Сульфур. Поширення в природі. Прості речовини Сульфуру: ромбічна, моноклінна, пластична сірка. Фізичні та хімічні властивості: взаємодія з металами, неметалами. Застосування.

Тема уроку:	Сульфур. Поширення в природі. Прості речовини Сульфуру: ромбічна, моноклінна, пластична сірка. Фізичні та хімічні властивості: взаємодія з металами, неметалами. Застосування.
Мета уроку:	поглибити знання про елементи неметали та прості речовини на прикладі Сульфуру й сірки, а саме розглянути будову, властивості, застосування та встановити зв'язки між ними; формувати основні предметні компетенції: навчальну, комунікативну, здоров’язберігаючу; виховувати працелюбність, інтерес до предмета.
Тип заняття:	засвоєння нових знань
Форма уроку:	урок - дослідження
Методи:	пізнавально-пошуковий, творчий і дослідний методи, робота в парах, комп’ютерна презентація проекту
Обладнання:	1. Мультимедійна система 2. Плакат «Правила техніки безпеки в кабінеті хімії». 3. Реактиви: сірка, дистильована вода, лакмус, мармур, магній. 4. Лабораторне обладнання: штатив із пробірками, колба, ложечка, спиртівка, тримач, скляна паличка,  сірники.

Хід уроку

І. Організаційний момент

ІІ. Створення проблемної ситуації

Яку тему ми зараз вивчаємо?

Спробуйте здогадатися за підказками, про який елемент  ітиметься на уроці.

Зверніть увагу також на малюнки, що знаходяться на екрані (склянка з сульфатною кислотою, сірники, папір, ліки, солом’яна шляпка, гумові чоботи).
            Інтерактивна вправа «Упізнай»

Із вулканів я з’являюсь

І в воді не розчиняюсь.

У кислотному ряду

Командиром я іду.

Очищаю нафту й масло,

Гербіцид в полях прекрасний.

Шкіру тіла очищаю.

Навіть в сірниках буваю.

Про який елемент іде мова?

Так, дійсно, це - Сульфур.

Тож сьогодні на уроці буде йти мова про Сульфур та сірку. Пригадаємо, що ми про них уже знаємо.

ІІІ. Актуалізація опорних знань

1. Стратегія «Розумний куб».

1) Назва елемента, хімічний символ якого - S . (Сульфур)

2) Назва простої речовини. (Сірка)

3) Метал чи неметал. (Неметал)

4) Положення в періодичній системі. (ІІІ період, VІ група, головна підгрупа)

5) Валентність. (ІІ, ІV, VІ)

6) Алотропія – це …(явище існування хімічного елемента у вигляді кількох простих речовин, різних за властивостями і будовою)

 

Ось ми підійшли до моменту визначення молекулярної формули речовини – сірка.

2. Розв’язання розрахункової задачі.

Відносна густина пари сірки за повітрям дорівнює 8,83. Який склад має молекула сірки.

3. Інтерактивна вправа «Інтелектуальна розминка»

Розділіть сторінку на 2 частини і запишіть:

У першій колонці: Що я знаю про Сульфур та сірку?

У другій колонці: Що бажаю узнати?

2-3 учня називають. Додайте, що не було ще сказано?

Таким чином, сьогодні на уроці ви дізнаєтесь, навіщо потрібна сірка.

ІV. Вивчення нового матеріалу                                       

      Оголошення теми й цілей уроку

      Мотивація

Девізом уроку я обрала такі слова Василя Олександровича Сухомлинського не випадково:

 

                                          «Недостатньо тільки хотіти –

                                          потрібно діяти.»

 

Три тижні тому ви отримали завдання «наперед» подивитись на хімічний елемент Сульфур та просту речовину сірку з різних боків, побувати в ролі дослідників. Кожна група отримала свій напрямок роботи відповідно до її назви. Тож на уроці ви як спеціалісти будете знайомити нас з теоретичним матеріалом, який ви здобували самостійно:

•       Група «Істориків» ознайомить нас із тим, коли та як люди вперше познайомились із сіркою;
• Група «Геологів» розкаже про поширення Сульфуру в природі;
• Група «Фізиків» з’ясує будову та ознайомить з фізичними властивостями сірки;
•       Група «Хіміків» вивчить хімічні властивості та встановить зв’язки між будовою та властивостями;
•       Група «Екологів» ознайомить із негативним впливом Сульфуру на навколишнє середовище;
•       Група «Практиків» ознайомить з галузями застосування сірки, звернувши увагу на  властивості, на яких зосноване це застосування засновано це застосування;
•       Група «Біологів» ознайомить із значенням Сульфуру для рослин та людей.

Результатом вашої роботи є презентація своєї частини навчального матеріалу за темою уроку. Ознайомившись з теоретичним матеріалом, ви повинні скласти конспект за таким планом:

- Молекулярна формула;

- Найважливіші природні сполуки;

- Алотропні модифікації сірки, причина алотропії;

- Хімічні властивості:

А)

Б)

В)

- Застосування

1. Історичні відомості

Сірка відома людині з давніх-давен. Легендарний дав­ньогрецький поет Гомер, який жив між XII і VIII ст. до н. е. і вважається автором епічних поем «Іліада» і «Одіссея», зазначає, що сірка застосовувалась для куріння під час релі­гійних обрядів.

Вона входила до складу славнозвісного в історії стародавнього світу грецького вогню. Секретом його виготовлення володіли грецькі царі протягом чотирьох віків. У 941 р. під стінами Царграду було знищено флот київсько­го князя Ігоря. Літописець, розповідаючи про цю подію, за­значає, що греки пускали вогонь, ніби блискавку на небі, яка спалювала воїнів Ігоря, через що вони не змогли подо­лати греків. Про найдавніше знайомство людини з сіркою свідчить і походження її назви (від санскритського слова «сіра», що означає світло-жовтий).

Елементарну природу сірки встановив Лавуазьє в своїх дослідах зі спалювання.

      Людське бажання навчитися здобувати вогонь, щоб обігрівати себе і готувати їжу, примушувало винаходити різні види «сірників». Сучасні сірники були винайдені у 1681 році англійцем на ім’я Роберт Бойл. Він занурив лучину, яка була вкрита сіркою, в розчин  фосфору. Так з’явилися сірники.

 Гуму для автомобільних покришок винайшов Чарльз Гудійр. Він змішав каучук з сіркою.  Але гума виявилася неякісною і абсолютно некорисною. Одного разу Гудійр забрів в універсальний магазин із черговою порцією невдалої гуми. Люди, що зібралися в магазині, з цікавістю спостерігали за божевільним винахідником. Потім почали сміятися. У люті Гудійр шпурнув грудку гуми на гарячу плиту. Уважно вивчивши обгорілі залишки гуми, Гудійр зрозумів, що тільки що - абсолютно випадково - винайшов спосіб виробництва надійної, еластичної, водостійкої гуми.

2. Поширення в природі

Сірка — досить поширений елемент, на неї припадає близько 0,1% маси земної кори. У природі вона зустрічається  у вільному стані  (так звана самородна сірка), але значно частіше ця речовина зустрічається у зв'язаному вигляді, тобто у вигляді різних сполук. Найважливіші з них: залізний колчедан, або пірит FeS₂; цинкова обманка ZnS; свинцевий блиск PbS; мідний блиск Си₂S; гіпс CaSO₄ · 2H₂O; мірабіліт Na₂SO₄ · 10H₂O. В невеликих кількостях сірка міститься в кам'яному вугіллі і нафті.

Сульфур також є в усіх рослинних і тваринних організмах, оскільки він входить до білків.

Сульфур – шостий елемент по вмісту в природній воді, зустрічається у вигляді сульфат-іонів та обумовлює некарбонатну (постійну) твердість питної води. До складу деяких мінеральних вод входить сірководень. У Карпатських горах, поблизу міста Свалява, є озеро Синяк. Розчинені в ньому сполуки Сульфуру надають воді блакитного кольору.

На території України існує близько 20 родовищ сірки: найбільші з них: Роздольське, Немирівське, Язівське (на їх базі діють гірничо-хімічні комбінати). Вміст сірки у сірчаній руді коливається від 14 до 27%.

У природі Сульфур зустрічається як у вільному стані, так і  зв'язаному. Виникає питання - чому? Існує багато гіпотез пояснення цього, але однозначної відповіді нема. Напевно, це можна пояснити складними хімічними процесами, які відбуваються у надрах нашої планети.

Демонстрація. Зразки сірки та інших природних сполук Сульфуру.

3. Будова та фізичні властивості сірки

Сірка за звичайних умов — крихка кристалічна речовина жовтого кольору. Погано проводить теплоту й не проводить електричного струму. У воді не розчиняється, краще розчиняється в деяких розчинниках (у сірковуглеці CS₂, бензині, ефірі та ін.).

І в розчинах, і в кристалах сірка складається з циклічних молекул S₈. Зустрічається в трьох алотропних формах: дві кристалічні (ромбічна і моноклінна, за способом сполучення атомів у кристалі) й аморфна (пластична).

Якщо молекули розташовані щільно, утворюється алотропна форма ромбічної сірки. Менш щільне упакування молекул спричинює виникнення іншої алотропної форми — моноклінної сірки.

Відмінність у властивостях кристалічних модифікацій сірки обумовлено не числом атомів у молекулі, як наприклад,  у молекулах кисню й озону, а однаковою структурою кристалів.

Різна будова кристалів ромбічної й моноклінної сірки зумовлює різні їхні фізичні властивості. Деякі з них наводяться у таблиці:

Властивості	Ромбічна	Моноклінна
Колір	Лимонно-жовтий	Біло-жовтий, майже безбарвний
Густина	2,07 г/см3	1,96 г/см3
Температура плавлення	112,80 C	119,30 C

Якщо сірку розплавити  й швидко охолодити, утворюється третя алотропна форма: пластична сірка — коричнева гумоподібна маса. Їй можна надати будь-якої форми. Це пояснюється тим, що сірка не містить молекул S8, а складається з довгих ланцюжків атомів Сульфуру. Вони безладно переплутані між собою. Під час розтягування ланцюжки розпрямляються, а якщо випустити — знову скручуються. Цим пояснюється еластичність даної форми. Але пластична сірка дуже нестійка, і швидко  перетворюється на ромбічну.

Отже, у сірки є дві основні алотропні форми: ромбічна й моноклінна. Обидві вини складаються з молекул S₈, а різняться кристалічною будовою та властивостями.

4. Хімічні властивості

Властивості сірки можна спрогнозувати за положенням у періодичній системі. Сульфур належить до головної підгруппи шостої групи періодичної системи Д.І Менделєєва. Порядковий номер  його 16. Маючи на зовнішньому шарі шість електронів: (+16), 2,8,6 – атоми Сульфуру проявляють влативості окисника і приєднуючи від інших елементів два недостаючі йому електрони, перетворюється в негативний двовалентний іон. Але Сульфур менш активний окисник, ніж Оксиген, оскільки його валентні електрони більш віддалені від ядра атома і слабше з ним зв’язані. На відміну від Оксигену Сульфур може проявляти властивості і відновника. Відновні властивості Сульфуру виявляються при взаємодії його з сильнішим від нього окисником

Окисні властивості сірки

• S⁰ + 2ē  = S^-2
• З металами

   Fe +  S   = FeS

   Hg +  S  = HgS

• З деякими неметалами

   H₂ + S = H₂S

   C  +  S = CS₂

Відновні властивості

• S⁰ - 2ē  = S⁺² ; S⁰ - 4ē  = S⁺⁴ ; S⁰ - 6ē  = S⁺⁶
• З киснем

    S  +  О₂  =  SО₂

• З галогенами

    S  +  СL₂ =  SСL₂

• З кислотами окисниками

    S  +  2H₂SO₄  = 3SO₂  +  2H₂O

Реакції диспропорціонування

• З лугами

     3S^о  +  6КОН  =  К₂S^-2  + 2К₂S⁺⁴О₃ + 3Н₂О

     S^о + 2ē  = S^-2 (окисник)

     S^о - 4ē  = S⁺⁴  (відновник)

• Таким чином хімічна активність сірки доволі висока. При нагріванні вона реагує з усіма елементами (у формі простих речовин) і багатьма складними речовинами, виявляючи при цьому властивості як окисника, так і відновника, бо для неї характерні як позитивні ступені окисненні (+4,+6), так і негативний (-2).

«Невідоме та цікаве про сірку»

• “ Як зібрати ртуть”

Якщо в лабораторії розлили ртуть (виникла загроза отруєння ртутними парами), її потрібно зібрати, а там, де не можливо, засипати порошком сірки. Ртуть і сірка вступають у реакцію навіть при звичайному зіткненні. Утворюється меркурій сульфід, який не загрожує нашому здоров’ю.

• А лисички взяли спички,

 К морю синену пошли,

 Море синее зажгли

Ці рядки з вірша К. Чуковського відомі всім. Таке явище дійсно може відбуватися на Чорному морі, бо воно є унікальним родовищем сірководню. Він  утворюється як у воді, так і в земній корі. Моряки  неодноразово спостерігали вогняні кулі на поверхні Чорного моря. Це горить сірководень, який піднімається на поверхню та окислюється киснем.

• «Отруйні гази»

У 79 році н.е. в Італії відбулося виверження вулкану Везувію. Лава залила місто Помпею. При цьому загинуло дві тисячі людей. Однією з причин загибелі людей стала задушлива дія сірчистого газу та сірководню, що виділялися із жерла вулкану.

При палінні також утворюються SO₂ та H₂S, які згубно діють на організм людини.

Не паліть!

5. Охорона довкілля

           «Кислотні дощі»

У результаті роботи підприємств енергетики, хімічної та металургійної промисловості в навколишнє середовище потрапляють оксиди Сульфуру. Вбираючи атмосферну вологу, за наявності кисню вони перетворюються на кислоти. Кислотними є будь-які опади: дощі, тумани, сніг.

Вплив кислотних опадів був зареєстрований майже 50 років тому, коли рибалки помітили зменшення популяції риби в багатьох озерах Швеції.

Непоправної шкоди кислотні опади завдають історичним пам’яткам архітектури, до складу матеріалів яких входить кальцій карбонат.

Кислотні опади спричиняють знищення лісів. Вони руйнують захисний шар листя. В наслідок цього пошкоджене листя більше випаровує вологу, що призводить до висихання лісу.

Дослід

У порожню колбу кладемо шматочок шкірки яблука. У ложечку для спалювання речовин поміщаємо трохи сірки. Вносимо ложку в полум'я. Через певний час сірка займається. Вносимо ложечку з палаючою сіркою в порожнюю колбу й швидко закриваємо її скляною пластинкою. У колбу додаємо приблизно 10-15 мл дистильованої води й перемішуємо вміст. Перевірка універсальним індикатором виявляє кисле середовище. Рідину з колби додаємо в колбу з яблуком. Через певний час шкірка знебарвлюється. Кілька мілілітрів рідини з колби додаємо в пробірку зі шматочками мармуру й магнію. Спостерігаємо виділення бульбашок газу й робимо висновок про вплив кислотних дощів на метали, памятники архітектури й живі організми.

Кислотні опади негативно впливають на водні екосистеми, на ріст дерев та сільськогосподарських культур, руйнують історичні пам'ятки архітектури.

6. Застосування

Основним споживачем сірки є хімічна промисловість. Приблизно половина, сірки що видобувається в світі, йде на виробництво сульфатної кислоти, роль якої в хімічній промисловості велика. Щоб отримати 1 т сульфатної кислоти, потрібно спалити 300 кг сірки.

Велика кількість сірки витрачається на виробництво чорного пороху, сірковуглецю, різних барвників, бенгальських вогнів і сірників.

Значну частину світового видобутку сірки поглинає паперова промисловість. Для того щоб обробити 1 т целюлози, потрібно затратити понад 100 кг сірки.

У гумовій промисловості сірка застосовується для перетворення каучуку на гуму. Свої цінні властивості (пружність, еластичність та ін.) каучук набуває після змішування з сіркою і нагрівання до певної температури. Такий процес носить назву вулканізації.

У сільському господарстві сірка застосовується як добриво, та як засіб для боротьби з грибковими захворюваннями рослин: борошнистою росою, гнилизною, паршею, плямистістю.

У медицині використовується як елементарна сірка, так і її сполуки. Наприклад, дрібнодисперсна сіра-основа мазей, необхідних для лікування різних грибкових захворювань шкіри. Усі сульфамідні препарати, (норсульфазол, сульфодімезін, стрептоцид та ін) - це органічні сполуки сірки.

Майже всі мийні засоби містять Сульфур у вигляді натрій сульфату, а особливо шампуні. Ця речовина додається для того, щоб утворювалась піна. Але наукові дослідження про вплив натрій сульфату на головний мозок поки що відсутні. Тому косметологи рекомендують перед нанесенням шампуню на волосся, ретельно змочувати голову водою декілька хвилин.  Це сприяє утворенню водяної плівки за рахунок сил поверхневого натягу. Таким чином вода захищає голову від потрапляння небажаних речовин.

Їй шукають нові сфери застосування, передбачають використовувати в будівельній індустрії. У Канаді вже виготовлений сірчаний пінопласт, який буде застосований у будівництві шосейних доріг і під час прокладання трубопроводів в умовах вічної мерзлоти.

Серед речей, що нас оточують, мало таких, для виготовлення яких не потрібні б були сірка та її сполуки. Папір і гума, тканини й сірники, ліки й добрива – ось далеко не повний перелік речей і речовин, для виробництва яких потрібен елемент № 16. Можна без перебільшення сказати, що промисловий потенціал країни визначається застосуванням сірки.

7. Біологічне значення

Вміст Сульфуру в організмі людини масою 70 кг – 140 г. Він  входить у склад гормонів, вітамінів, він є в хрящових тканинах, волоссі, нігтях. При нестачі Сульфуру в організмі спостерігається ламкість нігтів і кісток, випадіння волосся. Стежте за своїм здоров’ям.

На добу людині необхідно 1 г сірки, щоб його отримати, достатньо звичайного раціону харчування, а саме вівсяні хлоп’я, пшениця, м'ясо, риба, жовтки яєць.

Сульфуром багаті й такі  продукти харчування, як виноград, яблука, горох, квасоля, капуста, цибуля, часник, перець чілі.

Велика кількість Сульфуру знаходиться в хлоропластах. Якщо їх недостатньо в ґрунті, то затримується ріст рослин, забарвлення листя стає блідим, бо не утворюється хлорофіл. Лікування здійснюється сульфатом магнію.

Сульфатні добрива впливають не тільки на кількість, але й якість врожаю. Так дослідами доведено, що вони впливають на морозостійкість злаків.

Сульфур – неметал, який знаходиться в кожній рослинній та тваринній клітині. Сірка носить назву “мінерал краси ”, тому що підтримує блиск волосся, надає шкірі обличчя ясність та молодість.

     V.Осмислення нових знань, умінь

Наше дослідження сірки добігає кінця. Які ж знання залишились у вас після уроку?

Розв’язування кросворду

1. Газ, завдяки якому Чорне море отримало свою назву.

2. Рідкий метал, який реагує з сіркою при кімнатній температурі.

3. Властивість сірки, що використовується для виготовлення паперу.

4. Геологічні утворення в земній корі, у яких знаходиться самородна сірка.

5. Мінерал, водний розчин кальцій сульфату.

6. Завдяки цій властивості сірка не тоне у воді.

7. Нестійка модифікація сірки.

8. Хімічний процес, у якому використовується сірка для виготовлення гуми.

9. Природний мінерал сірки.

10.Тип кристалічної ґратки у сірки.

1

С

І

Р

К

О

В

О

Д

Е

Н

Ь

2

Р

Т

У

Т

Ь

3

В

И

Б

І

Л

Ю

В

А

Н

Н

Я

4

В

У

Л

К

А

Н

5

Г

І

П

С

6

З

М

О

Ч

У

В

А

Є

М

І

С

Т

Ь

7

П

Л

А

С

Т

И

Ч

Н

А

В

У

Л

К

А

Н

І

З

А

Ц

І

Я

9

П

І

Р

И

Т

10

М

О

Л

Е

К

У

Л

Я

Р

Н

А

 

VІ. Підбиття підсумків уроку

1. Рефлексія

- Що на уроці було головним?

(Ми дізналися про склад, будову, властивості та застосування сірки, проте як будова впливає на властивості)

- Чи досягнули ми очікуваних результатів?

(Так ми розглянути всі заплановані питання)

- Що було цікавого?

(- Мене зацікавила інформація про те як була відкрита гума і сірники. І тепер я розумію, що хімія дійсно має велике значення для розвитку нашої цивілізації.

- Я дізнався, що до складу тютюнового диму входять отруйні гази - сірчистий та сірководень. Я не палю, а тепер і зовсім не буду цього робити.

- Що Чорне море отримало свою назву завдяки сірководню.

- Що, коли іде дощ, неможна ходити без парасольки, щоб не нашкодити своєму здоров’ю внаслідок кислотних дощів)

- Чи стануть вам у пригоді здобуті на уроці знання?

(Як потрібно правильно використовувати шампунь, коли миєш волосся.

Які потрібно вживати продукти, щоб мати гарне волосся та нігті.

Як потрібно збирати ртуть, якщо розвився термометр)

2. Оцінювання учнів

            Підсумкова оцінка враховує  такі критерії:

• пошук інформації;
• створення презентації;
• захист презентації;
• активність на уроці.

Ознайомившись з вашими презентаціями, хочу сказати, що ви всі добре попрацювали, стисло й зрозуміло виклали свої питання. Мені сподобалось те, що майже всі групи включили у свої виступи відеоматеріали, а група «Екологів» продемонструвала хімічний дослід. Тож оцінки такі …

VІІ. Домашнє завдання – інструктаж.

Опрацювати §1, 2 (с.20-22), 3

Виконати впр. 14

Творче завдання: зробити колаж на тему «Сірка на службі у людини»*