Нітратна кислота і нітрати

 Розробка уроку з хімії

Підготувала викладачка ВПУ 21 м. Івано-Франківська Ірина Козій

(професійно-технічний заклад машинобудівного спрямування)

                                                      Розум людський завжди прагне до діяльності

                                                      і не терпить безперервного спокою. 

 Цицерон

Тема уроку:

 Нітратна кислота і нітрати, їх застосування.    

 Проблема вмісту нітратів у продуктах харчування.

Мета уроку:

Навчальна: вивчити властивості нітратної кислоти і нітратів, розширити уявлення про нітратну кислоту та її солі; вдосконалити вміння складати та пояснювати рівняння хімічних реакцій;

Розвивальна: розвивати навички обговорення проблем забруднення харчових продуктів хімічними речовинами;

Виховна: виховувати прагнення до здорового способу життя, виробляти в учнів екологічне мислення.

Учні повинні

знати: формули нітратної кислоти, нітратів, їх фізичні і хімічні властивості;

вміти: записувати рівняння реакцій, що відображають хімічні властивості нітратної кислоти і її солей, рівняння термічного розкладу нітратів.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу

Обладнання: картки із завданнями,  зразки нітратів, Періодична система елементів, ряд активності металів, ММЗ.

Хід уроку

І. Організаційний етап.

Перевірка присутності учнів на уроці

ІІ. Актуалізація опорних знань.

1.     Робота з картками:

а) напишіть формули сульфатів, вказаних металів;

б) завершіть рівняння  реакцій:

SO₂+H₂O→…

SO₃+H₂O→…

в) виберіть елементи-неметали серед вказаних елементів:

К, О, S, N, Na, Ca

г) до якого класу сполук відносяться

    SO₂, K₂SO₄, H₂SO₄

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

1.     Розповідь учителя.

Однією з кислот, що відома з давніх-давен, є нітратна кислота. Про те, хто, де й коли відкрив її, ми вже не дізнаємося ніколи. Уже в ХІІ ст. арабські хіміки знали спосіб її одержання з мідного купоросу та селітри. У цей спосіб чисту нітратну кислоту одержували протягом восьми століть аж до початку минулого століття. Читаючи опис  методу, поданий у традиційній формі, майте на увазі, що це було в першій половині ХVІІ ст. «Спершу слід виготувати із заліза людину з  двома довгими носами на голові та з ротом  на маківці, який можна відкривати та знову щільно закривати. До кожного носу голови слід приєднати по скляній посудині для збирання парів, що піднімаються з розпеченого шлунка залізної людини»

План

•         1   Фізичні властивості нітратної кислоти

•         2    Хімічні властивості нітратної кислоти

•         3    Нітрати, їх властивості

•         4   Застосування нітратної кислоти та нітратів

•         5   Вплив нітратів на здоров’я людини

1. Фізичні властивості нітратної кислоти: рідина, температура кипіння +84^оС, замерзання— – 41,5^оС, має запах, добре розчиняється.

2. Хімічні властивості:

•         На світлі частково розкладається. Саме тому її зберігають в склянках темного скла у прохолодному місці:

          4HNO₃→ 4NO₂ + 2H₂O + O₂

•         Специфічні хімічні властивості нітратної кислоти зумовлені тим, що атом Нітрогену в ній виявляє свій найвищий ступінь окиснення +5, тож нітратна кислота є сильним окисником і взаємодіє майже з усіма металами. За такої взаємодії водень, як правило, не виділяється. Кислота ж, залежно від концентрації і активності металу, може відновлюватися до сполук Нітрогену зі ступенями окиснення від +4 до – 3:

•         Pb + 4HNO₃(конц) = Pb(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

•         3Ag + 4HNO₃(розв) = 3AgNO₃ + NO + 2H₂O

•         Якісною реакцією на нітрат-йон є виділення бурого газу:

         2NaNO₃ + 2H₂SO₄ + Cu = 2NO₂ + CuSO₄ + Na₂SO₄ + 2H₂O

Датський учений Нільс Бор у 1943 році під час окупації території Данії німецькими фашистами вимушений був залишити батьківщину і, щоб врятувати Нобелівську медаль, розчинив її у царській горілці, а після повернення за допомогою метода електролізу виділив золото та замовив собі нову медаль.

Царська горілка – це суміш концентрованих HNO₃ i HCl в співвідношенні 1 до 3.

3. Нітрати і їх властивості.

•         Нітратна кислота – одноосновна  і утворює лише середні солі – нітрати.

•         Нітрати – тверді кристалічні речовини, добре розчинні у воді, токсичні.

•         Нітрати натрію, калію, кальцію та амонію називають селітрами або нітратними (азотними) добривами.

•         Нітрати, як і нітратна кислота, здатні розкладатися під час нагрівання:

•         продукти розкладу нітратів залежать від місця металу у витискувальному ряду металів:

•         a)якщо метал стоять ліворуч від Мg, то його нітрат розкладається за схемою:

•         Ме(NO₃)_n  → Ме(NO₂)_n + O₂

•         Наприклад: 2KNO₃ → 2KNO₂ +3O₂

•         б) якщо метал стоїть від Мg до Cu, то його нітрат розкладається за схемою:

•         Ме(NO₃)_n → Ме₂О_n +  NO₂  +  O₂

•         Наприклад: 2Сu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂ + O₂

•         в) якщо метал стоять правовуч від Cu, то його нітрат розкладається за схемою:

•         Ме(NO₃)_n → Ме +  NO₂  +  O₂

•         Наприклад: 2AgNO₃ → 2Ag + 2NO₂ + O₂

4.  Застосування нітратної кислоти та  нітратів

Нітратна кислота  як і нітрати  використовують для деяких видів   обробки металів, зокрема для очищення поверхні металевого матеріалу від продуктів окиснення. Деякі нітрати можуть бути серед складових різних гальванічних розчинів, що використовуються для електропокриття виробів з металу.

Нітратну кислоту використовують для виробництва добрив, барвників, пороху та інших вибухових речовин, пластмас, штучного волокна, лікарських препаратів (стрептоцид), кіно- і фотоплівки. Вона застосовується і як сильний окисник у самозаймистих ракетних паливах.

Найбільше застосування нітратів – у вигляді азотних добрив для збільшення зеленої маси рослин. В Україні щорічно вноситься близько 20 млн тонн азотних добрив.

Натрій нітрит NaNO2 та натрій нітрат NaNO3 застосовують як харчові добавки під час виготовлення ковбас, шинки, деяких сортів сиру, риби. Вони перешкоджають окисненню м’яса, зберігають колір, поліпшують смак. В Європі існує список міжнародної цифрової системи, у якій Е – числами позначаються всі смакові добавки. Ця система називається Е-нумерація.

 Е-250 – натрій нітрит   NaNO₂

 Е-251 – натрій нітрат   NaNO₃

5.   Вплив нітратів на здоров’я людини

•         Підвищений вміст нітратів у харчових продуктах став реальним фактором нашого життя. Шляхи надходження нітратів в організм людини:

 70% –  з овочами

 20% –  з водою

 6% – з молочними і консервованими продуктами

•         Згідно з даними ВООЗ допустима норма нітратів становить 5 мг NaNO₃ на 1 кг маси людини.

•         Смертельна доза нітратів для людини 8-15 г. Токсична доза нітратів  для грудних дітей складає  лише 10 мг на добу. 

•         Надходячи в організм людини нітрати перетворюються на нітрити. Нітрити взаємодіють з гемоглобіном крові і утворюють сполуку метгемоглобін, яка не здатна переносити кисень. В результаті кров втрачає здатність транспортувати кисень і розвивається кисневе голодування. В нормальному стані в крові людини міститься 2% метгемоглобіну. Якщо його вміст підвищується до 30%, то виявляються симптоми гострого отруєння, а при вмісту 50% – може наступити смерть, що схожа на смерть від задухи.

 IV. Ознайомлення із зразками нітратів.

  V. Закріплення  вивченого матеріалу.

1. Завдання «Вилучи зайве»: вибери нітрати, назви їх AgNO₃, FeSO₄, NaNO₃, NH₄NO₃, Na₃PO₄ , Mg(NO₃)₂
2. Завдання «Взаємоперевірка»:

Де більше міститься N у NaNO3 чи Mg(NO3)2?

    3. Чи будуть накопичуватись нітрати в рослинах, якщо її багато в ґрунті? Наскільки це небезпечно?

    4. Робота з таблицею «Допустима кількість нітратів у овочах»

Порівняльний аналіз.

      Овочі               Нітрати,

                                  мг/кг

5. Потрібно знати!

Миття й очищення овочів знижує вміст нітратів приблизно на 10 %.

Під час відварювання  овочів у відвар переходить до 50 % нітратів.

Під час консервування та квашення до 30% нітратів переходить у розчин

VІ. Підбиття підсумків уроку. Оцінювання знань учнів.

VІІ. Домашнє завдання.

Розшифруйте один із записів алхімічного трактату: «Якщо Марс у своєму блискучому обладунку впаде в обійми Венери, яка розтанула від пекучих сліз, він обов’язково почервоніє…».

Підказка: Під Марсом і Венерою алхіміки розуміли залізо і мідь, а пекучі сльози—концентровані кислоти (у тому числі сульфатна та нітратна).

(Відповідь до д/з: Cu + 4HNO₃(конц.) = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O – Венера, що розтанула від пекучих сліз.

Fe + Cu(NO₃)₂ =Fe(NO₃)₂ + Cu(червоний осад) – Марс в блискучому обладунку в обіймах Венери почервонів.)

Довідкова інформація з мережі Інтернет