Центр развития образования внеклассная работа по химии, биологии и географии в общеобразовательных учреждениях
| Вид материала | Сценарий |
- Центр развития образования внеклассная работа по химии, биологии и географии в общеобразовательных, 1312.33kb.
- Урок-презентация по химии, биологии, географии. Тема урока : «Нефть, состав нефти, 132.15kb.
- Рекомендации расширенного заседания методических объединений учителей химии, биологии,, 16.19kb.
- О. Ю. учитель химии, Горюнов А. Е. учитель географии, Жарких Н. В. учитель биологии, 53.71kb.
- Об использовании в общеобразовательных учреждениях Республики Татарстан электронных, 131.62kb.
- Курсовая работа «Формирование и развитие интеллектуальных умений учащихся на уроках, 218.45kb.
- О преподавании «Биологии» в общеобразовательных учреждениях Кемеровской области в 2011-2012, 159.22kb.
- Метапредметные аспекты в преподавании биологии, 103.62kb.
- Учебные программы курсов по выбору по биологии, географии, физике и химии Томск 2003, 346.29kb.
- Учебные программы курсов по выбору по биологии, географии, физике и химии Томск 2003, 482.56kb.
Методическое пособие.
Использование литературных произведений
на уроках химии
8 класс.
Тема «Первоначальные химические понятия».
Урок химии. Вещества и их свойства.
М. Алигер «Ленинские горы».
О, физика – наука из наук!
Всё впереди!
Как мало за плечами!
Пусть химия нам будет вместо рук.
Пусть станет математика очами.
Не разлучайте этих трех сестёр
Познания всего в подлунном мире,
Тогда лишь будет ум и глаз остер
И знанье человеческое шире».
- Т.Л. Кар «О природе вещей».
Свойством мы то называем,
что без разрушения вещи отнятым быть у неё
и само отделиться не может.
В камнях, к примеру, их вес, теплота у огня, у воды её влажность,
у тел осязаемость их,
у пустого пространства неосязаемость.
Урок химии. Атомно-молекулярное учение.
М. Алигер «Ленинские горы».
Характер минералов, недра гор,
механика, металлургия, оды.
Гидравлика – обуздыванье рек.
Рождение химической науки.
Встает великий русский человек,
Могучий разум, трудовые руки.
Склоняется над образцами руд,
расплёскивает сильные кислоты...
Работает.
Наука – это труд, единоборство, точные расчеты.
- Т.Л. Кар «О природе вещей».
Те, кто считал, что все вещи возникли
Лишь из огня, и огонь полагали основою мира,
Так же как те, кто почёл за основу
Всего мирозданья
Воздух, равно как и те, кто думал,
Что влага способна
Вещи сама созидать, или считая,
Что земля образует
Всё, превращался в природу вещей
Всевозможных,
Кажется мне, далеко от истины
В сторону сбились.
Существуют тела, которых мы видеть не можем.
Ветер, во-первых, морей неистово волны бичует,
Рушит громады судов и небесные тучи разносит.
Или же, мчась по полям, стремительным кружится вихрем,
Мощные валит стволы, неприступные горные выси,
Лес, низвергая, трясет норовисто: так, налетая,
Ветер, беснуясь, ревет и проносится с грохотом грозным.
Стало быть, ветры – тела, но только незримые нами.
На морском берегу, разбивающем волны,
Платье сыреет всегда, а на солнце, вися, оно сохнет,
Видеть, однако, нельзя, как влага на нем оседает,
Да и не видно того, как она исчезает от зноя.
Значит, дробится вода на такие мельчайшие части,
Что недоступны они совершенно для нашего глаза.
Кольцо изнутри, что долгое время на пальце
Носится, из году в год становится тоньше и тоньше;
Нам очевидно, что вещь от стирания становится меньше,
Из отделения тел, из неё каждый миг уходящих,
Нашим глазам запретила увидеть
природа ревниво.
Урок химии. Закон сохранения массы веществ.
1. Т.Л. Кар. «О природе вещей».
За основание тут мы берем положение такое:
Из ничего не творится ничто по божественной воле.
И оттого только страх всех смертных объемлет; что много
Видят явлений они на земле и на небе нередко,
Коих причины никак усмотреть и понять не умеют.
И полагают, что все это божьим веденьем творится.
Если же мы будем знать, что ничто не способно возникнуть
Из ничего, то тогда мы гораздо яснее увидим
Наших заданий предмет; и откуда являются вещи
И каким образом все происходит без помощи свыше.
Урок химии. Типы химических реакций.
Я известно с давних пор и имею спрос,
Опусти меня в раствор, в медный купорос.
Изменить хочу я соль, ну-ка выйди, соизволь.
Удивительный момент - стал другим раствор.
Вытесняю элемент, не вступая в спор.
На меня взгляни, ответь. Начинаю я ржаветь?
Тема урока «Кислород. Оксиды. Горение».
Урок химии. Получение кислорода.
1. В научно-фантастическом романе Александра Богданова «Красная звезда» приведено описание космического корабля. При этом сказано: «Это была «кислородная комната». В ней хранились запасы кислорода в виде 25 тонн бертолетовой соли, из которой можно было выделить по мере надобности 10 тысяч кубических метров кислорода».
Задание: по уравнению реакции разложения бертолетовой соли (хлората калия) проверьте вычислением правильность утверждения автора.
Решение. Получаем ответ: из 25т бертолетовой соли можно получить около 6,8 тыс. м3 кислорода, что на 32% меньше указанного объема.
Урок химии. Состав воздуха.
1. Нью-Йорк ежедневно выбрасывает в воздух 3200 тонн двуокиси серы, 280 тонн промышленной пыли, 4200 тонн углерода, азота и других ядовитых веществ. (Новиков Н.В., Пивкин В.М. «Новосибирск – город для человека». Новосибирское книжное изд-во, 1988, с.39).
Вопрос: какие неточности допущены авторами в приведённом утверждении?
Ответ: из текста следует, что простые вещества углерод и азот ядовиты. Ядовиты же их оксиды. По-видимому, это имели в виду авторы. Диоксид серы назван по устаревшей номенклатуре.
2. Эсхил. «Прикованный Прометей».
... Огонь
Я смертным дал и вот за что наказан,
похитил я божественную искру,
Скрыл в стволе сухого тростника;
И людям стал огонь любезным братом,
помощником, учителем во всём.
На этом уроке можно рассказать ребятам древнегреческий миф о титане Прометее, подарившем огонь людям и жестоко наказанном за это богами. Долгое время люди обожествляли огонь, преклонялись перед ним, не умея добывать его, старались сохранить.
Так, в своем труде «Письма о пользе стекла» М.В. Ломоносов писал:
«Взирая в древности народы изумленны,
что греет, топит, льет и светит огнь возженный,
иные божеску ему давали честь».
Обобщающий урок по теме «Кислород. Оксиды. Горение».
Литература:
Беляев А. «Продавец воздуха».
Беляев А. «Человек-амфибия».
Верн Ж. Опыт доктора Окса. Школа Робинзонов. Клодиус Бомбарнак.
Верн Ж. «Таинственный остров».
Митчелл М. «Унесенные ветром».
1. Первый ученик кратко передает сюжет повести А. Беляева «Продавец воздуха» и останавливается на описании свойств жидкого кислорода, в котором «твердый спирт не горит, а взрывается от удара. Эфир замерзает в кристаллическую массу. Каучуковая трубка от действия жидкого воздуха становится твердой и хрупкой и может быть превращена в куски и в порошок, живые цветы приобретают вид фарфоровых изделий, и фетровую шляпу можно разбить на куски, как фарфор».
Как же выглядит жидкий воздух?
«Перед нами был огромный подземный грот. Десятки ламп освещали большое озеро, вода которого отливала красивым голубым цветом…
«Жидкий воздух», – сказал Бэйли. – Я был поражен... Вместе с тем я почувствовал, что мой костюм как будто сжимается, и не мог понять, почему. Здесь большое давление».
2. Для лабораторного получения кислорода способ сжижения воздуха неприемлем. Вот что предлагал Жюль Верн. Второй ученик зачитывает отрывок: «Доктор Окс... не пользовался марганцевокислым натрием по методу Гессье дю Мота, а попросту разлагал слегка подкисленную воду с помощью изобретенной им батареи. Электрический ток проходил сквозь большие чаны, наполненные водой, которая и разлагалась на составные элементы, кислород и водород».
Учащимся предлагается написать уравнение реакций, о которых упоминается.
3. После того, как рассмотрены промышленный и лабораторный способы получения кислорода, предлагаются вопросы: Каковы физические свойства кислорода? Где он распространен в природе?
Ответ снова подсказывает Ж. Верн. Ученик зачитывает следующий отрывок – разговор доктора Окса и его ассистента о составе воздуха над городом:
«Семьдесят девять частей азота, двадцать одна часть кислорода, углекислота и водяные пары в перемешанных количествах...»
Учитель задает вопрос: «Какие вещества, кроме указанных в отрывке, входят в состав атмосферного воздуха?» Учащиеся отвечают, что эти вещества – инертные газы. Ж. Верн не допустил ошибки: он просто не знал о существовании благородных газов, которые были открыты 25 лет спустя после написания книги.
4. Каковы химические свойства кислорода?
Кислород вступает в реакции со многими веществами, эти реакции относятся к реакциям окисления (горение и медленное окисление). Подробно останавливаются на условиях, при которых загорается какое-либо горючее вещество.
Ученик предлагает вниманию класса краткое содержание романа «Таинственный остров» и зачитывает отрывок о разжигании костра при помощи линзы: «Он (Сайрес Смит)... воспользовался двумя выпуклыми стеклами от карманных часов... Налив в стёкла воды, он положил их и слепил края глиной. У него получилось таким образом двояковыпуклое зажигательное стекло. Поймав в его фокус пучок солнечных лучей, он направил их на горстку сухого мха и мох воспламенился».
5. Условия загорания вещества – достижение температуры воспламенения веществ и доступ кислорода. Пронаблюдать это можно на опыте. Демонстрационный опыт «Несгораемый платок». При горении растворителя была достигнута температура воспламенения ткани, поэтому платок остался цел.
Учитель отмечает, что для возникновения горения необходимо соблюдение определенных условий. Но гораздо больше усилий надо приложить, чтобы погасить пламя.
Ученик знакомит класс с кратким содержанием книги «Унесенные ветром» и зачитывает отрывок, в котором описывается сцена тушения пожара: «...сухой, как трут, осиновый пол мгновенно занялся, заглатывая огонь, как воду... Она (Скарлетт) сунула ковер в бадью и, набрав побольше воздуха в легкие, ринулась снова в темную от дыма кухню, плотно захлопнув за собой дверь. Целую, как ей показалось, вечность она, кашляя, задыхаясь, кружилась по кухне. Била и била мокрым ковром по струйкам огня, змеившимся вокруг неё».
Учитель задает вопросы: Каковы условия прекращения горения? Как с этих позиций объяснить действия горения?
6. Напоминая, что горение – одна из разновидностей окисления, учитель задает вопрос: Где реакция окисления протекает быстрее и интенсивнее – в воздухе или в чистом кислороде и почему?
7. После ответа на этот вопрос слово предоставляется ученику, который зачитывает отрывок о воздействии чистого кислорода на живые организмы. «Стоило бросить в землю семечко, как из него поднимался зеленый стебелек, который рос не по дням, а по часам. Кочаны капусты превращались в кусты, а грибы становились величиной с зонтик. Но – увы! Все эти растения быстро блекли и умирали, сожженные, истощённые, обессиленные. Все киканлонцы стали теперь форменными обжорами. В городе стали потреблять в три раза больше продуктов».
Учитель отмечает, что, согласно современной концепции, человеческий организм приспосабливается в ходе эволюции к дыханию воздухом, а не чистым кислородом. В случае же дыхания чистым кислородом ускоряются окислительные процессы обмена веществ и человеческий организм быстрее «сгорает». Так что Жюль Верн в чём-то был прав.
8. В заключении учитель отмечает, что в фантастической повести И. Ефремова «Сердце змеи» рассказывается о встрече землян с представителями другого мира, не кислородного, а фторного. Может и есть иные миры во Вселенной. Нашу же колыбель – кислородный мир – мы должны любить и беречь.
Тема «Вода. Растворы. Основания».
Урок химии. Вода – растворитель. Очистка воды.
Отрывок из романа А. Фадеева «Молодая гвардия».
Коммунисты – подпольщики занимались саботажем в организованных немцами мастерских. Отремонтированную немцами водокачку оставили наполненной водой, а ночью ударили морозы, в результате чего трубы раздулись, полопались, вся система пришла в негодность, все нужно было начинать сначала».
Урок химии. Состав воды. Химические свойства воды.
Фрагмент из романа Ж. Верна «Таинственный остров».
Вода рассматривается как эффективное топливо будущего.
«– Какое топливо заменит уголь?
– Вода – ответил инженер.
– Вода? – переспросил Пенкроф...
– Да, но вода, разложенная на составные части, – пояснил Сайрес Смит. Без сомнения, это будет делаться при помощи электричества, которое в руках человека, станет могучей силой. Да, я уверен, что наступит день, и вода заменит топливо; водород и кислород, из которых она состоит, будут применяться и раздельно, они окажутся неисчерпаемым и таким мощным источником тепла и света, что углю до них далеко! Наступит день, друзья мои, и в трюмы пароходов станут грузить не уголь, а баллоны с двумя этими сжатыми газами, и они будут сгорать с огромной тепловой отдачей... Вода – это уголь грядущих веков».
Тема «Периодический закон химических элементов Д.И. Менделеева».
1. Поэтическая Менделеевиана. Н. Глазков.
Пусть зимний день с метелями не навевает грусть –
Таблицу Менделеева я знаю наизусть.
Зачем её я выучил? Могу сказать зачем.
В ней стройность и величие
Любимейших поэм.
Без многословья книжного
В ней смысла торжество.
И элемента лишнего
В ней нет ни одного.
В ней пробужденье дерева
И вешних льдинок хруст.
Таблицу Менделеева я знаю наизусть.
2. А. Чивилихин.
И каждый знак её взлелеяв
Суровым гением своим,
Поведал миру Менделеев
В природе понятое им....
3. А. Чивилихин.
Снег падает. Весь мир заснежен,
Но вечно движется к весне.
Исчислен, разделен и взвешен -
Вещают знаки на стене.
Урок химии. Состояние электрона в атоме.
1. В.Я. Брюсов «Мир электрона».
Быть может, эти электроны –
миры, где пять материков.
Искусства, знания, войны, троны
И память сорока веков.
Еще, быть может, каждый атом –
Вселенная, где сто планет;
Там всё, что здесь, в объеме сжатом,
но также то, чего здесь нет.
2. Литературный критик В. Огнев в статье, опубликованной в журнале «Юность», привел фразу из дневника поэта Ильи Сельвинского: «Ртуть стоит в таблице элементов рядом с золотом, ей не хватает всего двух нейтронов, чтобы стать золотом».
Задание: проанализируйте научную достоверность этой фразы?
Ответ: поэт И. Сельвинский, а следом за ним и критик В. Огнев допустили ошибку. Изменение числа нейтронов в ядре атома не приводит к образованию нового химического элемента (образуется другой нуклид). Чтобы перейти от ртути к золоту (порядковый номер 79), надо из ядер атомов ртути (порядковый номер 80) убрать по одному протону.
3. Ведущий телевизионной программы «Вести», сообщив о том, что на таможне было изъято 4 кг красной ртути, заметил: «Кстати красная ртуть – единственный элемент, которого нет в периодической системе Менделеева».
Вопросы: Что такое красная ртуть? Можно ли её назвать химическим элементом?
Ответы: Красная ртуть – химическое соединение, оксид ртути (II). Назвать сложное вещество элементом, да еще при этом сказать, что для него нет места в периодической системе – грубая ошибка.
Урок химии. Значение периодического закона Д.И. Менделеева.
1. Арман Сюлли-Прюдом, французский поэт, лауреат Нобелевской премии, современник Д.И. Менделеева.
Взор химика пытлив, ему порядок мил.
Среди своих реторт, мензурок и приборов,
Таких загадочных для любопытных взоров,
Стремится он постичь капризы тайных сил.
Он многое из них уже установил,
Следя за их игрой, участник их раздоров.
И скоро он велит, властитель этих споров,
Признать и чтить закон, который он открыл.
Завидую тебе, взыскательный ученый,
Чьи зоркие глаза мир видят обнаженный,
Как в день творенья, исток всех прочих дней.
Веди же и меня в загадочное царство!
Я верю: только в нем отыщется лекарство.
От всех бесчисленных печалей и скорбей.
2. На стене здания Главной палаты мер и весов в Ленинграде сооружена из камня периодическая система элементов Д.И. Менделеева. Поэт А. Чивилихин посвятил стихотворение этой каменной таблице.
Но даже камни обветшали.
Их гордость прежнюю не жаль –
Все это древние скрижали.
Видна нам новая скрижаль.
И каждый Знак её взлелеяв
Суровым гением своим,
Поведал миру Менделеев
В природе понятое им.
И вот в вечернем полумраке
Стена отвесная видна.
На ней начертанные знаки –
Как дней минувших письмена.
Снег падает. Весь мир заснежен,
Но вечно движется к весне.
«Исчислен, разделен и взвешен» –
Вещают знаки на стене».
Тема урока:«Галогены».
Урок химии. Хлор и его свойства.
Сочинение-сказка «Взаимодействие хлора с водородом».
Жил-был хлор, и нужен был ему один электрон для завершения внешней оболочки. Однажды отправился он на поиски электрона, и вдруг повстречался ему водород. И у водорода была мечта получить один электрон, потому что он очень хотел быть похожим на гелий.
Просит хлор у водорода: «Отдай мне свой электрон». «Мне самому ещё один нужен», – не соглашается водород. Поспорили они и пришли к согласию. Хлор говорит: «А давай соединимся и образуем общую электронную пару. У тебя на последней оболочке будут тогда два электрона, а у меня – восемь». На том и порешили. Реакция прошла бурно и очень быстро, с выделением большого количества тепла, т.е. была, экзотермической, в итоге образовался хлороводород, раствор которого известен как соляная кислота. Но недолго пришлось радоваться водороду: ведь хлор, как более электроотрицательный элемент, оттянул к себе общую электронную пару, и остался водород почти совсем без электронов. Очень не понравилось это водороду, и решил он уйти от хлора. Но не смог. Ведь реакция-то необратимая».
Урок химии. Сравнительная характеристика галогенов. Фтор, бром, йод.
1. Сочинение-сказка «Самый сильный окислитель».
Жил-был кислород. И был он таким сильным, что с кем ни встретится, сразу окислит. И назвали кислород окислителем; вещества, получающиеся после реакции с кислородом – оксидами, а процесс – окислением. Ходит кислород по таблице Менделеева и со всеми в реакции вступает. Стал он хвастливым, заносчивым и решил, будто в химическом мире нет никого сильнее eго. И все же кислород ошибся. Как-то раз повстречал он в таблице фтор и решил кислород его окислить. Позвал он на помощь водород, образовав в соединении с ним воду, пошел в наступление на фтор. Вода рассчитывала быстро победить фтор. Но фтор оказался сильнее, и произошло чудо. Вода, которой тушат пожары, сама загорелась во фторе. Кислород, считавшийся окислителем, в этой реакции стал восстановителем. Так фтор превзошел кислород и оказался самым сильным окислителем.
2. Горение воды, или как кислород был восстановителем.
У фтора, как и у всех неблагородных элементов, была своя заветная мечта. Всего одного электрона не хватало ему для полного счастья. И мечта: у кого-нибудь выпросить, отобрать или украсть заветный электрон. Однажды, решив осуществить свое желание, он отправился в путь. Долго шел фтор, но никто не встретился ему. Потеряв надежду, он вдруг увидел воду – довольно прочное и дружное соединение водорода и кислорода, которое когда-то объединили свои электроны, связав их ковалентной полярной связью. «Хорошо, – решил фтор, – вытесню я отсюда этого гордеца – кислорода, ведь он стоит после меня в ряду электроотрицательности, значит, я самый сильный окислитель, недаром зовусь «фтор» – «разрушающий».
Кислород уже давно привык к своему соседу водороду. Он самонадеянно думал, что ему подвластны все элементы: и металлы, и неметаллы, он может отнимать у любого элемента электроны, окисляя его. Даже процесс в честь кислорода назвали окислением.
И тут появился фтор и налетел на воду. Она закипела, забурлила, на её поверхности появилось пламя – трудно фтору вытеснить кислород с теплого местечка, тот так просто не сдавался. «Смотрите! Смотрите! – говорили друг другу соседние элементы – вода горит во фторе! Ну и ну!»
Тема «Подгруппа кислорода».
Урок химии. Серная кислота и ее свойства. Приключение серной кислоты.
В одном химическом королевстве жила волшебница, звали её Серной кислотой. С виду она была не так уж и плоха: бесцветная жидкость, вязкая, как масло, без запаха. Серная кислота хотела быть знаменитой и поэтому решила отправиться в путешествие.
Она шла уже пять часов, а так как день был слишком жаркий, ей очень захотелось пить. И вдруг она увидела колодец. «Вода!» – воскликнула кислота и, подбежав к колодцу, прикоснулась к воде. Вода страшно зашипела, с криком испуганная кислота бросилась прочь. Конечно же, молодая кислота не знала, что при смешивании серной кислоты с водой выделяется большое количество теплоты.
«Если вода соприкасается с серной кислотой, то вода, не успев смешаться с кислотой, может закипеть и выбросить брызги серной кислоты». Эта запись появилась в дневнике молодой путешественницы, а затем вошла в учебники.
Так как кислота не утолила жажду, то, увидев раскидистое дерево, решила прилечь и отдохнуть в тени. Но и это у неё не получилось. Как только серная кислота дотронулась до дерева, оно стало обугливаться. Не зная причины этого, испуганная кислота убежала, плача.
Вскоре она пришла в город и решила зайти в первый попавшийся на её пути магазин. Им оказался ювелирный. Подойдя к витринам, кислота увидела множество прекрасных колец. Серная кислота решила померить одно колечко. Попросив у продавца золотое кольцо, она надела его на свой длинный, красивый палец. Кислоте очень понравилось кольцо, и она решила его купить. Вот чем она могла похвастаться перед своими друзьями.
Выйдя из города, кислота отправилась домой. В пути её не оставляла мысль, почему же вода и дерево вели себя так странно при соприкосновении с ней, а с этой золотой вещицей ничего не произошло? Да потому, золото в серной кислоте не окисляется. Это были последние слова, записанные кислотой в своем дневнике.
Тема урока. Подгруппа азота.
Урок химии. Аммиак, его физические и химические свойства.
«Сегодня черная Зоя сдавала экзамен за октябрь Алмакфишу и вдруг как шлепнется в обморок! Теперь этим никого не удивишь. Сейчас же опрыскали водой, дали понюхать нашатырю, и она встала». (Огнев Н. «Дневник Кости Рябцева». Повесть).
«Раз сунул голову под вытяжной шкаф, чтобы свой тигель понюхать, забывши, что он выделяет циан; ужасающей вонью ударило в нос. Ничего, я оправился и побежал к лаборанту; тот дьявольски: «Коли живы, так нюхайте, что ль, нашатырь...». (Белый А. «На рубеже столетий». М. Художественная литература).
Вопросы: Какое вещество называется нашатырём? Что дают нюхать человеку, потерявшему сознание?
Ответы:
Нашатырь – техническое название хлорида аммония. Это бесцветная кристаллическая соль без запаха, применяется в паяльном деле, для изготовления сухих элементов в химических производствах. В качестве лекарственного средства при обмороке применяют нашатырный спирт – 10% раствор аммиака. Выделяющийся из раствора газообразный аммиак раздражает нервные окончания верхних дыхательных путей и рефлекторно возбуждает центральную нервную систему – пострадавший приходит в сознание. Вдыхать аммиак рекомендуется также при отравлениях некоторыми газообразными ядовитыми веществами.
Урок-сказка. Производство аммиака.
Образовательные задачи:
- Сформировать у учащихся представление о промышленном способе производства аммиака,
- Обобщить научные принципы производства.
- Углубить знания об условиях смещения химического равновесия, о роли катализаторов.
Содержание урока.
Тема сегодняшнего урока связана с удивительной историей, которую я собираюсь вам рассказать. Я назвала её так: «Как Азот уговорили делать добро – кормить землю и растения».
Вы, конечно, читали замечательную книгу английского писателя Джонатана Свифта «Путешествие Гулливера». Она полна любопытных приключений и историй, и, может быть, вы помните, как автор устами мудрого короля лапутян высказал мысль о том, «Что человек, который вырастит два колоска там, где рос один, окажет людям неоценимую услугу». А ведь, действительно, это старинная, сокровенная мечта земледельца – вырастить два колоска вместо одного – удвоить урожай. А если много зерна, значит много хлеба, много мяса, молока, шерсти и других необходимых человеку продуктов.
Немало времени прошло с тех пор, как Свифт написал свою книгу. Не раз пробовали люди, в одиночку и общими усилиями, повысить плодородие почвы и увеличить урожай. Иногда это удавалось, чаще – нет.
Причина в том, что земля отдавала растениям все содержащиеся в ней питательные вещества, а сама всё более и более истощалась, и поэтому из года в год уменьшался урожай. Выражение «корм для земли» люди заменили аналогичным по смыслу «удобрения».
Итак, каков же состав удобрений? Учёные давно установили, что в их основе должны быть элементы: азот, фосфор, калий. В связи с интенсивным развитием земледелия только с помощью грозовых дождей и бобовых растений невозможно обеспечить землю необходимым количеством усвояемого азота. И коль уж человек нарушил почвенный природный баланс, он обязан его восстановить. Но как это сделать? Люди живут на дне огромного воздушного океана, а вам известно, что воздух состоит на 4/5 своего объёма из азота. Казалось бы, чего проще? Бери азот из воздуха и готовь удобрения. Но вы знаете, что азот при обычных условиях неактивен. Перед учёными встала задача: химически связать азот воздуха и производить из него удобрения.
Вот и настал момент рассказать вам сказку о том, как это могло произойти.
Мы с вами отправимся в царство – «Химическое государство», где поближе познакомимся с Азотом. (На доске закрепляется бумажная кукла злого, надменного юноши. Затем по ходу рассказа: Кислород, волшебница Химия, красавица Вода, мудрый старец Водород, катализатор Железо, добродушный, трудолюбивый Аммиак).
Вы, наверное, догадались, что Азот ведет довольно замкнутый образ жизни, ни с кем не желает поддерживать отношения. По-видимому, он очень высокого мнения о себе и это не случайно, ведь у него огромные владения в атмосфере Земли, а, кроме того, он возомнил себя близким родственником Благородных газов. И если мы еще раз вспомним строение молекулы Азота, то убедимся в том, что у него есть на это основания. (Транспарант «Строение молекулы азота).
Такое поведение Азота не могло не отразиться на растениях, они испытывали постоянный азотный голод, росли хилыми и болезненными.
Вполне понятно, что жители Химического государства не могли далее мириться с таким положением, они собрались на Совет, чтобы решить, как убедить Азот накормить Землю и тем самым оздоровить растительный мир. Долго думали, гадали, советовались, обсуждали. Первый заговорил Кислород, который был крайне взволнован состоянием здоровья своих родителей – растений: «Что с ним долго разговаривать! Давайте, подобно природной стихии, с помощью электрического разряда, приведем его в шоковое состояние, а затем мои атомы быстро приведут его в чувство и это будет уже не Азот».
Внимательно выслушав предложение кислорода, в разговор вмешался мудрый старец Водород. Он был представителем более развитых внеземных цивилизаций, и обычно в спорах за ним оставалось последнее слово: «Я против насилия и зла. Они не могут породить добро. Неужели никто из Вас не знает Азот с хорошей стороны?»
«Согласитесь, мне, как ближайшему соседу Азота, виднее, и я утверждаю, что в Азоте нет ничего хорошего», – заявил Кислород, известный своей вспыльчивостью: в его присутствии даже маленькая искра превращается в пламя, и с усмешкой добавил: «Разве только то, что он, как и многие из нас, влюблен в красавицу Воду».
«Это прекрасно! – воскликнул Водород, – Если он способен на высокое чувство – Любовь, значит, от него можно ожидать и благородных поступков».
С этими словами Водород отправился к Азоту. Он представился родственником Воды, и Азот любезно принял его. Мудрость Водорода подсказала ему, что к цели своего визита нужно подойти издалека. Он завел разговор о красоте Земли, утопающей в зелени, а в связи с этим они вспомнили о Воде, которая много трудится для процветания жизни на Земле. Водород почувствовал заинтересованность Азота в этом разговоре и рискнул изложить цель своего визита. «Уважаемый Азот, не считаете ли Вы, что при желании мы могли бы помочь Воде сделать Землю еще прекрасней?»
«Я не знаю, захочет ли она со мною общаться. Скажу Вам по секрету, однажды я попробовал объясниться с ней, и вот что услышал в ответ: (Звучит первый куплет песни «Я – не для Вас» в исполнении Роксаны Бабаян).
«Я сочувствую тебе, – сказал Водород, – но не печалься, утро вечера мудренее, я постараюсь тебе помочь». С нетерпением ждал Азот рассвета, и вот настал час встречи. «Чтобы обратить на себя внимание Воды, ты, Азот, должен прославиться добрыми делами». «Но что такое добро? Такое понятие мне неизвестно!» Начались жаркие споры о добре и зле, о бескорыстии и корыстолюбии, альтруизме и эгоизме. И все-таки Водороду удалось кое в чем убедить Азот, передать ему чуточку своей мудрости; в результате Азот превращался в Аммиак, но не уверенный в успехе дела, вновь возвращался к своим убеждениям, превращаясь в Азот. Казалось, спору не будет конца, так как установилось динамическое равновесие.
Спорщики не заметили, как вокруг собралась толпа, которая была солидарна с Водородом. Чтобы помочь ему одержать победу в споре, принцесса Химия направила к ним катализатор – Железо. В его присутствии споры шли более оживленно, но равновесие не смещалось. Элемент Франций неожиданно вспомнил, что из таких затруднительных положений умеет находить выход его соотечественник Ле-Шателье, который предложил создать особые условия, способствующие течению процесса в желательном направлении. Научно это звучит так: если на равновесную систему подействовать извне (изменить давление, концентрацию веществ, температуру), то из двух обратимых процессов будет преобладать тот, который уменьшает внешнее воздействие.
«Теперь без людей нам не обойтись, – задумчиво произнесла Химия? Приказываю разослать во все концы Земли гонцов и объявить, что тот, кто сумеет построить дворец, и тем самым создаст необходимые условия для успешных переговоров между Водородом и Азотом, окажет неоценимую услугу для всего человечества, процветания жизни на Земле».
Скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается. Долго ли, коротко ли, но пришла долгожданная весть от элемента Германия. Он сообщил, что его соотечественник Фриц Габер близок к решению этой проблемы. Для волшебницы Химии нет преград, и она пригласила всех заглянуть в лабораторию. Габера и понаблюдать за ходом его поиска. (Демонстрируется мультипликационная часть к/ф «Производство Аммиака»).
Итак, наша сказка подходит к концу. Как и во всех сказках, в нашей добро тоже побеждает зло. Союз природы, науки и человека позволил решить сложнейшую производственную проблему связывания молекулярного азота воздуха. Аммиак, полученный при определенных условиях в результате взаимодействия Азота в Водородом, оказался на редкость трудолюбивым: он работал на азотно-туковом комбинате, где совместно с кислотами создавал разнообразные минеральные удобрения. На Азот в таком виде обратила внимание красавица Вода. И вот уже долгие годы они живут рядом в мире и согласии, своим трудом преображая Землю.
А теперь я приглашаю вас ознакомиться с современным производством аммиака (II часть к/ф «Производство Аммиака»).
Урок химии. Азотная кислота. «Как стать звездой».
Она родилась в самой волшебной, в самой удивительной стране – в химической лаборатории. Её папа – Оксид азота (IV) был мужчиной злого нрава и носил прозвище «Лисий хвост», её мама была простой, спокойной женщиной, звали её Вода.
Она появилась – маленькая, бесцветная. Но когда к ней прибавили раствор фиолетового лакмуса, все сразу поняли – родилась девочка. Ей дали красивое женское имя Кислота. Кислота унаследовала от отца не только фамилию Азотная. Она унаследовала его взрывной и неуравновешенный характер. Иногда, когда её массовая доля в растворе была близка к единице, она начинала себя вести так, что все называли её дымящей.
Кислота Азотная очень дружила с металлами, дружба эта всегда носила окислительно-восстановительный характер. Её друзьями были Ртуть и Серебро. Однако Золото и Платина никогда с ней не дружили. Обидно было Кислоте, она тоже считала себя благородной и очень талантливой.
Кислота Азотная заметила, что при её попадании на древесные опилки или стружки они могли воспламениться. Она разрушала шерсть и натуральный шелк, а на коже человека оставляла желтые пятна. Но все эти свойства не сделали её известной и популярной, а наоборот, многие стали ее остерегаться.
Тогда Кислота Азотная решила пойти работать в кооператив «Основные оксиды и основания». Она производила соли, которые назывались нитратами и селитрами. Ее продукцию стали поставлять в сельское хозяйство. Кислота Азотная работала не покладая рук. С дождевыми каплями, выпадающими во время грозы, Кислота Азотная в почве превращалась в нитраты. Глупые фрукта и овощи очень обрадовались нитратам. Они стали употреблять их в неограниченном количестве. Скоро нитратов во фруктах и овощах стало так много, что возник вопрос, как от них избавиться.
А к Кислоте Азотной пришла настоящая слава. О ней стали писать газеты и журналы, говорить по телевидению. Кислота Азотная стала настоящей звездой!
Урок химии. Фосфор и его соединения.
1. «Да! Это была собака, огромная, черная как смоль... Из её отвёрстой пасти вырывалось пламя, глаза метали искры, по морде и загривку переливался мерцающий огонь. Ни в чьем воспаленном мозгу не могло бы возникнуть видение более страшное, более омерзительное, чем это адское существо, выскочившее на нас из тумана».
«Его огромная пасть все еще светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза были обведены огненными кругами. Я дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте. «Фосфор» – сказал я.
Конан Дойль «Собака Баскервилей».
Вопросы: Какими свойствами обладает фосфор? Возможны ли явления, описанные в повести А. Конан Дойля?
Ответы:
Аллотропное видоизменение фосфора – белый фосфор – действительно светится в темноте, что объясняется окислением его паров кислородом воздуха. Мелкодисперсный фосфор (например, выделенный из его раствора в сероуглероде после испарения последнего) самовоспламеняется. Загорается он и при трении. Белый фосфор ядовит: 0,1 грамма вещества – смертельная доза. Из свойств белого фосфора следует, что если бы и удалось каким-то образом «расписать» собаку не только снаружи, но и её пасть, то она немедленно бы погибла от отравления, а её труп превратился бы в пылающий костер.
Тема «Подгруппа углерода».
Урок «Кремний и его соединения».
«Не пес, не северный олень,
Не кошка и не конь,
Был первым приручен кремень,
А вслед за ним – огонь».
(В. Берестов).
Урок «Силикатная промышленность»
«Неправо о вещах те думают, Шувалов,
Которые стекло чтут ниже минералов,
Приманчивым лучом блистающих в глаза:
Не меньше польза в нем, не меньше в нем краса...
Пою перед тобой в восторге похвалу
Не камням дорогим, ни злату, но стеклу».
(М.В. Ломоносов «Письма о пользе стекла»).
Урок химии. Повторение темы. «Подгруппа углерода».
План.
Углерод – химический элемент.
- Физические свойства простых веществ – аллотропных модификаций углерода.
- Химические свойства углерода.
- Оксиды углерода.
- Угольная кислота и её соли.
- Значение соединений углерода.
После характеристики углерода как химического элемента учащиеся отмечают, что углерод в природе существует е виде аллотропных видоизменений – алмаза и графита.
Учащиеся-ведущие подробнее останавливаются на свойствах алмаза: «В Сибири геологи обнаружили месторождение алмазов. На белом листе рассыпались мелкие кристаллы – столбчатые, призматические, многоугольные, красного, бурого, черного, голубого, зеленого цветов. Это были сопутствующие алмазу ильменит, пироксен, оливин и другие стойкие минералы. А среди них, подобно кусочкам стекла, но все же не сходные с ним своим сильным блеском, выделялись мелкие кристаллы алмазов. Здесь были белые, чистой воды камни, были покрытые шероховатой бурой корочкой. Некоторые кристаллы имели розовый или зеленый оттенок... Чурилин отделил спичкой зеленый двенадцатигранник. Этот вид алмаза отличается необыкновенной даже для этого камня твердостью». Что же обуславливает такие свойства алмаза? Почему алмаз и графит отличаются по свойствам?
Учащиеся отмечают причину – различие во внутреннем строении веществ, в строении их кристаллических решеток, вызванное, в частности, условиями их образования в земной коре.
Учащиеся-ведущие.
Южная Африка. Здесь находятся крупнейшие залежи алмазов. Здесь выпучиваются земные недра, залегающие под гранитной корой, тяжелые рассланцованные давлением породы особой разновидности гранита – эклогита. Оттуда сквозь трещины пробиваются под гигантским давлением струи раскаленного и сжатого до предела газа, несущие драгоценные алмазы...Учитель отмечает, что для технических целей сейчас получают искусственные алмазы, однако в этих процессах воспроизводятся естественные условия – высокие температура и давление. Сырье для этого производства – графит. Почему именно графит? В чём заключается сущность процесса? Учащиеся объясняют, что при указанных условиях происходит перестройка кристаллической решетки графита.
«Уголь – ценнейшее из полезных ископаемых, – ответил инженер –, и природа как будто решила доказать это, создав алмаз, ибо он, в сущности, не что иное, как кристаллический углерод».
Интересно одно из специфических свойств угля, с которым мы встречаемся в сказке «Мороз Иванович»: Между тем Рукодельница воротится, воду процедит, в кувшины нальет, да еще какая затейница: коли вода нечиста, так свернет лист бумаги, наложит в нее угольков, да песку крупного насыплет, вставит ту бумагу в кувшин, да нальет в нее воды, а когда вода-то знай проходит сквозь песок да сквозь уголья и капает в кувшин чистая, словно хрустальная».
Какие методы очистки воды использует Рукодельница?
Объясняя описанное явление, учащиеся отмечают здесь два метода очистки веществ – фильтрование и адсорбцию – и дают определение последнего. Одно из наиболее очевидных свойств угля – горение. Учащимся предлагается написать уравнение этой реакции и провести другие примеры проявления углеродом восстановительных свойств. Среди продуктов реакций они отмечают оксиды углерода и, отвечая на вопрос учителя, сравнивают их свойства: способность к восстановлению металлов из оксидов и к горению угарного газа и соответственно солеобразующий характер углекислого газа – и записывают уравнение реакций.
Учащиеся-ведущие: «В романе А. Конан Дойля «Маракотова бездна» есть эпизод, когда исследователи морских глубин терпят катастрофу и их батискаф остается на дне океана: «Воздух был тяжелый, спертый. Он так был пропитан углекислотой, что живительная струя сжатого кислорода с трудом выходила из баллона. Встав на диван, можно еще было глотнуть чистого воздуха, но отравленная зона поднималась все выше и выше».
(Учащиеся отмечают свойства углекислого газа – он не поддерживает дыхания и тяжелее воздуха).
Из критической ситуации исследователей выручили подводные жители, обитатели затонувшей Атлантиды. «Наш новый знакомый привязал нам на плечи по два ящика... Внезапно я начал понимать, что в этом не было ничего сверхестественного, ничего противоречащего законам природы: один из ящиков был, несомненно, оригинальным источником свежего воздуха, а другой – поглотителем отработанных продуктов дыхания».
Перед классом ставится проблема: предложить возможный поглотитель углекислого газа, исходя из его кислотной природы. Учащиеся предлагают гидроксид кальция и записывают уравнение реакции.
Учитель отмечает, что именно гидроксид кальция был применен в кислородных аппаратах закрытого типа, используемых альпинистами в Гималайском высокогорье. Кроме того, изолирующие противогазы пожарных, шахтеров, военных обязательно имеют поглотитель для отработанных продуктов дыхания.
Итак, оксид углерода (IV) – кислотный оксид. Ему соответствует угольная кислота. Учащиеся кратко характеризуют свойства угольной кислоты (слабая, неустойчивая, образует два типа солей – гидрокарбонаты и карбонаты).
Учащиеся-ведущие: «В романе Г.Р. Хоггарда «Клеопатра» читаем... «она вынула из уха одну из тех огромных жемчужин... и ...опустила жемчужину в уксус. Наступило молчание, потрясенные гости, замерев, наблюдали, как несравненная жемчужина медленно растворяется в крепком уксусе. Вот от нее не осталось и следа, и тогда Клеопатра подняла кубок, покрутила его, взбалтывая уксус, и выпила весь до последней капли». Объяснить растворение жемчужины нетрудно, если принять во внимание, что её основу составляет карбонат кальция.
Учащиеся записывают уравнение соответствующей реакции и подчеркивают, что данная реакция – качественная на соли угольной кислоты. Таким образом, этот материал еще раз повторяется перед итоговой практической работой.
Учитель отмечает, что природные карбонаты – сода, мел, известняк, мрамор – имеют чрезвычайно большое практическое значение. Сходство состава двух последних отражено в стихах Н.М. Федоровский «Поэма о минералах».
По формуле, как ни смотри,
Они не роднятся никак.
Все те же кальций це о три,
Как мрамор, так и известняк.
Кроме уже рассмотренных соединений элемент углерод входит в состав органических веществ, он, по сути, основа всей живой природы.
Учащиеся-ведущие: В романе И. Ефремова «Звездные корабли» читаем: «Доказана общность химических и физических законов во всех глубинах мирового пространства... живое вещество, состоящее из наиболее сложных молекул, в основе своей должно иметь углерод-элемент, способный образовывать сложные соединения».
Затем учащиеся приводят информацию о свойствах соединений углерода, взятую из разных литературных источников.
Об оксидах углерода.
«Угарный газ – вскричал он (Холмс), – Подождите немного. Сейчас он уйдет. Заглянув в дверь, мы увидели, что комнату освежает только тусклое синее пламя, мерцающее в маленькой медной жаровне посредине... В раскрытую дверь тянуло страшным ядовитым чадом, от которого мы задыхались и кашляли».
«Вы слышали об эффекте «собачьей пещеры» в Италии? Есть там такая пещера-яма. Человек войдет и ходит, а собака или кролик погибает через несколько минут.
– Почему?
Из вулканической трещины выделяется углекислый газ... А поскольку он тяжелее воздуха, то остается внизу. Человеческая голова выше этой зоны. Собачья – нет».
Об угольной кислоте.
«Я понимаю, что это обыкновенное камни, причудливо обработанные ветром и газированной водой.
– Почему газированной?
– А как прикажите называть эту замерзшую воду с углекислым газом?
О карбонатах.
«…притащили изрядную груду известняка, весьма распространенной горной породы... Из этих камней, рассыпавшихся при прокаливании их на огне, получалась жирная негашеная известь, которая сильно вздувалась и бурлила при гашении; известь такая же чистая, как та, что получается при обжигании мрамора или мела»
Тема урока. Металлы главных подгрупп.
Урок химии. Кальций и его соединения.
1. «Тогдашняя весна застала меня в Красноводске... Пахнущий нефтью и негашеной известью город встретил меня не так радушно, как мне хотелось бы... (Максимов В. «Карантин». Роман)
Вопросы:
Приведите формулу негашеной извести. Имеет ли это вещество запах? Какой «известью» могло пахнуть в городе, в котором был введен противохолерный карантин?
Ответы:
Негашеная, или жженая известь – оксид кальция СаО. Это твердое кристаллическое вещество без запаха. Автор, по-видимому, имел в виду хлорную известь – продукт взаимодействия гидроксида кальция (гашеной извести) с хлором. Хлорная известь обладает сильным запахом и применяется для дезинфекции.
2. «А знаете, товарищи, – объявил он, – эти статуи кто-то облил уксусной кислотой. Кислота разъела гипс, и он за ночь обвалился. Объяснение было правдоподобно». (Кразков М. «Зашифрованный план». Новосибирск).
Вопрос: Насколько правдоподобно объяснение?
Ответ: Природный гипс представляет собой двухводный сульфат кальция. Для изготовления скульптур применяют полуводный гипс или безводный ангидрит, получаемый обезвоживанием при нагревании природного гипса. Полуводный гипс и ангидрит – прекрасные вяжущие материалы.
С уксусной кислотой гипс не взаимодействует, поэтому объяснение, приведенное автором в отрывке, неправдоподобно. Другое дело, если бы скульптуры были изготовлены из мрамора.
Урок химии. Алюминий и его соединения.
1. Одним из наиболее распространенных соединений алюминия является корунд. Рубин, сапфир – разновидности корунда, окрашенные небольшими примесями. «Есть в теплом море дивный яхонт...». Это о рубине. Яхонт – старинное русское название рубина. И то, что автор либретто оперы «Садко» вложил эти слова в уста Индийского гостя, закономерно. Рубинами издавна славились копи полуострова Индостан.
2. В «Сказках об Италии» A.M. Горький воссоздал образ жестокого Тамерлана, стремившегося покорить и разрушить весь мир: «На его страшной седой голове – белая шапка с рубином на острой верхушке... А в ушах царя – серьги из рубинов Цейлона, из камней цвета губ красивой девушки».
Алый рубин и синий сапфир в древности и в средние века считали целебными камнями: «Рубин врачует сердце, мозг, силу и память человека, сапфир хранит и умножает мужество, очищает глаза, укрепляет мускулы».
11 класс.
Тема урока. Амины. Аминокислоты.
Урок химии. Анилин.
1. A. Толстой «Гиперболоид инженера Гарина».
«Скажите, Ролинг, химические заводы представляют большую опасность для взрыва?»
– О да. Четвертое производное от каменного угля – тротил – чрезвычайно могучее взрывчатое вещество. Восьмое производное от угля – пикриновая кислота, ею начиняют бронебойные снаряды морских орудий. Но есть и еще более сильная штука – это тетрил.
– А что это такое, Ролинг?
– Все тот же каменный уголь. Бензол (С6Н6), смешанный при 80 градусах с азотной кислотой, дает нитробензол. Если мы в ней 2 части кислорода заменим 2 частями водорода, т.е., если мы нитробензол начнем медленно размешивать при 80 градусах с чугунными опилками, с небольшим количеством соляной кислоты, то мы получим анилин. Анилин, смешанный с древесным спиртом при 50 ат давления, даст диметил-анилин. Произведем реакцию диметил-анилина с азотной кислотой. За термометрами во время этой реакции будем наблюдать издали, в подзорную трубу. Реакция диметил-анилина с азотной кислотой даст нам тетрил. Этот самый тетрил – настоящий дьявол: от неизвестных причин он иногда взрывается во время реакции и разворачивает в пыль огромные заводы.
2. Чтобы приготовить из каменноугольной смолы, скажем облаточку пирамидона, или до флакончика духов, или до обыкновенного фотографического препарата – лежат такие дьявольские вещи, как тротил и пикриновая кислота, такие великолепные штуки, как бром-бензил-цианид, хлор-пикрин, дифенил-хлор-арсин и т.д., т.е. боевые газы, от которых чихают, плачут, срывают с себя защитные маски.
Сивцова Светлана Алексеевна, учитель химии МОУ ВСШ.
Клещёва Наталья Николаевна, учитель биологии МОУ ВСШ.
Толмачёва Виктория Николаевна, учитель географии МОУ ВСШ.