁。
它是一種無機高分子混凝劑,由于氫氧根離子的架橋作用和多價陰離子的聚合作用而產生相對分子質量較大、電荷較高的無機高分子水處理劑,其作用是包裹或吸附水中的雜質,越積越重而沉降下來使水澄清。其效果是明礬的五倍以上,目前使用此藥最為普遍,一般用量為5.0 g/m3。
四、消毒劑
在游泳過程中,由于人群眾多且混雜,易導致疾病傳播,泳池水的衛(wèi)生狀況必將對游泳者的健康構成威脅,因此加強衛(wèi)生管理與消毒殺菌最為關鍵?,F(xiàn)在一般采用氯藥品和臭氧雙重消毒殺菌,保證水質達到國家衛(wèi)生標準。
1.臭氧消毒劑
臭氧是氧氣的同素異形體,化學式為O3,活潑性強,僅次于氟,其氧化能力高于氯和二氧化氯,易分解,易溶于水。在常溫下為淡藍色、具有獨特的腥臭
味的氣體,其密度是空氣的1.6倍,在空氣中易于沉降擴散。臭氧消毒的機理是
基于分解反應:O3→O2+[O],其中[O]具有強氧化能力,能破壞分解細菌的細胞
壁,很快地擴散透進細胞內,氧化分解細菌內部的葡萄糖氧化酶,從而起消毒作用。
與次氯酸類消毒劑不同,臭氧的殺菌能力不受pH變化和氨影響,其殺菌
能力比氯大600-3000倍,它的滅菌、消毒作用幾乎是瞬時發(fā)生的,臭氧有很高
的氧化能力,能迅速殺死水中的細菌、真菌、大腸桿菌和病毒等致病微生物,并
能徹底氧化有機物,達到去色、除味、降低濁度的作用,改善水體指標,提高水
體物化、生化指標,使水體呈現(xiàn)使人愉悅的蔚藍色。
2.含氯消毒劑
游泳池如果有輕微的氯氣味道,說明游泳池已經經過消毒。但是如果氣味過
濃,甚至嗆人,則可能是余氯超標,長時間游泳會引起入的皮膚、黏膜產生不適
癥狀。液態(tài)氯、次氯酸鹽、無機氯胺、有機氯胺、二氧化氯都可作為消毒劑。含
氯消毒劑是由于在水中容易生成次氯酸,其具有強烈的氧化作用,會擴散到細菌
的表面,穿過細胞膜進入細胞內部,在細菌內部由于氯原子的氧化作用破壞了細
菌中的某種酶的系統(tǒng),這樣便最后導致細菌的死亡。
含氯消毒劑的優(yōu)點為廣譜殺菌、作用迅速、殺菌效果可靠、毒性低、使用方
便、價格低廉。其缺點為不穩(wěn)定,有效氯易喪失;對織物有漂白作用。
對于室外游泳池的殺菌消毒,還需要避免陽光中的紫外線消耗水中的剩余氯。當使用次氯酸鈉或次氯酸鈣作為消毒劑時,就需要投加氯穩(wěn)定劑。一直用于
室外游泳池防紫外輻射的穩(wěn)定劑一氰尿酸,就是
釋放氯的成分。為方便應用,一般使用能慢慢溶解的片狀或棒狀的三氯均三嗪三
酮。然而三氯化合物酸性強,能改變泳池中其他化學
品的狀態(tài)。二氯均三嗪三酮鈉鹽是中性的,溶解得快,
不過比較貴。這些穩(wěn)定劑溶解到水中的過程會分解出氯分子,同時產生氰尿酸。
當然,保持游泳池的清潔衛(wèi)生,除了與添加的化學物質有關外,還有很多因素,
如使用的頻繁程度,人數(shù)的多少,水循環(huán)的頻率,清潔泳池的次數(shù),游泳池的管
理,甚至氣候和水溫等。
(收稿日期:2015-04-11)