(Skkn 2023) tổ chức dạy học chuyên đề hóa học trong việc phòng chống cháy, nổ theo định hướng giáo dục stem nhằm phát triển tối đa các phẩm chất và năng lực của học sinh

TRƯỜNG THPT NGUYỄN XUÂN ÔN --- *** --- SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC TRONG VIỆC PHÒNG CHỐNG CHÁY, NỔ THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM NHẰM PHÁT TRIỂN T

TRƯỜNG THPT NGUYỄN XUÂN ÔN

- *** -

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỀ TÀI:

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC TRONG VIỆC

PHÒNG CHỐNG CHÁY, NỔ THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM NHẰM PHÁT TRIỂN TỐI ĐA CÁC PHẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC

CỦA HỌC SINH

MÔN: HÓA HỌC

TÁC GIẢ: ĐẬU TRỌNG SƠN TỔ: TỰ NHIÊN

NĂM THỰC HIỆN: 2023 ĐIỆN THOẠI: 0915235738

\

PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ 1

II Mục đích nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu, phạm vi nghiên

II Vai trò, vị trí của chuyên đề Hóa học trong việc phòng chống

III Trang bị kiến thức nền theo định hướng giáo dục stem 4

1 Tìm hiểu kiến thức nền cho dự án stem mặt nạ phòng độc qua bài:

Sơ lược về phản ứng cháy và nổ 4

2 Tìm hiểu kiến thức nền cho dự án stem chế tạo bình chữa cháy mini

qua bài: Điểm chớp cháy, nhiệt độ tự bốc cháy và nhiệt độ cháy 6

3 Tìm hiểu kiến thức nền về nguyên tắc chữa cháy qua bài: Hóa học về

3 Chế tạo bình chữa cháy mini từ nguyên liệu và hóa chất thân thiện 18

V Tổ chức trải nghiệm hoạt động chữa cháy khi có đám cháy xẩy

1 Đánh giá sự hiểu biết kiến thức về phòng chống cháy, nổ của học

2 Tìm hiểu về các loại đám cháy phổ biến hiện nay 29

3 Trải nghiệm các kỹ năng chữa cháy cơ bản của học sinh thông qua

hướng dẫn của giáo viên và cảnh sát PCCC 29

VI Chế tạo mặt nạ phòng độc từ nguyên liệu đơn giản 30

1 Tìm hiểu các khí độc có thể sinh ra khi có đám cháy 30

3 Một số hình ảnh trải nghiệm các kỹ năng thoát hiểm an toàn của học

sinh thông qua hướng dẫn của giáo viên 39

VIII Khảo sát tính cấp thiết và tính khả thi của đề tài 40

CÁC KÝ HIỆU ĐƯỢC VIẾT TẮT TRONG SÁNG KIẾN

1 HS: Học sinh

2 GV: Giáo viên

3 PCCC: Phòng cháy chữa cháy

4 BGD&ĐT: Bộ giáo dục và đào tạo

5 GDPT: Giáo dục phổ thông

6 THPT: Trung học phổ thông

7 SGK: Sách giáo khoa

8 GDTrH: Giáo dục trung học

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ

I Lý do chọn đề tài

Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể 2018 ra đời đổi mới mạnh mẽ nội dung, chương trình, đổi mới phương pháp dạy và học Chuyển đổi căn bản toàn bộ nền giáo dục chủ yếu từ trang bị kiến thức sang phát triển phẩm chất và năng lực người học, biết vận dụng tri thức vào giải quyết những vấn đề của thực tiễn Đối với môn Hóa học là môn học thuộc khoa học tự nhiên, được học sinh lựa chọn để định hướng nghề nghiệp, phù hợp với sở thích và năng lực của cá nhân Hóa học

có mối quan hệ chặt chẽ, là cầu nối để kết nối các môn học khác như Toán học, Lý học, Sinh học, Công nghệ và Tin học để thúc đẩy quá trình dạy học theo định hướng stem, một trong các phương pháp giáo dục được nhiều nước có nền giáo dục phát triển trên thế giới hết sức quan tâm Giáo dục theo định hướng STEM là một trong những hình thức của hoạt động trải nghiệm sáng tạo có hiệu quả cao trong giáo dục, góp phần đào tạo đội ngũ nhân lực chất lượng cao để đáp ứng yêu cầu phát triển của đất nước

Với môn Hóa học có rất nhiều bài học có thể được triển khai dạy học theo định hướng stem, đặc biệt là môn Hóa học lớp 10 trong đó có các nội dung của chuyên đề học tập Nổi bật là chuyên đề Hóa học trong việc phòng chống cháy nổ

Từ xa xưa, cha ông ta đã sắp xếp thứ tự "Thủy, Hỏa, Thiên tai, Đạo tặc", như vậy là Hỏa (cháy nổ) được xếp hàng thứ hai sau Thủy (lũ lụt) và được xếp trên Thiên tai và Đạo tặc Điều đó cho thấy cháy, nổ và ý thức phòng chống cháy

nổ từ xa xưa đã được cha ông ta hết sức coi trọng Chỉ cần một chút bất cẩn, sơ xảy, thiếu ý thức phòng cháy chữa cháy là tai họa có thể ập đến bất kỳ lúc nào và ở bất cứ đâu, thậm chí dẫn đến những hậu quả hết sức khôn lường

Vì vậy có thể nói Hóa học trong việc phòng chống cháy, nổ là một chủ đề rất cần thiết, cấp bách để đưa vào trang bị cho học sinh Tuy nhiên đây là một chủ đề hoàn toàn mới, rộng về kiến thức, khó về thực hành, đặc biệt những nơi cơ sở vật chất, trang thiết bị dạy học còn thiếu thốn, lần đầu tiên được đưa vào trang bị cho học sinh THPT Cho nên sẽ gặp một số khó khăn nhất định khi triển khai các nội dung liên quan Vì vậy chúng ta cần sử dụng phương pháp học tập thật hợp lý để biến chủ đề này thành chủ đề gắn lý thuyết với thực tiễn mới là vẫn đề tôi cần quan tâm

Có một thực tế rằng, hiện tại không chỉ học sinh hiểu biết còn hạn chế về phòng chống cháy, nổ mà kể cả người lớn cũng chưa hiểu hết về vấn đề này Hoặc hiểu chưa đúng về cháy nổ, cách thoát hiểm khi xẩy ra cháy nổ, nguyên tắc dập tắt các đám cháy, cấu tạo bình chữa cháy thông dụng hiên nay…Vì những vấn đề cấp bách như trên nên trong quá trình dạy học tôi luôn trăn trở làm sao để có một tiết dạy thực sự mang đến cho học sinh học tập sôi nổi, hiệu quả, hứng thú, biết kết nối tri thức với cuộc sống hàng ngày, hình thành các năng lực cũng như các phẩm chất tốt nhất Vì vậy tôi quyết định lựa chọn đề tài:

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC TRONG VIỆC PHÒNG CHỐNG CHÁY, NỔ THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM NHẰM PHÁT TRIỂN TỐI ĐA CÁC PHẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC CỦA HỌC SINH

II Mục đích nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

1 Mục đích nghiên cứu: Dạy học stem hóa học trong việc phòng chống

cháy, nổ góp phần thay đổi phương pháp giảng dạy, góp phần thay đổi cách đánh giá học sinh, góp phần thay đổi cách tiếp cận tri thức khoa học nhằm phát triển các phẩm chất và năng lực người học, hình thành kỹ năng để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống

2 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu: Học sinh lớp 10 có lựa

chọn chuyên đề học tập hóa học trong việc phòng chống cháy, nổ

PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

I Cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn

1 Cơ sở lý luận

Thuật ngữ stem được hiểu như một tổ hợp đa lĩnh vực gồm khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học Dạy học theo hướng trải nghiệm stem là hình thành kỹ năng, năng lực, phẩm chất và trải nghiệm thực hành để tạo ra sản phẩm phục vụ cho đời sống và sản xuất

Vai trò của dạy học stem sẽ khơi gợi niềm đam mê nghiên cứu khoa học, trải nghiệm thực tiễn, tạo hứng thú học tập cho học sinh Qua đó, các em dễ dàng tiếp thu kiến thức mới, tích cực vận dụng lý thuyết vào thực tiễn thể hiện đúng tinh thần học đi đôi với hành, học gắn liền với thực tiễn và phát huy tối đa các năng lực học tập tích cực như: tư duy phản biện, làm việc nhóm, khả năng phân tích, tổng hợp, trải nghiệm cuộc sống cũng như các phẩm chất phù hợp với mục tiêu, yêu cầu của chương trình giáo dục phổ thông mới 2018

2 Cơ sở thực tiễn

Thực tế là hiện nay ở các nhà trường học sinh rất được ít khi được học tập theo hướng giáo dục stem Có nhiều nguyên nhân trong đó có ngại đổi mới về phương pháp giảng dạy của giáo viên, có thể là do cơ sở vật chất chưa đảm bảo cho hoạt động dạy học theo hướng đó Trong khi đó môn Hoá học là môn học có

sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực nghiệm, là cầu nối các ngành khoa học

tự nhiên khác như Vật lý, Sinh học, Công nghệ và gắn với nhiều hoạt động thực tiễn Vì thế việc dạy học môn Hoá học theo định hướng giáo dục STEM là nhiệm

vụ thiết thực và quan trọng nhằm đạt hiệu cao hơn trong dạy học Từ đó, các em sẽ thấy tự tin khi tham gia hoạt động trong học tập và ngày càng say mê môn học, điều đó chắc chắn sẽ nâng cao hiệu quả học tập và rèn luyện, biến kiến thức đã học vào giải quyết những vẫn đề trong cuộc sống Vì vậy giáo viên và nhà trường cần chú trọng, tăng cường việc tổ chức học tập trải nghiệm, sáng tạo cho học sinh nói chung và dạy học chủ đề môn hoá học theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh nói riêng để các em được khẳng định chính mình và được phát triển tối đa khả năng của bản thân

Đặc biệt tình hình hiện nay học sinh hiểu rất hạn chế về công tác phòng chống cháy nổ, rất nhiều học sinh chỉ học theo kiểu hàn lâm, ít ứng dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề trong cuộc sống, ít tìm tòi nghiên cứu khoa học Trong lúc đó công tác phòng chống cháy nổ lại rất cấp thiết trong cuộc sống hàng ngày Vì vậy dạy học chuyên đề hóa học trong việc phòng chống cháy nổ theo định hướng giáo dục stem là việc làm rất cần thiết trong bối cảnh hiện nay

II Vai trò, vị trí của chuyên đề hóa học trong việc phòng chống cháy, nổ

Có thể nói chuyên đề hóa học trong việc phòng chống cháy nổ có vai trò, vị trí quan trọng trong cuộc sống Nó thuộc nhóm chuyên đề giới thiệu một số ngành nghề liên quan đến hóa học trong cuộc sống đời thường

Theo phân phối chương trình đã được xây dựng và thống nhất của tổ chuyên môn, ngay từ đầu năm học đã xác định thời lượng 10 tiết trang bị kiến thức nền, 4 tiết để học sinh được trải nghiệm với 3 nội dung quan trọng, phần nào giúp học sinh giải quyết được một số vấn đề trong thực tiễn như nguyên nhân cháy nổ, các loại phản ứng cháy nổ, hậu quả của cháy nổ, cách phòng chống cháy nổ, cách thoát hiểm

an toàn khi xẩy ra cháy nổ, cách dập tắt các đám cháy

III Trang bị kiến thức nền theo định hướng giáo dục stem

1 Tìm hiểu kiến thức nền cho dự án stem mặt nạ phòng độc qua bài: Sơ lược về phản ứng cháy và nổ

Kiến thức liên quan đến dự án stem mặt nạ phòng độc gồm:

Cháy nổ gây thiệt hại về tài sản cũng như tính mạng con người để lại hậu quả

và gánh nặng cho xã hội Với hậu quả to lớn của cháy nổ, hỏa hoạn, việc phòng và chống luôn được đặt ra hàng đầu, cần có nhiều biện pháp giúp ngăn ngừa cháy nổ, làm giảm thiệt hại tối thiểu nếu có xảy ra cháy lớn Vậy chúng ta cần có kiến thức

và kỹ năng cơ bản để phòng và chống cháy nổ trong cuộc sống hiện nay

Vậy phản ứng cháy là gì?

Khái niệm: Phản ứng cháy là phản ứng oxi hóa – khử giữa chất cháy và chất

oxi hóa, có tỏa nhiệt và phát sáng

Đặc điểm của phản ứng cháy: Có phản ứng hóa học xảy ra, có tỏa nhiệt, có

phát sáng

Điều kiện cần và đủ để phản ứng cháy xảy ra:

+ Điều kiện cần: Chất cháy, chất oxi hóa và nguồn nhiệt

+ Điều kiện đủ: Nồng độ oxygen đủ lớn; nguồn nhiệt phải đạt tới giới hạn bắt cháy của chất cháy; thời gian tiếp xúc của 3 điều kiện cần đủ lâu để xuất hiện

sự cháy

Vậy từ đó rút ra điều kiện để xẩy ra phản ứng cháy là dựa vào mô hình tam giác cháy

Phản ứng nổ là gì?

Khái niệm: Phản ứng nổ là phản ứng xảy ra với tốc độ rất lớn kèm theo sự

tăng thể tích đột ngột và tỏa lượng nhiệt lớn

Đặc điểm của phản ứng nổ:

(1) Tốc độ phản ứng nhanh

(2) Tỏa nhiều nhiệt

(3) Tạo áp suất cao

Phân loại: Căn cứ vào tính chất nổ, phản ứng nổ được chia thành 2 loại

chính: nổ vật lí, nổ hóa học Nổ vật lý là nổ không gây ra phản ứng như nổ bóng bay, nổ lốp xe, nổ nồi hơi…

Nổ hóa học là nổ có xẩy ra phản ứng như nổ bom, mìn…

1.2 Những sản phẩm thường sinh ra trong phản ứng cháy nổ và mức độ độc hại các sản phẩm đó

Dưới đây là một số chất thường được sinh ra khi xẩy ra cháy, nổ và tác hại của các chất đó gây ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến con người và thiên nhiên Đối với CO2: Không khí chứa nhiều CO2 sẽ gián tiếp gây thiếu oxygen cho quá trình hô hấp, gây hôn mê, bại não CO2 là nguyên nhân chính làm tăng hiệu ứng nhà kính, gây hiện tượng nóng lên toàn cầu

Đối với CO: Có khả năng kết hợp với hemoglobin trong hồng cầu, làm giảm khả năng vận chuyển oxygen Khi bị ngộ độc CO ở mức độ nhẹ, các nạn nhân sẽ gặp những triệu chứng như đau đầu, chóng mặt; khi tiếp xúc với lượng CO lớn hơn

có thể bị ảnh hưởng dây thần kinh trung ương lẫn tim mạch, từ đó có nguy cơ mất

đi tính mạng Khi đi vào cơ thể người, khí CO kết hợp cùng hemoglobin trong máu tạo thành chất cacboxy hemoglobin (HbCO) Đây là loại chất có thể ngăn chặn quá

trình giải phóng oxygen trong tế bào, từ đó làm giảm quá trình vận chuyển oxygen trong máu, khiến cơ thể thiếu oxygen cần thiết

Với nồng độ 0,01% khí CO thì biểu hiện này sẽ đến nhanh hơn chỉ trong

2 – 3h tiếp xúc liên tục Ở mức cao hơn là 0,08% thì nạn nhân có thể gặp các biểu hiện như buồn nôn, chóng mặt, co giật trong vòng 45 phút tiếp xúc

Với nồng độ CO là 0,32%, nạn nhân có thể bị tử vong chỉ từ 30 phút tiếp xúc Mức độ nặng hơn là 1,28% CO, nạn nhân bất tỉnh trong 2 – 3 hơi thở, tử vong chỉ sau 3 phút.

Đối với SO2: Ở nồng độ thấp có thể gây co thắt phế quản, ở nồng độ cao gây viêm niêm mạc đường hô hấp, ảnh hưởng đến chức năng của phổi

Đối với NO2: Nếu hít thở không khí chứa nhiều NO2 gây tổn thương niêm mạc phổi, ảnh hưởng đến chức năng của phổi, mắt, mũi, họng.Ngoài ra trong một

số đám cháy khác, chúng còn sản sinh ra khí HCN, photgen cực độc với cơ thể con người

Đối với khói, bụi mịn: Khói, bụi mịn khi xâm nhập vào phổi gây các bệnh về

hô hấp Bên cạnh đó, khói, bụi mịn có thể gây ra các bệnh ở mắt, da, tim mạch… Bụi mịn là một trong các tác nhân gây ung thư

Hầu hết những sự cố cháy, nổ đều gây ô nhiễm môi trường do các chất độc hại khuếch tán vào không khí hoặc nguồn nước, thẩm thấu vào đất, gây nguy hại

tới sinh vật và con người trực tiếp hoặc lâu dài Đó cũng là cơ sở để nhân viên cứu

hỏa cần phải sử dụng đồ bảo hộ chuyên dụng khi xẩy ra hỏa hoạn, hạn chế các khí

và bụi mịn nói trên xâm nhập vào cơ thể

Trên cơ sở mức độ độc hại của các khí và bụi mịn được sinh ra trong quá trình cháy nổ, giáo viên yêu cầu học sinh lên ý tưởng dự án làm mặt nạ phòng độc theo

2.1 Hiểu được định nghĩa điểm chớp cháy, nhiệt độ tự bốc cháy và nhiệt độ cháy để đánh giá khả năng dễ bắt cháy, nhiệt sinh ra cao hay không đối với từng loại vật liệu

Điểm chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất mà một chất lỏng hoặc vật liệu đủ để bốc cháy khi tiếp xúc nguồn lửa

Nhiệt độ tự bốc cháy là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó, chất cháy tự cháy mà không cần tiếp xúc với nguồn lửa tại điều kiện áp suất khí quyển

2.2 Biết được một số nguồn nhiệt, một số nguồn phát sinh chất cháy, một

số nguồn phát sinh chất oxi hóa

NGUỒN PHÁT SINH NHIỆT

Nguồn lửa

- Vứt que diêm đang cháy, tàn lửa vào chất gây cháy

- Bật lửa nơi có chất dễ cháy như xăng, dầu, gas, khí thiên nhiên

- Thắp hương, đốt vàng mã gần chất dễ cháy

- Hàn cắt kim loại để bắn tia lửa điện vào vật liệu dễ cháy

- Tia sét trúng vào chất cháy

Bức xạ nhiệt Ánh nắng mặt trời hội tủ đủ nhiệt

Ma sát tĩnh điện Các vật thể chất cháy cọ xát vào nhau

Đun bếp Trong quá trình đun để lửa bắt cháy với chất dễ cháy

Thiết bị điện - Sử dụng bàn là, bếp điện, máy sấy… nhưng quên tắt thiết bị

- Sử dụng điện quá tải dẫn đến gây chập cháy

NGUỒN PHÁT SINH CHẤT CHÁY

Nhiên liệu

- Rò rỉ nhiên liệu từ các đường ống dẫn khí, rò rỉ khí gas từ bình gas

- Chiết, vận chuyển xăng dầu trái phép

- Tích trữ trái phép các chất dễ cháy nổ trong nhà như xăng, dầu, cồn…

Vật liệu, hóa chất Sắp xếp hàng hóa, vật dụng dễ cháy gần nguồn nhiệt

NGUỒN PHÁT SINH CHẤT OXI HÓA

Hóa chất, thuốc

nổ

- Để rơi vãi các chất oxi hóa vào chất dễ cháy

- Thuốc nổ, thuốc pháo có chứa các chất oxi hóa

2.3 Biết được một số cách giảm thiểu nguy cơ cháy, nổ

Để đề phòng, giảm thiểu nguy cơ gây cháy, nổ cần kiểm soát chặt chẽ các nguồn nhiệt, chất cháy, chất oxi hoá, cũng như cần chuẩn bị sẵn sàng các phương tiện, nhân lực và không gian để phòng bị khi xảy ra sự cố cháy, nổ

KIỂM SOÁT NGUỒN PHÁT SINH NHIỆT

- Không thắp hương, đốt vàng mã gần chất dễ cháy

- Che chắn cẩn thận khi hàn, cắt kim loại

- Để các vật dụng dễ bắt lửa ra xa nơi thắp đèn, đốt vàng mã…

Bức xạ nhiệt Nơi bảo quản, tích trữ nguyên vật liệu dễ cháy phải thông

thoáng, tránh tiếp xúc với nguồn nhiệt mặt trời

Ma sát tĩnh điện Sắp xếp các chất dễ cháy đúng quy định, đảm bảo cách điện,

cách nhiệt, chống va đập cọ xát

Đun bếp Cần phải thực sự tập trung trong nấu nướng để tránh thiết bị

quá nóng gây cháy

Thiết bị điện Hệ thống điện trong nhà phải an toàn và dùng đúng công suất,

không dùng quá tải

KIỂM SOÁT NGUỒN PHÁT SINH CHẤT CHÁY

Nhiên liệu

- Khóa bình gas sau khi sử dụng

- Không sang chiết bình gas trái phép

- Không tích trữ nhiều xăng dầu, cồn đốt trong nhà

Vật liệu, hóa chất Sắp xếp hàng hóa, vật dụng dễ cháy gần nguồn nhiệt

KIỂM SOÁT NGUỒN PHÁT SINH CHẤT OXI HÓA

Hóa chất, thuốc nổ

Không tàng trữ, vận chuyển, sản xuất thuốc nổ, thuốc pháo có chứa các chất oxi hóa

Cách ly chất cháy và chất oxi hóa khi chưa cần sử dụng và phải cách xa nguồn nhiệt

Nếu trong trường hợp xảy ra hoả hoạn, cần bình tĩnh để xử lý kịp thời và đúng quy trình, tuân theo các bước được hướng dẫn trong tiêu lệnh chữa cháy để hạn chế tối đa những thiệt hại gây ra

Các bước hướng dẫn trong tiêu lệnh chữa cháy

Bước 1: Báo động, hô hoán cho mọi người biết có đám cháy

Bước 2: Cắt điện khu vực xảy ra cháy

Bước 3: Sử dụng các phương tiện để dập cháy

Bước 4: Gọi điện thoại báo cháy cho lực lượng Cảnh sát phòng cháy, chữa

cháy và cứu nạn, cứu hộ theo số 114

3 Tìm hiểu kiến thức nền về nguyên tắc chữa cháy qua bài: Hóa học về phản ứng cháy, nổ

3.1 Hiểu được đám cháy nào thì dùng nước để dập tắt Đám cháy nào không dùng nước để dập tắt

Trong một số trường hợp không được dùng nước để chữa cháy (cháy xăng, dầu, kim loại )

Xăng, dầu không tan trong nước và nhẹ hơn nước nên nổi lên trên bề mặt nước khiến cho đám cháy xăng dầu càng lan rộng hơn, gây hậu quả nghiêm trọng Một số kim loại như sodium, potassium… là những kim loại phản ứng với nước nên không thể dùng nước để dập tắt những đám cháy này

3.2 Đám cháy nào dùng CO 2 để dập tắt, đám cháy nào không dùng CO 2 để dập tắt

Vì sao một số trường hợp không được dùng nước để chữa cháy mà lại phải dùng cát, CO2…

Đám cháy có mặt các kim loại hoạt động mạnh thì không sử dụng nước, CO2, cát (thành phần chính là SiO2), bọt chữa cháy (hỗn hợp không khí, nước và chất

hoạt động bề mặt để dập tắt các đám cháy

3.3 Nguyên tắc chữa cháy

Nêu được nguyên tắc chữa cháy dựa vào các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học Khi xác định được những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng cháy sẽ đề xuất được các biện pháp phù hợp để dập tắt đám cháy Việc xác định chất cháy giúp phân loại đám cháy, từ đó có thể lựa chọn chất chữa cháy thích hợp để dập tắt đám cháy

Hiểu được ký hiệu các đám cháy theo bảng sau (theo TCVN 4878:2009)

Loại đám cháy Chất cháyLoại A Đám cháy các chất rắn (thông thường là các chất hữu

cơ) khi cháy thường kèm theo sự tạo ra than hồng Loại B Đám cháy các chất lỏng và chất rắn hoá lỏng

Loại F Đám cháy dầu và mỡ của động vật hay thực vật

trong các thiết bị nấu nướng

Một số chất chữa cháy thông dụng hiện nay

Chất chữa cháy Tác dụng – Lưu ý khi sử dụng

- Không dùng cho đám cháy loại B, E (vì xăng dầù,

mỡ nhẹ hơn nước nổi lên trên bốc cháy mạnh hơn)

- Tuyệt đối không sử dụng nước để chữa cháy các thiết

bị điện khi chưa tắt nguồn điện, kim loại và hợp chất hoạt động hoá học mạnh như Na, K, Ca, đất đèn, đám cháy xăng, dầu

Dạng khí nén: Carbon dioxide (CO2)

- Làm giảm nồng độ oxygen dưới 14%, ngăn chặn và dập tắt đám cháy loại A, B, C, E

- Khi phun không được để dính lên người hoặc phun lên người vì sẽ làm bỏng lạnh, gây nguy hiểm cho sức khoẻ con người

- Không dùng cho đám cháy kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm… vì chúng phản ứng được với CO2

- Không dùng cho các đám cháy kim loại, kiềm thổ, than cốc đám cháy có nhiệt độ trên 1000 °C, đám cháy điện có hiệu điện thế > 380 kV

Dạng bọt (Foam gồm không khí, nước và chất hoạt động bề

mặt)

- Ngăn không cho oxygen tiếp xúc với đám cháy

- Áp dụng cho đám cháy loại A, B, C, F

- Không dùng cho các đám cháy thiết bị có điện, các kim loại có hoạt động mạnh và đám cháy có nhiệt độ trên 1700 °C

Dạng bột khô (NaHCO3)

- Cách li và làm loãng nồng độ oxygen tiếp xúc với đám cháy

- Áp dụng cho loại đám cháy phụ thuộc vào kí hiệu ghi trên bình:

+ Bình chữa cháy bột ABC: phù hợp chữa cháy cho cả chất rắn, chất lỏng và chất khí (gỗ, giấy, một số chất

dẻo, cỏ khô, rơm và sợi, nhiên liệu xăng dầu, sơn, vecni và rượu)

+ Bình chữa cháy bột BC: nhiên liệu xăng dầu, sơn, vecni và rượu

- Không nên sử dụng bình bột chữa cháy phun lên đám cháy là đồ điện tử vì sẽ làm hư hại các vi mạch điện tử

- Không dùng cho đám cháy kim loại kiềm, kiềm thổ,

nhôm…

3.4 Một sô câu hỏi vận dụng về nguyên tắc chữa cháy

Câu hỏi 1 Nêu những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng cháy từ đó hãy

nêu một số biện pháp dập tắt đám cháy?

Câu hỏi 2 Vì sao trong một số trường hợp không dùng được nước để dập để

chữa cháy như xăng, dầu?

Câu hỏi 3 Hãy kể tên mội số chất có thể sử dụng để dập tắt đám cháy khi xảy

ra hoả hoạn ở a) xưởng gỗ b) trạm xăng, dầu

Câu hỏi 4 Trong một đám cháy do xăng, dầu, người ta có thể dùng một chiếc

chăn thấm ướt hoặc cát để đập tắt đám cháy Giải thích tại sao có thể làm như vậy?

Câu hỏi 5 Giải thích tại sao đám cháy có mặt các kim loại hoạt động mạnh

như kim loại kiềm, kiềm thổ và nhôm không sử dụng được nước, CO2, cát (thành phần chính là khí SiO2), bọt chữa cháy (hỗn hợp không khí, nước và chất hoạt động bề mặt) để dập tắt đám cháy?

Câu hỏi 6 Trong quá trình làm thí nghiệm hóa học, một học sinh vô tình làm

phát sinh đám cháy Mg Giả sử trong phòng thí nghiệm có 3 bình chữa cháy là nước, bột khô và bọt chữa cháy Bạn học sinh nên chọn bình nào để dập tắt? vì sao?

Trả lời các câu hỏi

Câu hỏi 1 Các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng cháy: chất cháy,

chất oxi hoá, nguồn nhiệt Bản chất và trạng thái của chất cháy có ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ cháy Chất cháy rất phong phú, có thể ở dạng rắn, lỏng hoặc khí, dạng cục hay dạng bột như than, gỗ, tre nứa, xăng, dầu, khí methane, hydrogen, khí carbon monooxide Nguồn nhiệt cũng có nhiều dạng như ngọn lửa trần, tia lửa điện, hồ quang điện, tia lửa sinh ra do ma sát, do chập điện

Phương pháp giảm nồng độ: Làm giảm nồng độ các chất tham gia cháy

Câu hỏi 2 Xăng, dầu không tan trong nước và nhẹ hơn nước nên nổi lên trên

mặt nước khiến cho đám cháy càng lan rộng hơn, gây hậu quả nghiêm trọng

Câu hỏi 3 Một số kim loại như sodium, potassium là những kim loại phản

ứng với nước nên không thể dùng nước để dập tắt những đám cháy này

Câu hỏi 4

a) Có thể sử dụng chất chữa cháy: nước, CO2, dạng bọt hoặc dạng bột khô b) Có thế sử dụng chất chữa cháy: CO2, dạng bọt hoặc dạng bột khô

Câu hỏi 5 Một số kim loại như sodium, potassium là những kim loại phản

ứng với nước nên không thể dùng nước để dập tắt những đám cháy này

Đám cháy magnesium hay các kim loại khác như sodium, potassium sẽ cháy bốc cháy dữ dội hơn khi có mặt CO2 hoặc cát do xảy ra phản ứng hoá học

Câu hỏi 6 Không thể dùng nước để dập tắt, vì Mg +2H2O→ Mg(OH)2 + H2

Dưới tác dụng của nhiệt Mg(OH)2→ MgO + H2O

Không dùng bình chữa bột khô để dập tắt vì dưới tác dụng của nhiệt thì 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O

Sau đó CO2 +2Mg →2MgO + C Không dùng bình bọt chữa cháy để dập tắt vì trong bình chữa có H2O, không khí phản ứng được với Mg

IV Chế tạo bình chữa cháy mini từ nguyên liệu và hóa chất thân thiện

1 Tìm hiểu về cấu tạo, đặc điểm các loại bình chữa cháy thông dụng hiện nay

Cấu tạo bình chữa cháy nếu bạn nắm rõ sẽ giúp quá trình sử dụng chúng dễ dàng, an toàn hơn Tìm hiểu từng loại bình chữa cháy trên thị trường Trên thực tế, mỗi loại bình được nêu ở trên đều có những đặc điểm riêng về đặc điểm cấu tạo, ứng dụng cũng như cách sử dụng của chúng Tuy nhiên, để phân biệt một cách tổng quát về các loại bình này không phải đơn giản Vì vậy, tôi xin tổng hợp lại một số những đặc điểm nổi bật để có thể dễ dàng phân biệt giữa các loại bình này với nhau

hay kiểu vặn lò xo nén một chiều Thành phần chính bên trong bình cứa hỏa loại này là bột khô NaHCO3

Cấu tạo của bình

Bột khô trong bình được phun ra ngoài nhờ lực đẩy của khí nén qua hệ thống ống dẫn Khi phun vào đám cháy bột có tác dụng kìm hãm phản ứng cháy và cách

ly chất cháy với ôxy của không khí Đồng thời làm nhiệm vụ ngăn cản hơi khí cháy tiến vào vùng cháy dẫn đến đám cháy bị dập tắt

1.1.2 Phân loại bình chữa cháy dạng bột

Căn cứ vào đặc tính dập tắt đám cháy Bình chữa cháy dạng bột được chia

thành rất nhiều loại và được ký hiệu riêng ghi trên nhãn bình, để dễ nhận biết: A (chữa cháy chất rắn), B (chữa cháy chất lỏng), C (chữa cháy chất khí) và D hoặc E (chữa cháy điện)

Như vậy, nếu bình ghi là ABC thì có nghĩa là bình chữa cháy dập được 3 loại chất cháy: Chất rắn, lỏng, khí Còn nếu bình chỉ ghi là BC thì thiết bị này chỉ cứu chữa được đám cháy chất lỏng và chất khí

Căn cứ vào trọng lượng của bình chữa cháy

Bên cạnh đó, để phân loại bình chữa cháy người ta cũng có thể dựa trên trọng lượng của bình Các loại bình cứu hỏa dạng bột được sản xuất theo khối lượng là 4kg, 8kg… Ví dụ: MFZ4, nghĩa là bình chữa cháy bột nặng 4kg

Nếu là bình chữa cháy xe đẩy thì cách sử dụng như sau:

• Đẩy xe đến đám cháy, kéo vòi rulo dẫn bột ra, hướng lăng phun vào gốc lửa

• Giật chốt an toàn, kéo van chính trên miệng bình vuông góc với mặt đất

• Cầm chặt lăng phun cho thuận chiều gió và bóp cò, bột sẽ được phun ra

Ứng dụng

Bình chữa cháy dạng bột chủ yếu để chữa cháy các chất rắn, lỏng, khí và các chất khí hóa lỏng dễ cháy Ngoài ra, phương tiện này cũng được sử dụng để dập tắt các đám cháy kim loại, chữa cháy điện hạ thế

1.2 Bình chữa cháy dạng khí

1.2.1 Đặc điểm và cấu tạo

Thành phần bên trong của bình chữa cháy dạng khí là khí CO2 hoặc một loại khí có tác dụng chữa cháy được nén trong bình với áp suất rất cao trở thành dạng lỏng Khi mở van bình, do chênh lệch áp suất CO2 được phun ra chuyển thành dạng khí với nhiệt độ rất lạnh tới -790C, giúp thu nhiệt xung quanh Từ đó, dập tắt đám cháy

1.2.2 Phân loại bình chữa cháy dạng khí

Phân loại theo trọng lượng

Phân loại theo trọng lượng thì trên thị trường hiện nay có 2 loại bình chữa cháy dạng khí CO2: 3kg và 5kg Chúng ta có thể phân biệt bằng cách đọc thông số này trên thân tương ứng là bình chữa cháy MT3 và bình chữa cháy MT5 Ngoài ra, còn có thêm một loại lớn hơn là bình chữa cháy xe đẩy 24 kg được sử dụng tại sân bay, xí nghiệp lớn

Nằm trong danh mục bảo hộ lao động quý khách có thể đến các cửa hàng bán giày bảo hộ để mua bình chữa cháy Tuy nhiên, để mua được sản phẩm tốt có chất lượng đảm bảo, hãy lựa chọn những cơ sở uy tín cung cấp sản phẩm chất lượng, có tem kiểm định đảm bảo tiêu chuẩn theo quy định

1.3 Bình chữa cháy dạng bọt Foam

Bình chữa cháy bọt Foam là một dạng của bình cứu hỏa Bên trong bình có chứa khối lượng lớn dung dịch mảng bọt, dung dịch này có tỷ trọng nhỏ hơn xăng, dầu hoặc nước

1.3.1 Đặc điểm và cấu tạo

Đặc điểm

Bọt Foam là một loại bọt có tác dụng chữa cháy vô cùng hiệu quả Chúng

có khả năng làm mát ngọn lửa và phủ kín lên nhiên liệu nhằm ngăn chặn sự tiếp xúc của nó với oxygen Điều này khiến cho quá trình đốt cháy bị ức chế và dần

Bình bọt foam được cấu thành bởi các bộ phận như: Thân van, van, vòi phun,

cò bóp, khí đẩy, ống dẫn và bọt foam chữa cháy Cụ thể như sau:

Cấu tạo bình chữa cháy bọt Foam

Thân van: là bộ phận thuộc nhóm bộ phận bên ngoài của bình, có chất liệu thép chịu áp lực cao Trên vỏ bình được ghi đầy đủ các thông tin như: đặc điểm, hình ảnh sử dụng, cách bảo quản Các bộ phận trên miệng bình bao gồm: cụm van, van khóa, đồng hồ đo áp lực, ống dẫn, vòi phun và cò bóp

Các bộ phận bên trong bình bọt chữa cháy bao gồm: bọt Foam, khí đẩy, và ống dẫn nối thẳng tới cụm van trên miệng bình Bọt chữa cháy bên trong bình có thể là bọt Foam AFFF, bọt Foam ARC:

• Bọt AFFF khi chữa cháy sẽ tạo thành một màn sương phủ lên mặt phẳng của nhiên liệu hydrocarbon

• Bọt ARC khi chữa cháy sẽ tạo thành một màng nhầy trên mặt phẳng của nhiên liệu không hòa tan

1.3.2 Ứng dụng

Bình chữa cháy bọt Foam là một bình chữa cháy vô cùng hiệu quả để chữa các đám cháy có nhiều rủi ro như: Văn phòng làm việc, kho chữa đồ đạc, các nhà máy, nhà xưởng, bãi xe, khách sạn

Lợi ích của việc sử dụng bình bọt cho các đám cơ sở này là bình bọt chữa cháy rất hiệu quả mà lại không gây hư hại cho các đồ dùng, thiết bị bên trong Ngoài ra, đối với các đám cháy điện được khuyên dùng kết hợp với bình chữa cháy

CO2 để chữa cháy một cách an toàn và hiệu quả

Mỗi bình chữa cháy dạng bột có thể sử dụng cho một hoặc nhiều chất cháy khác nhau Để xác định được bình có thể áp dụng được với những chất cháy nào, người sử dụng nên lưu ý các thông tin trên bình Nếu trên phần vỏ bình có kí hiệu những chữ cái nào tức là bình chữa cháy đó có thể sử dụng cho chất cháy tương tự theo quy tắc trên Ví dụ, nếu vỏ bình có ký hiệu AB tức là loại bình chữa cháy này dùng được cho cả các chất cháy dạng rắn và dạng lỏng

2 Tìm hiểu về tác hại của cháy, nổ

Tác hại do cháy, nổ gây ra:

+ Gây ô nhiễm môi trường và tác động đến hệ sinh thái, sự lan truyền các hóa chất gây nguy hại nhanh nhất qua môi trường không khí, do bản chất ở dạng khí hoặc dễ bay hơi ngay nhiệt độ thường như Chlorine, bromine, thủy ngân, digoxin, nitric acid… đặc biệt là các các chất dùng trong ngành bảo vệ thực vật Chúng sẽ gây tác hại nhanh và rộng đến cả người và sinh vật

+ Ảnh hưởng đến tính mạng, sức khỏe của con người Để lại hậu quả và gánh nặng cho xã hộ như nhiều người mất cả sự nghiệp

+ Cháy nổ gây thiệt hại về tài sản, ảnh hưởng đến an ninh kinh tế và an sinh

xã hội của địa phương…

3 Chế tạo bình chữa cháy mini từ nguyên liệu và hóa chất thân thiện

+ Bình có khả năng dập tắt được đám cháy nhỏ, mới bắt đầu

3.2 Phân công và tiếp nhận nhiệm vụ

Phân công các thành viên trong tổ thành các nhóm nhỏ với các nhiệm vụ khác nhau như ban truyền thông, ban thiết kế, ban tìm kiếm vật liệu, ban thư ký, ban báo cáo…

3.3 Tìm hiểu kiến thức nền Tìm hiểu các nội dung sau

+ Tác hại của cháy nổ

+ Các chất dễ cháy, tự bốc cháy

+ Nguyên tắc dập tắt các đám cháy

+ Cấu tạo bình chữa cháy hiện nay

Trên cơ sở đó giáo viên lên ý tưởng để học sinh thực hiện tạo bình chữa cháy mini phục vụ lợi ích cho gia đình, cho nhà trường…Nơi hay xẩy ra cháy nổ

Hóa chất: Giấm (CH3COOH) Baking soda: NaHCO3

Phương trình nhiệt hóa học xẩy ra khi trộn lẫn giữa chúng NaHCO3(r) + CH3COOH(aq) → CH3COONa(aq) + CO2(g) + H2O(l)

ΔrH 0 298 = + 94,30 (kJ) Tính chất khí CO2 không duy trì sự cháy của nhiều chất nên được dùng để dập tắt các đám cháy thông thường

3.4 Lên phương án thiết kế Mỗi tổ cử 3 bạn làm nhiệm vụ thiết kế

3.5 Thực hiện theo phương án Học sinh tự thực hiện tại nhà do ban thiết

kế đưa ra

3.6 Báo cáo, thảo luận, hoàn chỉnh sản phẩm và rút kinh nghiệm

Cụ thể về tiến trình dự án (tiến trình này cũng được áp dụng song song

với dự án stem mặt nạ phòng độc)

TT Nội dung Thời gian Ghi chú

1 Tiếp nhận nhiệm vụ 45 phút Kế hoạch dự án, phân

nhóm, bầu nhóm trưởng

2

Tìm hiểu kiến thức nền, kĩ năng liên quan đến các dự án

stem

1 tuần HS làm việc theo nhóm

3 Báo cáo kiến thức nền, kĩ năng liên quan đến dự án 45 phút HS báo cáo tại lớp

4 Lập phương án thiết kế stem 1 tuần HS làm việc theo nhóm

5 Trình bày phương án thiết kế 45 phút HS báo cáo tại lớp

6 Làm sản phẩm theo phương án

thiết kế 1 tuần HS làm việc theo nhóm

7 Báo cáo sản phẩm, rút kinh

nghiệm 45 phút HS báo cáo tại lớp

Hoạt động báo cáo sản phẩm

Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

1 Báo cáo kết quả của dự án (mỗi nhóm

- Trưng bày các sản phẩm của dự

án

- Chứng minh tính hiệu quả của bình chữa cháy thông qua thực hành

- Mô hình khởi nghiệp

2 HS đặt câu hỏi phản biện và trả

lời các câu hỏi của nhóm khác

3 Tổng kết dự án

- HS nhận xét, đánh giá về sản phẩm của nhóm mình và các nhóm

án:

- Kiến thức, kĩ năng liên quan

- Quá trình làm sản phẩm

- Kĩ năng làm việc nhóm

- Kĩ năng trình bày, thuyết trình

+ Thống nhất quy trình chi tiết làm sản phẩm

+ Tổng hợp các phương án cải tiến của

HS

+ Lên mô hình khởi nghiệp từ dự án

+ Nêu thông điệp từ dự án

- Giúp các bạn học sinh trang bị được những kiến thức, kỹ năng cơ bản và hiểu rõ hơn về vấn đề phòng cháy chữa cháy

- Cách tự thực hiện một sản phẩm chữa cháy để có thể chủ động xử lý, dập tắt các đám cháy quy mô nhỏ trong những tình huống bất ngờ

Nguyên liệu và dụng cụ

- Nguyên liệu chính:

* Một hộp Baking Soda (NaHCO3)

* Một chai giấm (CH3COOH)

* Súng bắn keo, keo con voi, keo dán nhựa, băng dính điện, kéo, băng keo non, dao, bật lửa

Các bước thực hiện

Bước 1: Chuẩn bị vật liệu

Bước 2: Thực hiện theo phương án thiết kế

Bước 3: Trang trí trên thân bình

Bước 4: Thực hành kiểm tra tính hiệu quả

Bước 5: Rút kinh nghiệm và hoàn thiện sản phẩm

Cơ chế hoạt động

Giải thích nguyên lý hoạt động

- Khi mở van nước, giấm sẽ chảy xuống ống nhựa và đi vào trong bình nhờ nối góc 90 Trong bình đã có sẵn bột baking soda, nên khi giấm chảy vào, chỉ cần lắc bình nhẹ cho phản ứng giữa giấm ăn và baking soda xảy ra nhanh hơn là có thể sinh ra được khi CO2 Mở van xịt khí cho CO2 đi ra khỏi bình và dập tắt đám cháy

- Dập tắt được các đám cháy quy mô nhỏ mới phát sinh mới phát sinh

- Sản phẩm có hiệu quả; thao tác sử dụng bình đơn giản, nguyên vật liệu dễ tìm, thân thiện

- Giáo dục, tuyên truyền cho học sinh về ý thức phòng cháy chữa cháy

3.8 Bảng đánh giá sản phẩm stem bình chữa cháy mini (dùng cho GV đánh giá và HS đánh giá)

Điểm đánh giá Nội dung đánh

tốt (0đ)

Tốt (1đ)

Rất tốt (2đ)

Báo cáo kiến thức nền

Báo cáo kiến thức nền liên quan đến dự án chính xác

Hình thức bản Trình bày powerpoint có

Hiệu quả khi dập tắt đám cháy mới bắt đầu

Dễ sử dụng, hóa chất thân thiện

Kỹ năng thuyết trình

Thuyết trình hay, mạch lạc, thuyết phục cao

Trả lời được các câu hỏi phản biện

Tham gia đặt câu hỏi phản biện cho nhóm khác

Kỹ năng làm việc nhóm

Nhiệt tình, trách nhiệm cao

Biết giúp đỡ các thành viên khác trong nhóm

Kỹ năng khởi nghiệp

Giá thành rẻ, dễ sử dụng

Hiệu quả khi sử dụng

Tổng điểm các tiêu chí

3.9 Bộ câu hỏi phản biện về sản phẩm

Câu hỏi 1 Bình chữa cháy mini tạo khí CO2 được

sử dụng để dập tắt đám cháy loại nào?

Đám cháy loại A, B, C

Câu hỏi 2 Muốn dập ngọn lửa được nhanh chóng

thì cần tăng nồng độ của chất nào? Tăng nồng độ giấm

Câu hỏi 3 Bình chữa cháy mini có ưu điểm gì? Ưu điểm: Đơn giản,

dễ sử dụng, nguyên liệu dễ tìm, rẻ, thân thiện Đặc biệt là giáo dục học sinh có ý thức phòng chống cháy nổ

Câu hỏi 4 Bình chữa cháy mini có nhược điểm gì?

Nhược điểm: Chỉ dập tắt đám cháy nhỏ, mới bắt đầu

Câu hỏi 5 Khó khăn bạn gặp phải khi sử dụng bình

chữa cháy mini đó?

Không dập tắt đám cháy lớn, lượng CO2 sinh ra nhanh hết do nồng độ acid trong giấm nhỏ

Câu hỏi 6 Kinh phí tối thiểu để làm dự án trên hết

bao nhiêu?

Vì chủ yếu là dụng

cụ, hóa chất thân thiện nên dễ tìm, tận dụng đồ không sử dụng Vì vậy tổng kinh phí để làm dự án này là chỉ khoảng 50.000đ

Câu hỏi 7 Bạn có ý định khởi nghiệp với dự án trên

không?

Với chi phí rẻ, dễ sử dụng, hiệu quả cao nên chúng tối đang có

ý định khởi nghiệp

3.10 Một số hình ảnh về bình chữa cháy mini