Посібник Цикл уроків з хімії на тему: «НІТРОГЕН І ФОСФОР»

Л.В. Довга          Цикл   уроків  з хімії на                       тему: «НІТРОГЕН І ФОСФОР»     Я іду на урок       Посібник   містить плани конспектів уроків, які допоможуть вчителям спланувати і провести цікаві уроки хімії в 10 класі. Даний посібник допоможе, під час узагальнення знань, умінь і навичок після вивчення розділу, перевірки знань учнів, під час вивчення нового матеріалу. Він буде цікавим і корисним для вчителів і учнів.                                                                                             Л.В.Довга

Урок 1

ТЕМА: Нітроген і Фосфор як прості речовини. Фізичні та хімічні                 властивості. Застосування Нітрогену і Фосфору.

  ЦІЛІ: ознайомити учнів із складом, будовою, властивостями, застосуванням простих речовин азоту і фосфору;

з’ясувати роль сполук нітрогену і фосфору в життєдіяльності організмів;

розвивати в учнів уміння самостійно працювати, робити відповідні висновки, конкретизувати;

виховувати бережливе ставлення до природних багатств.

Тип уроку:  вивчення нового матеріалу.

Обладнання: періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва, картки.

Основні форми і методи навчання: мозкова атака,випереджаюче навчання.

                                                  ХІД  УРОКУ

І.  ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ

Перед початком роботи визначтеся, хто і як налаштований працювати.  Який у тебе настрій?

 

 

 

ІІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ

Мозкова атака

Перелічить елементи V групи головної підгрупи періодичної системи. Згадайте, що в підгрупі згори вниз збільшується радіус атома, зростають металеві та відновні властивості.

Що спільного і чим вони відрізняються?

Укажіть положення Нітрогену і Фосфору в періодичній системі.

Які ступені окиснення характерні для Нітрогену і Фосфору?

Елемент випереджаючого навчання

Два учні зачитують повідомлення про відкриття Нітрогену і Фосфору відповідно.  А інші учні ,слухаючи їх виступ, заповнюють наступну таблицю.

 

ЩО?	Де?	Коли?	Хто?
НІТРОГЕН
ФОСФОР

 

Приклад виступу 1. Історія відкриття Нітрогену

У 1772 році англійський хімік і лікар Д. Резерфорд  здійснив цікаві досліди. Під скляним ковпаком він спалював на повітрі « вуглисті речовини» і утворений вуглекислий газ зв’язував розчином їдкого лугу. Частина повітря, яка після цього залишалася, вже не горіла й не була придатна для дихання.

З повним правом першовідкривачами могли б вважати себе і такі видатні хіміки тієї епохи, як Г. Кавендіш,  Д. Прістлі, А. Лавуазьє. Кожен з них дійшов до цього самостійно, а роботи їх співпадають повністю. Вони всі йшли одним шляхом – вилучали різними способами з повітря кисень і досліджували газ, що залишився. Кожен з дослідників дав цьому газу свою назву:

Д. Прістлі  назвав « задушливе повітря», а потім « флогістованим»;

В. Шеєлє, аптекар, хімік – самоучка назвав його « поганим»;

Д. Резерфорд – « мефітичним повітрям»;

 А. Лавуазьє узагальнив матеріали попередників, і запропонував назву – азот. А. Лавуазьє  називають «  гениальным толкователем  чужых идей», бо він також відкрив ще один хімічний елемент. Який ? Хто згадає? ( Кисень).

Ж. Шапталь – дав назву « Нітроген» - « той, що породжує селітру».

Виступ 2. Історія відкриття Фосфору.

  Питання до класу:

Покажіть графічну  побудову зовнішнього електронного шару, атома Нітрогену, й атома Фосфору.

Укажіть схожість і відмінність між ними.

 ІІІ. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

Оголошення теми та мети уроку.

1.Будова молекули азоту.

Учитель.  Три неспарених електрони кожного атома утворюють потрійний зв'язок між атомами  Нітрогену в молекулі  N₂. Для розриву такого зв’язку потрібна значна енергія, тому молекулярний азот виявляє хімічну пасивність і вступає в хімічні реакції при нагріванні у присутності каталізатора, при підвищеному тиску.

            N -= N ( міцний потрійний зв'язок)                   : N ::: N:

Ось через що він вільно існує з киснем і не вступає  з ним в реакцію.

Алотропні модифікації Фосфору.

Білий фосфор – це тверда кристалічна речовина густиною 1,82 г/см³, tпл.=44,1 ℃, а при 275 ℃ кипить. Він світиться в темряві, дуже отруйний. Білий фосфор не розчиняється у воді, але добре розчиняється у сірковуглеці, бензині та ефірі. Під дією сонячного світла він повільно переходить  у червоний фосфор. Цей процес значно прискорюється при температурі 270 – 350℃. На повітрі білий фосфор самозаймається, і тому його зберігають під водою.

           Чорний фосфор – утворюється при нагріванні червоного фосфору до температури 220 ℃ під тиском 10 – 12 тисяч атмосфер. Це  тверда речовина густиною 2,7 г/см^3, що проводить струм і схожа на графіт. Він спалахує при  температурі понад  490℃.

          Червоний фосфор  -  порошок густиною 2,2 г/см³, не отруйний, не світиться в темряві, горить при температурі  понад 250 ℃, не розчиняється у сірковуглеці.

Хімічні  властивості Азоту і Фосфору:

Фосфор значно активніший ніж Азот.

А)  взаємодія з киснем:

N₂ + O₂⇆2 NOt= 3000℃

4P+ 5O₂→ 2 P₂O₅   - надлишок О₂

4Р + 3О₂→ 2 Р₂О_{3   -} надлишок Р;  Р₂О₃ – дуже отруйна речовина.

Б)  взаємодія з воднем:

N₂ + 3H₂⇆ 2 NH₃  (t; p)

2P + 3H₂ → 2PH₃ -  ( фосфін – отруйний газ, безбарвний, погано розчинний у воді, нестійкий).

В)  взаємодія з металами:

N₂ + Li → 2 Li₃N( при кімнатній температурі). З іншими металами реагує при нагріванні:

Mq + N₂ → Mq₃N₂

2АI + N₂  → 2AIN

 Речовини, що утворюються в результаті  цих реакцій, називаються нітридами.

 Фосфор  при нагріванні реагує з металами, утворюючи фосфіди:

3Ca +2 P → Ca₃P₂

3Zn + 2P →Zn₃P₂

Застосування Азоту і Фосфору.

Використання  елементів випереджаючого навчання:

Міні – проект 1 « Застосування Азоту».

Азот використовують в медицині під час операцій на легенях. Видалення новоутворень на шкірі часто здійснюють рідким азотом. Основна частина азоту йде на виробництво амоніаку, ним наповнюють електролампи( створення інертного середовища). Також значна кількість азоту використовується на виробництво азотної кислоти, пороху, вибухових речовин. Він входить до складу аніліну і як  наслідок це найрізноманітніші фарби, які ви бачите. Азот входить до складу білків, що є основою життя. Енгельс  назвав Фосфор –« елементом думки». 

Міні – проект 2 « Застосування  Фосфору».

    Червоний фосфор застосовують для виробництва сірників. Він входить до складу пасти, яку наносять на сірникову коробку. Сірникова голівка складається з різних горючих речовин у суміші з бертолетовою сіллю та каталізаторами ( MnO₂; Fe₂O₃). Фосфор використовують для виробництва димоутворюючих  та запалювальних бомб і снарядів, а також для одержання фосфорорганічних речовин, які відіграють велику роль у виробництві отрутохімікатів. Значна кількість фосфору витрачається на одержання фосфатної кислоти і фосфатних добрив. Нітроамофоски і амофоси в природі не має і його використовують для виробництва цих комбінованих добрив.

IV. ЗАКРІПЛЕННЯ І УЗАГАЛЬНЕННЯ ЗНАНЬ

( Два учні біля дошки обчислюють задачі)

Задача 1.  Обчисліть відносну густину за воднем нітроген ( ІV) оксиду.

Задача 2. Загальна формула оксиду R₂O₅.  Масова частка Оксисену в ньому 34,8%. Який це елемент?

 Фронтальна бесіда з класом

Як на вашу думку можна загасити палаючий фосфор? ( фосфор окислюється деякими оксидами при нагріванні

2 Р + 3СО₂ → Р₂О₃ + 3СО).

Де використовується Нітроген і Фосфор у природі на вашу думку?

Чим подібні у властивостях Азот і Фосфор?

Яке значення має Нітроген  і Фосфор в організмі людини?

 Продовжте фразу : « Нам землянам, надзвичайно повезло, що в нас єдиних  у Всесвіті в атмосфері є азот, оскільки ….  ».

V. ПІДВЕДЕННЯ ПІДСУМКІВ

Отже, ми підійшли до завершення теми.  Тепер кожен для себе вирішіть, чи змінили ви своє ставлення до уроку.

 

 

 

пізнав багато нового, пізнав, але особливого           нецікаво, нічого

буду пізнавати далі  бажання до роботи                   робити не буду

        сам           не маю

VI.   Домашнє завдання

          Вивчити $ 9 – 10  завд. 53 – 64.Підготувати повідомлення про винахід сірників.

 

 

 

 

       УРОК    2

ТЕМА:   ПРАКТИЧНА РОБОТА N 1« Добування  аміаку і досліди з ним».

МЕТА: розвивати навички учнів добувати і збирати газ;

удосконалювати вміння аналізувати результати проведених дослідів та робити висновки;

сприяти розвитку логічного мислення;застосовувати знання техніки безпеки.

Тип уроку :  урок закріплення знань.

Обладнання та матеріали: кристалічний хлорид амонію, кальцій гідроксид, розчини фенолфталеїну  хлоридної кислоти; штатив з пробірками, газовідвідна трубка з пробкою, нагрівальний прилад, кристалізатор з водою.

                                              ХІД    УРОКУ

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ

Учитель. Перед початком практичної роботи, давайте повторимо властивостіамоніаку:

При якій температурі аміак перетворюється на лід? ( - 77,8℃)

Чи може він бути отруйним у невеликих дозах?

Чи можна в 1 об’ємі води при 20℃ розчинити 700 об’ємів аміаку, а при 0 ℃ - 1200 об’ємів.

Чому нашатирний спирт має запах аміаку?

З якими  з наведених речовин   може вступати в реакцію аміак?

 

O₂⇦NH₃⇨HNO₃

NaOH⇙⇘CaO

Ви вже вивчили властивості та будову амоніаку, тож тепер давайте застосуємо свої знання на практиці.

ІІ. ПРОВЕДЕННЯ   ІНСТУКТАЖУ  З   Т / Б

Рідкий аміак при дотику до шкіри викликає сильні опіки. Особливо небезпечно, якщо аміак потрапляє в очі. Амоніак, об’ємна частка якого у повітрі 0, 5%, сильно подразнює слизові оболонки, вражає дихальні шляхи, викликає запаморочення і болі в шлунку.

Смертельна концентрація – 3,5 мг/л протягом  30 хвилин.

Засоби першої допомоги при отруєнні аміаком: свіже повітря, промивання очей великою кількістю води.

Тому, не потрібно нюхати  приготовану суміш та газ, що виділятиметься. Не допускати  попадання аміаку у повітря класу.

ІІІ. ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОЇ РОБОТИ

Дослід 1.  Добування амоніаку.

  Зібрати прилад, як показано на мал..7 ст.51 ( Буринська)

Приготуйте в порцеляновій ступці суміш з кристалічного амоній хлориду і кальцій гідроксиду. Розітріть суміш товкачиком, але обережно, бо реакція утворення аміаку починається за звичайних умов. Заповніть суху пробірку сумішшю приблизно на 1/3 об’єму. Нагрійте спочатку всю пробірку, а потім те місце де знаходиться суміш.

 До отвору перевернутої догори дном пробірки піднесіть вологий фенолфталеїнів папірець.  Запишіть свої спостереження.

Дослід 2. Взаємодія амоніаку з водою.

 Пробірку з аміаком опустіть в кристалізатор з водою. Легенько струсіть  пробірку для зниження в ній тиску. Почекайте , поки вода заповнить пробірку. Закрийте під водою отвір, витягніть пробірку й переверніть її.

Дослід 3. Взаємодія розчину амоніаку з кислотами.

В пробірку налийте 1-2 мл водного розчину аміаку, долийте 1-2 краплі фенолфталеїну. Він змінить своє забарвлення на малинове. Долийте хлоридну кислоту до знебарвлення розчину.

Чому зникло малинове забарвлення?

Яка властивість водяного розчину амоніаку виявляється при взаємодії з розчином хлоридної кислоти?

IV.  Узагальнення  результатів  роботи

  Висновок : навчилися добувати амоніак взаємодією амоній хлориду та кальцій гідроксиду, дослідили його властивості.

  Додаткове завдання

Здійсніть перетворення. 

N₂⇗Mq₃N₂

⇩

NH₃⇨NH₄Cl⇨AgCl

Учитель. Поблизу нашого села пролягає аміакопровод. Коли я була маленькою ,сталася аварія. В селі стояв такий неприємний запах, батьки позавішували ковдрами вікна і двері  в хатах.  Нам, на вулицю  не дозволяли виходити. Говорили , що небезпечно для життя.

Пропоную вам ознайомитися з ознаками отруєння аміаком та з першою медичною допомогою. В житті ,як на довгій ниві, може все знадобитись.

Клінічні ознаки отруєння,  ступінь	Перша  медична  допомога
Легкий ступінь. Подразнення слизових оболонок очей; ураження верхніх дихальних шляхів( печія в горлі, чхання)	1.Негайно одягти ізолюючий дихальний апарат.
Середній ступінь. Головний біль, блювота, нудота, слабкість всього організму.	2. Доступ свіжого повітря.
Важкий ступінь. Порушення дихання, серцево – судинної системи, клінічна смерть.	3.Зігрівання тіла, стан спокою.
У разі дотику  - обмороження, опіки з пухирями, виразки.	4.У разі потрапляння на шкіру промити 2% - м розчином борної кислоти.

V. Підведення підсумків уроку.

Домашнє завдання : повторити ∬ 11 завд. 73-76, ст. 50.

 

УРОК З

ТЕМА: НІТРОГЕН (ІІ) ОКСИД , НІТРОГЕН (ІV) ОКСИД І  ФОСФОР (V)

              ОКСИД – ЯК ЗАБРУДНИКИ АТМОСФЕРИ, ЇХ ФІЗИЧНІ Й

              ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ. ЗАСТОСУВАННЯ.

МЕТА: ознайомити з найважливішими властивостями нітроген (ІІ)і (IV)

              оксидів, фосфор (V)оксиду;   звернути увагу  на отруйність

             нітроген   (IV)  оксиду і правила безпеки під час роботи з ним;

             розповісти про застосування нітроген (ІІ)і (IV) оксидів;           

             продовжувати формувати природоохоронні цінності та почуття

              відповідальності  за наслідки людської діяльності навколишньому

              середовищі; розвивати вміння знаходити головне, давати свою

              оцінку та оцінювати роботу інших.

Тип  уроку:  комбінований урок.

Основні форми та методи навчання:  контролюючі, індивідуальні, усний виклад, робота в парах, стимулюючі, проблемно – пошуковий.

Обладнання та матеріали: картки – завдання, періодична система хімічних елементів.

                                              ХІД  УРОКУ

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ.

    Учитель. Сьогоднішній урок я почну незвичайно, музично. Я прошу вас згадати нотний стан. Хто пам’ятає першу ноту?.

      ( Учні називають ноти, а вчитель кожною нотою вітає учнів)

Доброго дня усім!

Революційного успіху!

Міцного здоров’я!

Файного настрою!

Сольїдних  перемог!

Лякатися не треба!

Сімейного благополуччя!

 До роботи!

 Ми з вами діти зняли емоційне напруження і переходимо до роботи.

ІІ. Перевірка знань.

Ви вже вивчили амоніак, солі амонію, оксиди. І зараз напишемо хімічний диктант. Я зачитую назви, а ви записуєте формули.

 

Хімічний  диктант

Нітроген (ІІ) оксид

Амоній хлорид

Фосфор (V) оксид

Амоніак

Амоній сульфат

Нітроген (ІV) оксид

Амоній нітрат

Нітроген (І) оксид

Нітроген ((V) оксид

Амоній сульфід

Амоній карбонат

Нітроген (ІІІ) оксид.

Обміняйтесь зошитами з вашим сусідом по парті для взаємоперевірки. За кожну вірну відповідь ви отримуєте 1 бал.

                                   ( Підведення  підсумків диктанту)

Задача .

Під час взаємодії хлориду амонію з гашеним вапном масою 222кг виділяється аміак об’ємом (н.у.):

а) 22,4м³;  б) 134,4 м³; в) 224 м³; г) 448 м³.

     3. Фронтальна бесіда

          1) За яких умов нітроген реагує з киснем? Чому?

          2) Який ступінь окиснення може виявляти Нітроген у сполуках з

             Киснем?

          3) Складіть формули солей, утворених аміаком і нітратною кислотою.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Розповідь учителя з елементами бесіди.

    Ми вже згадали, які ступені окиснення виявляє нітроген. Але найбільше практичне значення має Нітроген ( ІІ), ( ІІІ), (ІV) оксиди. Із вищеперерахованих  оксидів тільки N₂O  і  NO являються несолетворними, всі інші – солетворні( кислотні).

 Властивості нітроген (ІІ) оксиду:

При безпосередньому з’єднанні Нітрогену з Оксигеном утворюється тільки один оксид  - NO.

                        N₂ +О₂ ⇆  2NO

Утворення оксиду нітрогену (ІІ) можна спостерігати під час гроз, коли блискавка пронизує повітря і відбувається реакція:

                        N₂ +О₂ ⇆  2NO - Q

З фізики ви напевно вчили , яку довжину і ширину мають грозові канали. Хто пам’ятає?                     

Інші оксиди одержують непрямим шляхом.

При 700℃N₂O розкладається з виділенням кисню:  2N₂O⇨ 2 N₂ +О₂,тому  він підтримує горіння і є окисником. Окислює речовини, що реагують з О₂.

                            N₂O+ H₂ ⇨N₂ + H₂O

  Властивості  нітроген (ІV) оксиду:

Оксид нітрогену(ІІ) солетворний оксид. NO₂  - бурий газ, отруйний і його вдихання шкідливо впливає на серце і легені.

Утворюється :

А)  під час окиснення оксиду азоту (ІІ) киснем:

                                 2NО+О₂ ⇆  2NO₂ + Q

Б)  при дії нітратної кислоти на мідь:

                                Cu + HNO₃ ⇨ Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Димеризується  ( димеризація – це утворення парних сполук за рахунок додаткових зв’язків).

                     2NO₂  ⇆N₂O₄   при -11℃ рівновага майже повністю зміщена

                                                            в бік N₂O_4, а при 140℃ - у бік NO₂

Реагує  з водою при надлишку кисню:

NO₂ +О₂ + Н₂О  ⇆ 4 НNO₃

 При  взаємодії з лугами утворює суміш нітратів і нітритів:

              2NO₂ + 2NaOH⇨NaNO₃+ NaNO₂ + H₂O

 Властивості фосфор ( V) оксиду:

  Фосфор ( V) оксид – білі гігроскопічні кристали. Згадайте, які це гігроскопічні?      ( Ті,що інтенсивно вбирають вологу)

 Він утворюється при згоранні фосфору в надлишку кисню або повітря:

                                       4P + 5O₂ ⇆ 2P₂O₅

Горить сліпучо – білим полум’ям, утворюючи твердий вищий оксид у вигляді білого диму.

Суміш червоного фосфору з бертолетовою сіллю KClO₃ займається з вибухом від найменшого тертя або натиснення. Складемо рівняння:

                    Р + KClO₃⇨ Р₂О₅ + KCl

Цю хімічну реакцію ви здійснюєте щоразу, коли запалюєте сірник. Бертолетова сіль з домішкою сірки як пального є в головці сірника, об яка чиркають сірником. Так за допомогою червоного фосфору задоволено найдавнішу потребу людини – добування вогню.

 При взаємодії з холодною водою утворює метафосфатну кислоту:

                  Р₂О₅ + H₂O⇨2 HPO₃

  А при взаємодії з гарячою водою  -   ортофосфатну кислоту

                            Р₂О₅ + 3H₂O⇨  2 H₃PO₄

  Взаємодія з лугами:  6NaOH +  Р₂О₅⇨ 2Na₃PO₄ + 3H₂O

Взаємодія з оксидами металів: 3 BaO +  Р₂О₅⇨Ba₃( PO₄)₂

Елемент випереджаючого навчання:

Учень – 1. Міні – проект: « Вплив оксидів нітрогену на навколишнє середовище»

Учень – 2. Міні – проект: « вплив оксидів фосфору на навколишнє середовище».

IV.   Узагальнення та систематизація знань

Задача . Обчислити  об’єм кисню (н.у.), затраченого на спалювання фосфору, якщо маса утвореного оксиду фосфору (V) 7,15 г.

                           ( учень біля дошки розв’язує задачу)

 РОБОТА В ПАРАХ. 

Визначити , які речовини будуть взаємодіяти між собою і написати рівняння відповідних реакцій.

	N2O	P2O5	NO2
H2O
O2

	NO	N2O5	P2O5
O2
NaOH

 

 

V. Підведення підсумків уроку

   Відкритий мікрофон. (Запитання до учнів).

Що ви дізналися  цікавого на уроці?

Що сподобалось?

Що найбільше запам’яталось?

Які у вас є до мене запитання?

VI.   Домашнє завдання∬14. Розв’яжіть задачу. З 12г фосфору прореагувало 12л кисню (н.у.). розрахуйте масу одержаного оксиду, якщо вихід реакції 80%.

  Повторити: загальні властивості кислот; кислі та середні солі.

 

 

УРОК  4

Тема :  Нітратна і ортофосфорна кислоти. Фізичні  й хімічні 

                              властивості.  Застосування.

Мета:       ознайомити учнів з властивостями нітратної  й ортофосфорної

                  кислот; розширити уявлення про середні та кислі солі на прикладі

                  солей ортофосфатної кислоти; підтвердити окислювальні       

                  властивості нітратної зумовлені наявністю у її складі

                  Нітрогену в найвищому ступені окиснення; наголосити на

                  небезпечності концентрованої нітратної кислоти з погляду

                  пожежної безпеки; ознайомити учнів  із застосуванням

                  нітратної та ортофосфорної кислот.

Тип  уроку :  урок комбінований – перевірка раніше засвоєного матеріалу

                        та засвоєння нових знань.

Основні форми і методи навчання: хімічний диктант, елементи рольової

гри,міні – проекти, узагальнююча бесіда.

Обладнання та матеріали: розведені розчини нітратної та ортофосфорної

                                              кислот, стружка міді, картки з завданнями.

 

                                               ХІД УРОКУ

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ

   Ви вже вивчили властивості Нітрогену і Фосфору. І зараз давайте їх згадаємо.

            ( один учень біля дошки розв’язує задачу)

1.Задача.  Скільки азотної кислоти утвориться при взаємодії 138 г Нітроген

( IV) оксиду з водою?

   Прийом « Сходи»

Клас поділяється на дві групи. Кожна група повинна  якомога швидше виконати ланцюг перетворень. Але є одна умова. Учні на кожній парті виконують не більше одного перетворення і передають наступній парі, що сидить за ними. Виграє та група, яка виконає завдання швидко і без помилок.

І група.    N₂⇨NO⇨NO₂⇨HNO₃⇨KNO₃

ІІ група    P⇨P₂O₅⇨H₃PO₄⇨Ba₃(PO₄)₂⇨AlPO₄⇨H₃PO₄

Останній учасник від кожної групи записує  всі перетворення на дошці.

                                 ( обговорення результатів)

2.Закінчити фрази  ( Хімічний диктант)

а) кислотами називають …..

б) кислоти класифікують за двома ознаками….

в) кислоти поділяються за основністю на….

г) основність нітратної кислоти…

д) основність ортофосфатної кислоти ….

е) кислоти за вмістом атомів Оксисену поділають на…

є) валентність кислотного залишку нітратної кислоти…

ж) валентність кислотного залишку ортофосфатної кислоти…

з) кислоти можуть реагувати з …

и) яка кислота утворюється при взаємодії фосфор (V) оксиду з гарячою водою?

   Взаємоперевірка диктанту. Учитель зачитує вірні відповіді , а учні перевіряють роботу свого сусіда по парті. Кожна вірна відповідь 1 бал.

                           ( обробка результатів)

ІІ. Мотивація навчальної  діяльності

 Оголошення теми уроку.

   Сьогодні на уроці ви ознайомитесь із одержанням, фізичними та хімічними властивостями, застосуванням нітратної та ортофосфорної кислот, тому, що вони мають для нас  практичне значення і знання про них можуть знадобитися в житті кожного з нас.

       Історична довідка.

   Однією з кислот, що відома здавна являється нітратна кислота. Вона була вперше описана в ХІІ ст. і належала перу арабського алхіміка Гебера: « Візьміть змішайте мідний купорос ½ частину селітри 1 ¼ квасців, змішайте і перегоніть, і ви отримаєте рідину, яка має високу розчинну здатність. А якщо її змішати з нашатирем, то після змішування вона розчинятиме навіть золото.

 А хто з вас знає, яка ще речовина здатна розчиняти золото? ( “царська водка» 1 об’єм HNO₃ + 3 об’єми  HCl)

Au+ HNO₃+ 3HCl = AuCl₃+ NO+2 H₂O)

 А якщо прочитати  метод описаний Глаубером, то він  виглядає смішно:

« Спершу потрібно виготовити із заліза людину із двома носами на голові та ротом на маківці, який можна відкривати, а потім знову щільно закривати. До кожного носу голови потрібно приєднати по скляній посудині для збирання парів,що піднімаються з розпеченого шлунка залізної людини.

Елементи рольової гри

( З’являються невідомі кислоти і у формі загадки задають питання. 

              Завдання учнів їх відгадати.)

Кислота 1.

 Найголовніша із кислот

Без мене – не прожити.

Під час війни без мене вам

І вистріл не здійснити,

Без мене жоден терорист

Не проживе у світі –

Без мене жоден феєрверк

Теж вам не запустити.

Та не тільки для війни корисною буваю,

Спитайте краще у селян,

Як я їм помагаю

Без мене гарний урожай не виросте ніколи:

І про одне з моїх імен ви знаєте вже з школи.

Селітрою звуть мене, буває,

А як я справді називаюсь?  ( Нітратна)

Кислота 2.

Я відома кислота

В обігу дуже проста

Багато років людям я допомагаю.

Працьовита  і проста, і зовсім не горда я.

Перемог багато дуже маю.

Та все ж найбільша перемога –

Моя рослинам допомога.

Щоб рослини всі міцніли,

Не хворіли і не гнили,

Їх потрібно годувати: добрива застосовувати.

Ріст дає рослинам Нітроген.

Силу – дасть мій елемент

То ж вгадайте: хто я є?

І яке ім’я моє?        ( Ортофосфатна)

 

Учитель. Так , це дійсно нітратна та ортофосфорна кислота. А тепер давайте розглянемо фізичні властивості цих кислот.

Розглядаються  фізичні  властивості   HNO₃  і   H₃PO₄ записуються в таблицю.

Фізичні властивості	HNO3	H3PO4
Колір	безбарвна	безбарвна
Запах	різкий	відсутній
Агрегатний стан	рідина	тверда речовина
Розчинність у воді	добре розч.	добре розч.
Темп. плавлення	41,6℃	42℃
Густина	1,52 г/см3	1,88 г/см3

 

                            Одержання    HNO₃  і  H₃PO₄

HNO3	H3PO4
Дією конц. H2SO4  солі нітратної кислоти NaNO3 +  H2SO4  ⇨NaHSO4+ HNO3	Дією  H2SO4 на солі фосфатної кислоти Ca3(PO4)2+3 H2SO4⇨ 3CaSO4+ 2H3PO4
З оксиду (IV)нітрогену 4NO2+O2+2H2O⇨4HNO3	2.Гідратацією фосфор ( V )оксиду P2O5+ 3H2O⇨2 H3PO4

 

                        Хімічні властивості   HNO₃  і  H₃PO₄

	HNO3	H3PO4
1.Дисоціація	HNO3⇆H++NO3-	H3PO4 ⇆ H++H2PO4- H2PO4- ⇆H++HPO42- HPO42-⇆ 3 H++PO43-
2.Взаємодія з оксидами металів	2HNO3+MqO⇨ Mq(NO3)2+H2O	2H3PO4+ 3 K2O⇨ 2K3PO4+3H2O
3.Взаємодія з основами	3HNO3+Fe(OH)3⇨Fe(NO3)3+2H2O	H3PO4 + 3NaOH⇨Na3PO4+3H2O
4.Взаємодія з солями	HNO3+NaCl⇨NaNO3+HCl	H3PO4+2K2SO4⇨2K3PO4+3H2SO4
5.Взаємодія з металами	⇗_до Mg__Me(NO2)n+O2 HNO3_Mg- Cu___Me2On+NO2+O2 ⇘_праворуч від Cu            _Me+NO2+O2	2H3PO4+ 3Mq⇨Mq3(PO4)2+3H2
6.Якісні  реакції:	Якісна реакція на іони NO3- 2NaNO3+ H2SO4  +Cu ⇨2NO2↑+CuSO4+Na2SO4+2H2O бурий  газ	Якісна реакція на іони PO43-   3Ag+ + PO43-⇨Ag3PO4 жовтий осад

Елемент випереджаючого навчання

Учень 1. Повідомлення :  « Застосування нітратної  кислоти».

Учень 2. Повідомлення : « Застосування фосфатної кислоти».

ІІІ. Закріплення та узагальнення знань

    Фронтальна бесіда:

Назвіть формули нітратної та ортофосфорної кислот.

Перелічіть їх схожі і відмінні властивості.

Які солі утворює нітратна кислота, а які – ортофосфатна?

Чому нітратна кислота – найцінніша нітратна сполука?

Завдання

     Під час Другої світової війни стався такий випадок: на залізничній станції стояла цистерна з концентрованим пероксидом водню Н₂О₂. З невідомих причин , те що було у цистерні почало « скипати» ( почалася реакція розкладу гідроген пероксиду). Кожної хвилини цистерна могла вибухнути. За порадою хіміка, у цистерну влили відро ортофосфатної кислоти і реакція закінчилася.

Яка роль ортофосфатної кислоти  на вашу думку у цьому випадку?  

 ( Відповідь: ортофосфатна кислота є інгібітором реакції розкладу гідроген пероксиду).

IV. Домашнє завдання.

∬ 15  завд. 90- 93 ст.64. Підготувати повідомлення  про вчених, які займалися дослідженням живлення рослин.

  УРОК  5

Тема:      Нітратні та фосфатні добрива

Мета: вияснити чому солі нітратної та фосфатної кислот використовуються як добрива;

вивчити їх склад та засвоюваність рослинами;

формувати вміння працювати з додатковою літературою, готувати повідомлення;

виховувати науковий світогляд, вміння спілкуватись.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу .

Міжпредметні зв'язки: хімія, біологія, агрохімія.

Хід уроку:

Сьогоднішній урок я почну незвичайно, музично. Я прошу вас згадати нотний стан. Хто пам'ятає першу ноту?

           (Учні називають ноти, а вчитель кожною нотою вітає учнів.)

                  Доброго дня усім!

                  Революційного успіху!

                  Міцного здоров'я!

                  Файного настрою!

                  Лякатися не треба!

                  Сімейного благополуччя!

                  До роботи.!

І. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ

Ми з вами зняли емоційне напруження і переходимо до роботи. Ви вже вивчили Нітроген і Фосфор, їхні оксиди, аміак та солі амонію. А тепер давайте напишемо хімічний диктант.

 

1.  Хімічний диктант:

Напишіть формули: аміаку, фосфор (V) оксиду, нітратної кислоти, нітроген (ІV) оксиду, ортофосфатної кислоти, метафосфатної кислоти, калій нітрату, амоній хлориду, кальцій фосфату, амоній нітрату, амоній фосфату, нітроген (ІІ) оксиду.

          (Учні обмінюються зошитами з сусідом по парті та перевіряють правильність відповідей.)

 Кожна вірна відповідь – 1 бал.

2. Фронтальна бесіда

              а) Які основні елементи  входять до складу живих організмів?

                                    (O, S, H, P, N,C)

              б) Як називаються елементи, що є носіями життя? (органогени)

              в) У яких біологічних процесах в організмі людини бере участь

                      Фосфор? (обмін речовин та енергії, складова кісток, зубів)

              г) Нестача якого елемента в організмі людини викликає хворобу

              (рахіт)? (Фосфору)

              д) Який елемент п’ятої групи є обов’язковою складовою білків, що

              відіграють важливу роль в обміні речовин? (Нітроген)

ІІ.МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ.

Вчитель хімії:

Ми з вами на минулих уроках вивчили властивості елементів 5 групи, що входять до складу живих організмів, а саме Нітрогену і Фосфору. А сьогодні ми познайомимось з тими сполуками цих елементів, що є основою живлення рослин, їх називають нітратними та фосфатними добривами. Але спочатку давайте  згадаємо  властивості  атмосферного азоту.

ІІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ.

Ознайомитися з властивостями атмосферного азоту нам допоможе наш майбутній  біолог.

Виступ учня - біолога

Якщо зважувати рослину, яку щойно вийняли з ґрунту, а потім її висушити і знову зважити, то виявиться, що на 90% рослинні тканини складаються з води. Приблизно 9% маси рослини складає Карбон, що є обов’язковим елементом всіх органічних сполук. Частка всіх інших елементів становить лише 1% від маси рослини. Близько чверті цього відсотка складає Нітроген. Засвоювати атмосферний азот рослини не можуть (це можуть робити лише деякі мікроорганізми) і тому змушені висмоктувати його із ґрунту у вигляді сполук, а точніше, у вигляді або нітрат-іонів NO₃, або іонів амонію NH₄.

Звичайно таких сполук засвоюється занадто мало і тому землероби підживлюють рослини, які вони вирощують, штучно отриманими похідними Нітрогену – азотними добривами.

Вчитель хімії:

Серед добрив найпоширенішою є аміачна селітра  NH₄NO₃. Судячи з формули, у цій солі присутні два різнойменно заряджені іони NO₃^- та NH₄⁺. Доведемо присутність іону амонію в аміачній селітрі.

До розчину добрива у воді добавимо розчин лугу. Аміак, що виділяється, чути по характерному запаху.

Напишіть, будь-ласка,  реакцію, що доводить виділення аміаку:

                        (учень на дошці записує реакцію).

NH₄NO₃+ NaOH = NaNO₃+ NH₃+ H₂O

У сільському господарстві застосовують і інші нітрати. Солі-нітрати, які добувають в природі, здавна називають селітрами, наприклад: натрієва, калієва, кальцієва.

А зараз давайте напишемо їхні хімічні формули і встановимо різницю між ними за допомогою демонстрації.

 На сухе горюче насипаємо  з кінчика ножа добрива і при цьому:

- натрієва селітра спалахує і горить яскраво-жовтим полум’ям;

- калійна – забарвлює полум’я в ліловий колір;

- аміачна – полум’я не забарвлюється, але згорає білим димом, з виділенням характерного запаху;

- кальцієва – розплавляється і при цьому згорає червоним полум’ям, залишаючи при цьому білий вапняк.

Проблемне запитання.

  Як же хіміки-технологи отримують нітратні добрива? Запропонуйте кілька способів.

               (Учні по – черзі пишуть  реакції біля дошки)

1.Дія азотної кислоти на метали

Cu + 4HNO₃= Cu(NO₃)₂+ 2NO₂+ 2H₂O;

2.Дія азотної кислоти на основні оксиди

CaO + HNO₃=  Ca( NO₃)₂+ H₂O;

3.Дія азотної кислоти на основи

Al(OH)₃+ HNO₃= Al(NO₃)₃+ 2H₂O;

4.Дія азотної кислоти на солі

Na₂CO₃+ 2HNO₃= 2NaNO₃+ H₂O + CO₂;

5.Взаємодія з аміаком

NH₃+ HNO₃= NH₄NO₃;

6.Дія кислотного оксиду азоту на луги

N₂O  + 2KOH = 2KNO₃+H₂O.

А зараз я хочу надати слово нашому майбутньому агроному.

Виступ агронома:

Я хочу розповісти вам про нітратні добрива. У агрохімії існує певна класифікація азотних добрив:

До нітратних добрив належать натрієва і кальцієва селітри, однак їх випускають у незначних кількостях.

Натрієва селітра (NаNO₃) містить 15-16% азоту. Це біла чи бурувато – жовта мало кристалічна сіль, добре розчинна у воді. Має високу гігроскопічність, тому може злежуватися. Добриво фізіологічно лужне. При внесенні в ґрунт нітратний азот залишається в ґрунтовому розчині, а натрій поглинається ґрунтовим вбирним комплексом.

Кальцієва селітра [Ca(NO₃)₂] містить біля 17% азоту. У звичайному стані – кристалчна сіль білого кольору, добре розчинена у воді. Дуже гігроскопічна і навіть за нормальних умов зберігання швидко втрачає свої властивості (пливе). Для усунення цього недоліка її гранулюють, хоча це мало поліпшує ситуацію. Добриво фізіологічно лужне. Особливості застосування такі самі як і натрієвої селітри.

Аміачна селітра (_NH4NO3) – одне з найпоширеніших азотних добрив. Містить 34% азоту.

Аміачну селітру вважають універсальним добривом. Її застосовують різними способами під усі культури. Вона є незамінним добривом для підживлення озимих і просапних культур та для внесення в рядки під час сівби. Працюючи з аміачною селітрою, треба пам’ятати, що це добриво вогненебезпечне  і  вибухонебезпечне.

Хочу розповісти вам про умови ефективного  використання азотних добрив.

Для як найефективнішого використання азотних добрив треба врахувати форму азоту в них (амонійна, аміачна, нітратна, амідна), взаємодію добрива з ґрунтом і біологічні особливості культури.

  Завдяки добрій розчинності азотних добрив у воді, їх можна вносити до сівби, під час сівби та для підживлення, однак при цьому треба зважати на те, що амонійна форма азоту поглинається ґрунтом і не втрачається , а нітратна навпаки може легко вимиватися у глибші шари ґрунту , тобто виключатися із процесу живлення і забруднювати ґрунтові води. Недолікам амонійних добрив є значна фізіологічна кислотність. Вважають що аміачна селітра і сульфат амонію ефективні тоді, коли одночасно з ними, відповідно відносять 60 -70 і 100 – 150 кг вапна. Однак вищі дози вапна можуть призводити до втрат азоту у формі аміаку.

Усі нітратні азотні добрива (селітри) фізіологічно лужні. Вони сприяють  зниженню кислотності ґрунту. З огляду на високу рухомість йонів NO₃ - у ґрунті, їх краще вносити під час сівби та для підживлення.

Існує така закономірність: аміачні та амонійні добрива застосовують на нейтральних ґрунтах, нітратні – на  слабо кислих, причому на початку вегетації ефективніша нітратна форма азоту, а у другій половині вегетації – амонійна.

Рідкі азотні добрива найефективніші при внесенні їх під глибоку оранку. Перед сівбою добрива вносять за наявності вологи у верхніх шарах ґрунту, після того чого їх обов’язково загортають у ґрунт.

Ефективність азотних добрив значно підвищується за високої забезпеченості рослин фосфором і калієм.

Азотні  добрива передусім вносять під найцінніші культури: озимі зернові, кукурудзу, цукрові буряки, льон, картоплю, соняшник, плодові й овочеві культури. Норм азоту для різних культур залежить від способу внесення добрива, родючості та вологості ґрунту, величини запланованого врожаю, попередника. Чим вищий запланований врожай і нижча родючість ґрунту, тим більше азотних добрив треба вносити.

Як вже зазначалося, найпоширенішими серед азотних добрив є аміачна селітра і сечовина. Однак слід пам’ятати, що аміачна селітра – добриво фізіологічно кисле і половина азоту в ній міститься у нітратній формі, яка при основному внесенні за осінньо – зимовий період може втрачатися. Це добриво вогненебезпечне і вибухонебезпечне. Сечовина більш концентрована, з ґрунту не втрачається, має м’якшу фізіологічну реакцію, добре розчиняється у воді, не гігроскопічна, не злежується, добре розсівається. Позитивним є те, азот і сечовини застосовується поступово і не залишає в ґрунті побічних речовин. Це добриво всебічного використання.

Ефективним заходом для зниження втрат азоту та усунення  можливого забруднювання продукції рослинництва є застосування інгібіторів нітрифікації.

Усі  рідкі азотні добрива треба вносити із наступним загоранням у ґрунт. Під час роботи з цими добривами слід дотримуватися правил техніки безпеки.

Розповідь учителя:

Але окрім  Нітрогену для  рослин  важливий  і інший елемент – Фосфор.

Його у грунті  також  дуже часто не достатньо, тому і  виробляють у великих кількостях фосфорні добрива.

Ортофосфатна кислота триосновна, тому вона утворює  три ряди солей

Na₃PO₄, Ca₃ (PO₄)₂- третинні фосфати, середні солі.

Na₂HPO₄, CaHPO₄- вторинні фосфати, кислі солі – гідрофосфати.

NaH₂PO₄, Ca (H₂PO₄)₂ - первинні фосфати, кислі солі – дигідрофосфати.

Крім цього існує  ще ряд фосфорних добрив, які є вкрай важливими для сільського господарства:

- простий суперфосфат -    Ca (_H2PO4)₂,

- подвійний суперфосфат -   Ca (_H2PO4)₂+ CaSO₄,

- преципітат -   Ca HPO ₄· _2H2O,

- фосфоритне борошно – Ca₃ (PO₄)₂,

- амофоси  (комбіновані добрива, які  містять Нітроген і Фосфор) –

(NH₄)3PO₄, _NH4H2PO₄, (NH₄)₂HPO₄.

Отже, сьогоднімизвамирозглянулисполукиНітрогенуіФосфору, якієособливоважливимидлярослинорганізмів, асамеречовини, якідопомагаютьклітинамзапасати, переносити, зберігативразінеобхідностіенергію.

А зараз давайте послухаємо короткі повідомлення учнів про вчених, які займалися цією галуззю науки.

(Учні розповідають про видатного німецького  хіміка Юстуса Лібіха,  російського агрохіміка Д.М. Прянишникова та французького вченого Ж.Б.Буссенто.

БУССЕНГО  ЖАН  БАТІСТ(1802 – 1887)

Французький учений, один із засновників агрохімії, член Паризької АН              (з 1839). Досліджував живлення  рослин. Першим почав вивчати кругообіг речовин (у землеробстві). Довів, що всі рослини (крім бобових) беруть Нітроген з ґрунту, а бобові самі здатні нагромаджувати його. Довів, що вміст Карбону в урожай не пов'язаний з вмістом його в гної  і що джерелом Карбону для зелених рослин є вуглекислий газ повітря. Вивчав газообмін у рослин і тварин, вплив нітратів та фосфатів на розвиток рослин.

ЛІБІХ  ЮСТУС(1803 – 1873)

Видатний німецький хімік, президентБаварської АН (з 1860), один із засновників агрохімії. Розробив теорію мінерального живлення рослин, що сприяло розвитку виробництва мінеральних добрив і впровадженню їх у землеробство. Вважав принципово можливим синтез будь – яких агрохімічних сполук. Поряд з цим припускав існування «життєвої сили». Відкрив ізомерію (1823). Автор хімічної теорії бродіння і гниття, один із творців теорії радикалів. Добув багато органічних речовин.

ПРЯНИШНИКОВ ДМИТРО МИКОЛАЙОВИЧ(1865 – 1948)

Видатний російський учений, академік, спеціаліст у галузі агрохімії, фізіології рослин і рослинництва.

Розробив теорію нітратного живлення рослин (1916), наукові основи вапнування кислих ґрунтів, гіпсування солонців, застосування мінеральних добрив у землеробстві. Встановив, що нітратний Нітроген NO₃ тільки після відновлення до аміаку може бути використаний рослиною для синтетичного процесу. Розробив проблему використання фосфоритів безпосередньо на добриво і довів можливість переробки їх на суперфосфат, склав фізіологічну характеристику вітчизняних калійних добрив. Розробив проблему розміщення добрив у сівозмінах, питання норм, строків і техніки внесення добрив у ґрунт, виробництва складних мінеральних добрив.

IV. Узагальнення і систематизація знань

Завдання 1.

Розв’язати задачу (учень біля дошки розв’язує задачу)

На коксохімічному заводі фільтрами вловили аміак, для знезараження якого використали 1200 кг розчину нітратної кислоти з масовою  часткою HNO₃ 84%. Який об’єм  аміаку вловлено фільтрами?

Відповідь: (об’єм аміаку 358,4 м³) .

V. Домашнє завдання

§ 16, 17  завд. 100 – 102

Завдання для учнів  з достатнім та високим рівнем знань:

Напишіть рівняння реакції утворення мінералу апатиту з розчинів кальцій хлориду й натрій ортофосфату.

 

Відповідь : 5CaCl₂+3Na₃PO₄+NaOH →Ca₅(PO₄)₃OH + 10NaCl.