Департамент освіти і науки

Житомирської обласної військової адміністрації

Заклад професійної (професійно-технічної) освіти

«Коростишівський професійний коледж»

ТВСВ с. Турчинівка

 

 

 

 

Дослідження хімічного складу нітратних добрив за характерними якісними реакціями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Підготували:

Викладачка предметів

 професійно-теоретичної підготовки

 Демчик Ірина Степанівна,

Викладач біології та хімії

Деревицький Руслан Олексанжрович

 

 

 

 

 

Турчинівка 2026р.

 

Тема уроку: «Дослідження хімічного складу нітратних добрив за характерними якісними реакціями»

Мета уроку

Освітня:

• сформувати цілісне уявлення про нітратні добрива як джерело доступного нітрогену для рослин;
• ознайомити здобувачів професійної освіти із хімічним складом амонійних, нітратних та амідних добрив;
• навчити виконувати якісні реакції на іони NH₄⁺ та NO₃⁻;
• пояснити зв’язок хімічних властивостей добрив із їхнім біологічним значенням.

Розвивальна:

• розвивати вміння аналізувати рівняння реакцій;
• формувати дослідницькі компетентності;
• розвивати причинно-наслідкове мислення (добриво → хімічні процеси → фізіологія рослини → екологічні наслідки).

Виховна:

• виховувати екологічну відповідальність;
• формувати культуру безпечної роботи з речовинами;
• сприяти усвідомленню ролі науки у сільському господарстві.

 

Очікувані результати:

після заняття здобувачі освіти зможуть:

• знати формули основних нітратних добрив та їх роль у живленні рослин;
• вміти проводити якісні реакції для виявлення нітрат-іонів (NO₃^-) та йонів амонію (NH₄⁺) у зразках добрив;
• розпізнавати нітратні добрива за зовнішніми ознаками (фізичні властивості) та характерними хімічними реакціями;
• описувати хімізм реакцій, записуючи молекулярні та йонно-молекулярні рівняння (наприклад, взаємодія солей амонію з лугами);
• розуміти правила техніки безпеки при роботі з хімічними речовими та добривами;
• застосовувати здобуті знання для аналізу якості добрив у побуті/сільському господарстві. 

 

Ключові компетентності, що формуються на уроці:

• науково-природнича грамотність: розуміння складу мінеральних добрив, принципу дії якісних реакцій (виділення аміаку) та впливу азоту на ріст рослин;
• екологічна компетентність: усвідомлення необхідності раціонального використання добрив, їх впливу на ґрунти;
• уміння вчитися впродовж життя: самостійне проведення експерименту, спостереження, аналіз результатів та формування висновків;
• компетентності у галузі природничих наук, техніки і технологій: опанування практичних навичок хімічного аналізу;
• культура безпечної поведінки: дотримання техніки безпеки при роботі з кислотами, лугами та добривами.

   Інноваційність уроку: урок побудований на міжпредметній інтеграції таких предметів: «Сировина і допоміжні процеси у виробництві»,  «Хімія», «Біологія та екологія». Учні досліджують реальні зразки добрив, які використовуються в сучасному агрономічному секторі. Урок включає обговорення проблеми нітратів у продуктах харчування, впливу на рослини та організм людини. Це розвиває критичне мислення щодо раціонального використання добрив. Такий підхід перетворює урок на міні-лабораторне дослідження, де викладачі виступають лише модераторами процесу.

Міжпредметні зв’язки:

• Сировина і допоміжні процеси у виробництві:  дослідження  складу нітратних добрив, вплив на рослини;
• Хімія: якісні реакції для визначення складу деяких нітратних добрив;
• Біологія та екологія: вплив нітратів, нітритів на рослини та організм людини.

 

За джерелом отримання знань:

• словесні (розповідь, пояснення, бесіда, дискусія);
• наочні (мультимедійна презентація,схеми, малюнки);
• практичні (виконання інтерактивних вправ, тестування, виконання дослідів).

      За характером пізнавальної діяльності:

• проблемно-пошуковий метод (група «Хіміки» -  досліджує склад нітратних добрив, група «Біологи» -  аналізує роль нітрогену в живленні рослин і вплив нітратів на організм);
• дослідницький метод (дослідження якісного складу нітратних добрив, вплив нітратів на живлення рослин та організм людини);
• інтерактивні методи (робота в групах, створення логічного ланцюжка, цифрові вікторини);
• рефлексивний метод (осмислення понять «нітрати», «добрива», «якісні реакції»)

     За дидактичною метою:

• метод формування нових знань (дослідження складу, властивостей нітратних добрив, поняття «якісна реакція», «нітрати», «нітрити»);
• метод закріплення та систематизації (узагальнення через схеми та логічні моделі);
• контрольно-оцінювальний метод (інтерактивні  вправи, тестування).

     Форми організації навчальної діяльності:

• фронтальна (вступне слово, пояснення нового матеріалу, колективне обговорення);
• групова (хімічні дослідження, презентація результатів);
• індивідуальна (виконання тестових завдань);
• інтерактивна (робота з цифровими платформами);
• інтегрований формат уроку (поєднання предметів «Сировина і допоміжні процеси у виробництві»,  «Хімія», «Біологія та екологія»).

Обладнання та реактиви:

• зразки добрив (NH₄NO₃, CO(NH₂)₂, NaNO₃)
• розчин NaOH
• концентрована H₂SO₄ (демонстраційно)
• мідна стружка
• пробірки, штатив
• спиртівка
• індикаторний папір
• таблиця «Колообіг нітрогену в природі»
• мультимедійна презентація

 

Тип уроку: вивчення нового матеріалу з елементами міжпредметної інтеграції та цифрових технологій.

Список використаних джерел:

1. Григорович О. В. Хімія (рівень стандарту) : підруч. для 11 кл. закл. загал. серед. освіти / Олексій Григорович. — Харків : Вид-во «Ранок», 2019. — 224 с. : іл., (с.134-138)
2. Довгань В. П. Хіміко-бактеріологічний аналіз: Підручник. — К.: А.С.К., 2005. — 320 с: іл. (с.263-270).
3. Попель П. Хімія (рівень стандарту) : підруч. для 11 кл. закладів загальної середньої освіти / Павло Попель, Людмила Крикля. — Київ : ВЦ «Академія», 2019. — 248 с. : іл. (с.180-187)
4. Савчин М. Хімія (рівень стандарту) : під руч. для 11 кл. закл. заг. серед. освіти / Марія Савчин. — К. : Грамота, 2019. — 240 с. : іл. (с.173-177)
5. «Ідентифікація мінеральних добрив» https://www.youtube.com/watch?v=nt4ot7Gll1E
6. «Чи шкідливі нітрати в ранніх овочах та фруктах?» https://www.youtube.com/watch?v=UwoTanOTsdA
7. «Норми внесення добрив: таблиці, правила та розрахунки https://agroapp.com.ua/uk/blog/normi-vnesennya-dobriv-tablici-pravila-ta-rozraxunki/

 

ХІД УРОКУ

I. Організаційний момент

Перевірка готовності здобувачів професійної освіти до уроку. Налаштування на дослідницьку діяльність. Здобувачів освіти ділимо на дві групи: група «Біологи» та група «Хіміки».

II. Актуалізація опорних знань

Викладачка предметів професійно-теоретичної підготовки:

Доброго дня, діти!

Сьогодні ми вивчаємо дуже важливу тему «Нітратні добрива». Сільське господарство неможливо уявити без добрив, адже грунт поступово втрачає поживні речовини, які рослини використовують для свого росту і розвитку. Одним із найважливіших елементів живлення рослин є Нітроген.

 

Викладач хімії, біології:

Рослини не можуть засвоювати Нітроген безпосередньо з повітря, тому людина виробляє різноманітні добрива, серед яких важливе місце займають нітратні добрива. Вони добре розчиняються у воді та засвоюються рослинами.

 

Бесіда із здобувачами професійної освіти

Вправа «Мозковий штурм»

Запитання для «Біологів»

1.         Яке значення має нітроген для живих організмів?
2.         Чому грунт потребує добрив?
3.         Чому атмосферний азот (N₂) недоступний більшості рослин?
4.         Чи чули ви про нітрати в овочах?

 

Запитання для «Хіміків»:

1.         Які елементи найбільше потрібні рослинам для росту?
2.         Які сполуки нітрогену ви знаєте?
3.         У складі яких речовин він міститься?
4.         Що таке якісна реакція?

Здобувачі висловлюють ідеї, а викладач записує їх на дошці.

III. Мотивація навчальної діяльності

Викладач хімії та біології:

Проблемне запитання: Чи можна визначити склад добрив без складного лабораторного обладнання?

IV. Вивчення нового матеріалу

1. Нітратні добрива та їх значення

Викладачка предметів професійно-теоретичної підготовки:

Отже, розпочнемо наше дослідження світу речовин, від яких значною мірою залежить врожайність і продовольча безпека.

Нітроген — це один із найважливіших елементів для життя рослин. Без нього рослина просто не зможе нормально рости й розвиватися. Чому? Тому що нітроген входить до складу білків — а білки є основою клітин. Крім того, нітроген входить до складу хлорофілу — зеленої речовини, завдяки якій відбувається фотосинтез. Саме тому рослини з достатньою кількістю нітрогену мають насичений зелений колір.

Якщо ж нітрогену не вистачає, листя починає жовтіти (це явище називається хлороз), ріст сповільнюється, а врожайність знижується. Тому в сільському господарстві застосовують нітратні добрива.

Фото 1. Візуальні ознаки дефіциту Нітрогену

Проте рослини не можуть засвоювати нітроген безпосередньо з повітря (хоча його там майже 78%). Вони можуть поглинати лише розчинні сполуки нітрогену з ґрунту. Саме тому використовують мінеральні нітратні добрива.

До найпоширеніших нітратних добрив належать:

• аміачна селітра NH₄NO₃
• амоній сульфат(NH₄)₂SO₄
• натрієва селітра NaNO₃

Аміачна селітра містить одразу два види нітрогену — у формі йона амонію NH₄⁺ і нітрат-йона NO₃⁻. Тому вона є дуже ефективним добривом.

Амоній сульфат містить йони NH₄⁺ і SO₄²⁻. Він не лише забезпечує рослину нітрогеном, а й додає сульфур — важливий елемент для синтезу білків.

Натрієва селітра містить лише нітрат-йон NO₃⁻. Це добриво швидко розчиняється у воді та швидко засвоюється рослинами.

 

2. Класифікація нітратних добрив

Нітратні добрива можна класифікувати за тим, у якій хімічній формі міститься нітроген. Це дуже важливо, адже від форми нітрогену залежить:

• швидкість засвоєння рослиною;
• вплив на ґрунт;
• екологічні наслідки;
• спосіб лабораторного визначення.

Інакше кажучи, хімічна формула «підказує», як поводитиметься добриво в ґрунті.

 

2.1. Амонійні добрива (містять йон NH₄⁺)

До цієї групи належать:

• амоній сульфат (NH₄)₂SO₄
• амоній хлорид NH₄Cl

У цих речовинах нітроген міститься у вигляді йона амонію NH₄⁺.

Йон NH₄⁺ має позитивний заряд, тому він утримується ґрунтовими частинками і не так швидко вимивається дощем. Це означає, що такі добрива діють дещо довше.

Однак під час перетворень у ґрунті амоній поступово переходить у нітратну форму. При цьому виділяються йони H⁺, і ґрунт може ставати більш кислим.

 

2.2. Нітратні добрива (містять йон NO₃⁻)

До них належать:

• натрієва селітра NaNO₃
• калієва селітра KNO₃

У цих добривах нітроген міститься у формі нітрат-йона NO₃⁻.

Нітрат-йон має негативний заряд, тому він не утримується ґрунтовими частинками і легко розчиняється у воді. Це означає, що такі добрива дуже швидко засвоюються рослинами, але водночас можуть легко вимиватися в підземні води.

Саме через це надлишок нітратів у ґрунті може призводити до забруднення водойм.

2.3. Амонійно-нітратні добрива (містять NH₄⁺ і NO₃⁻)

Найпоширеніший приклад — аміачна селітра NH₄NO₃.

Це універсальне добриво, оскільки містить одразу дві форми нітрогену:

• NH₄⁺ — діє поступово;
• NO₃⁻ — діє швидко.

Завдяки цьому аміачна селітра забезпечує як швидкий, так і тривалий ефект.

Проте потрібно пам’ятати, що ця речовина є термічно нестійкою і за певних умов може бути вибухонебезпечною.

 

2.4. Амідні добрива (містять групу –NH₂)

Основний представник — сечовина (карбамід) CO(NH₂)₂.

У цьому випадку нітроген входить до складу амідної групи –NH₂. У ґрунті сечовина поступово перетворюється на амоній, а потім — на нітрати. Вносячи в грунт це добриво, його треба своєчасно загортати, тому що можуть бути значні втрати нітрогену у вигляді амоніаку.

Тому її дія є більш повільною і тривалою.

Викладачка предметів професійно-теоретичної підготовки:

Давайте виконаємо вправу «Чорна скринька» на розпізнавання добрив:

У чорній скриньці міститься 4 лоти(зразки добрив). Кожен лот має по 3 підказки.

 На швидкість реагування команд:

Перший лот: 1.швидко вимивається дощем

           2. амоній поступово переходить у нітратну форму

           3. ґрунт від цих добрив може ставати більш кислим.

Другий лот:  1. добриво дуже швидко засвоюється рослинами

          2. легко вимивається в підземні води

          3. надлишок призводить до забруднення водойм

Третій лот:  1. містить одразу дві форми нітрогену

          2. забезпечує як швидкий і тривалий ефект на рослини.

          3. термічно нестійка речовина і за певних умов може бути    вибухонебезпечною

Четвертий лот: 1. Дія більш повільна і тривала

          2. сечовина поступово перетворюється на амоній

          3. його треба своєчасно загортати.

Викладач хімії, біології:

Отже, ми вже з’ясували, що нітратні добрива є важливим джерелом Нітрогену для рослин і широко використовуються в сільському господарстві. Але для хіміка важливо не лише знати склад речовини, а й розуміти, як вона поводиться в хімічних реакціях.

Саме тому зараз ми переходимо до вивчення хімічних властивостей нітратних добрив. Ми з’ясуємо, у які реакції вступають нітрати, як їх можна розпізнати за допомогою якісних реакцій, а також які перетворення відбуваються з ними під час нагрівання або взаємодії з іншими речовинами.

3. Хімічні властивості йонів у складі нітратних добрив

Йон NH4+

Взаємодіє з лугами з виділенням амоніаку.

NH4+ + OH- → NH3↑ + H2O

Ознака: різкий запах амоніаку, посиніння вологого червоного лакмусу.

Пояснення:
Йон NH4+ під дією лугу перетворюється на газ амоніак. Амоніак створює лужне середовище, тому індикатор змінює колір.

Йон SO4 2-

Взаємодіє з йонами барію Ba2+.

Ba2+ + SO4 2- → BaSO4↓

Ознака: білий нерозчинний осад.

Пояснення:
Барій сульфат не розчиняється у воді, тому випадає у вигляді білого осаду. Це характерна реакція на сульфат-йон.

Йон NO3-

Виявляється за допомогою реакції «бурого кільця».

При додаванні FeSO4 і обережному приливанні концентрованої H2SO4 утворюється буре кільце.

Ознака: бурий шар на межі розчинів.

Пояснення:
Нітрат-йон у кислому середовищі відновлюється з утворенням сполуки бурого кольору. Це характерна ознака нітратів.

Викладач хімії, біології:

То ж ми спробуємо себе у ролі дослідників і за допомогою хімічних реакцій визначимо склад деяких нітратних добрив.

 

 

Група «Хіміків» демонструє досліди за планом:

 

4. Лабораторна робота

Експериментальне визначення складу нітратних добрив

Дослід 1. Виявлення йона NH₄⁺

Хід роботи:

1.                     У пробірку внести невелику кількість розчину добрива.
2.                     Додати декілька крапель розчину NaOH.
3.                     Обережно нагріти пробірку.
4.                     Піднести до горловини пробірки вологий червоний лакмусовий папір.

Спостереження:

• з’являється різкий запах аміаку;
• лакмус синіє.

Рівняння реакції:

NH₄NO₃ + NaOH → NH₃↑ + NaNO₃ + H₂O

Йонне рівняння:

NH₄⁺ + OH⁻ → NH₃↑ + H₂O

Проведення досліду:

Висновок:

Якщо виділяється амоніак і синіє лакмус — у зразку є йон NH₄⁺.

Дослід 2. Виявлення йона SO₄²⁻

Хід роботи:

1. У пробірку з розчином добрива додати кілька крапель розчину BaCl₂.
    

Спостереження:

• утворюється білий осад.
   

Рівняння реакції:

(NH₄)₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2NH₄Cl

Йонне рівняння:

Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓

 Білий осад барій сульфату:

Висновок:

Поява білого осаду свідчить про наявність йона SO₄²⁻.

Дослід 3. Виявлення йона NO₃⁻

Хід роботи:

1. До розчину добрива додати розчин FeSO₄.
    
2. Обережно по стінці пробірки приливати концентровану H₂SO₄, не перемішуючи шари.

Спостереження:

• на межі двох шарів з’являється буре кільце.