Урок "Нітратна кислота і нітрати, їх поширеність у природі. Проблеми вмісту нітратів у харчових продуктах. Лабораторний дослід №6 «Ознайомлення із зразками нітратів та солей а".

Клас: 10

Тема уроку: Нітратна кислота і нітрати, їх поширеність у природі.  Проблеми вмісту нітратів у харчових продуктах.

Лабораторний дослід №6 «Ознайомлення із зразками  нітратів та солей амонію».

Мета уроку: поглиблювати знання учнів про кислоти на прикладі нітратної кислоти та її солей; ознайомити учнів з її фізичними та хімічними властивостями спільними  для всіх кислот та специфічними; розвивати навички виконання  лабораторних дослідів   та розв’язування  різнорівневих вправ; виховувати прагнення до ведення здорового способу життя  на прикладі проблеми забруднення харчових продуктів  нітратами.                                         

Обладнання: підручник, зошит, Періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва, таблиця розчинності, ряд активності металів, штатив з пробірками, дистильована вода, зразки нітратів та солей амонію.        

Тип уроку: комбінований.

Базові поняття: сильна кислота, пасивація металів, термічний  розклад, токсична речовина, нітрати, нітрити.

Девіз уроку: «Одягати, годувати та допомагати людям по                                                           господарству – одне з найважливіших завдань хімії».

 

Хід уроку:

І. Організаційний момент.

Доброго дня. Рада бачити вас у доброму здоров`ї та гарному настрої.

Доброго здоров`я, любі учні,                                                

Хай сьогодні радісно всім буде,                                                

Хай мозок повниться знаннями                                                    

І щастя у навчанні та житті буде з вами.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

На минулому уроці ми познайомилися з фізичними та хімічними властивостями сульфатної кислоти, якісною реакцією на сульфат-йони, застосуванням сульфатної кислоти і сульфатів. Сьогодні повторимо вивчене, адже добування та застосування речовин тісно пов’язане з їх властивостями.

Перевірка домашнього завдання.

Гра «Так – ні». Що  ми знаємо про сульфатну кислоту?

1. Розчин сульфатної кислоти є слабким електролітом.

2. При розчиненні концентрованої H₂SO₄ відбувається сильне         розігрівання розчину.

3. Концентрована H₂SO₄ є дуже леткою.

4. Концентрована H₂SO₄  активно взаємодіє із залізом.

5. Розведена H₂SO₄  не взаємодіє з міддю.

6. Розведена H₂SO₄ змінює забарвлення лакмусу на червоний.

7. Якісним реактивом на сульфат-йон є солі Барію.

8. Концентрована H₂SO₄ не дисоціює на йони.

9. Внаслідок взаємодії конц. H₂SO₄ із сріблом одним із продуктів є SO_3.

10. Розведена H₂SO₄ не взаємодіє із нерозчинними основами.

11. При взаємодії розведеної  H₂SO₄  з металами ніколи не виділяється водень.

(Учні обмінюються роботами і відбувається взаємоперевірка – максимальна оцінка за диктант 11балів.)

Ключ до розв’язку.

1   2    3    4    5    6    7    8    9    10    11 

-    +    -    -    +    +    +    +    -     -       -   

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Уяви собі …

Ти потрапив у бібліотеку стародавніх манускриптів і там побачив книгу 1673 року видання, де йдеться  про речовину, що має кілька назв: «міцна горілка», «селітрова димчаста горілка». Напевно ви здогадалися, мова йде про найціннішу сполуку Нітрогену – нітратну кислоту. «Міцна горілка» це взаємодія нітратів з концентрованою Н₂SO₄ – HNO₃. Цей процес запропонував І.І. Андрєєв у 1916 році в м. Донецьку Завод почав виробляти HNO₃.

Повідомлення теми та мети уроку.

На цьому уроці ми поглибимо знання про кислоти на прикладі нітратної кислоти та її солей; ознайомимося з фізичними та хімічними властивостями та проблемами забруднення харчових продуктів  нітратами.                                         

Сподіваюся, що сьогоднішній урок не стане цьому на заваді.  Отже, я покладаюся на ваші здібності, ваш розум, ваше мислення. А зараз напишіть свої сподівання від уроку і прикріпіть їх до кораблика.

Вчитель демонструє малюнок Річки Очікувань з двома берегами – Берег Сподівань і Берег Звершень. Учні до моделі кораблика прикріплюють  свої сподівання від уроку, а в кінці переносять кораблик на другий берег.

IV. Вивчення нового матеріалу.

Розповідь учителя з елементами бесіди.

Давайте пригадаємо властивості, характерні для кислот: це взаємодія з металами, основними та амфотерними оксидами, основами, амфотерними гідроксидами, солями та дія на індикатори.

Сьогодні ми дізнаємось, чи підтвердяться ці властивості по відношенню до нітратної кислоти.

Вправа «Асоціативний кущ». 

- Подумайте, що вам відомо про нітратну кислоту на даний момент?

(Це кислота, сильна, одноосновна, окисник, рідина, безбарвна, важча за воду, добре розчинна у воді.) Деякі органічні речовини (наприклад, скипидар) при зіткненні з нею запалюються. Її солі з найдавніших часів використовували для приготування пороху й піротехнічних сумішей.

Будова молекули нітратної кислоти.

Нітратна, або азотна, кислота – одна із найважливіших кислот. Ступінь окиснення Нітрогену в ній становить +5 і є найвищим для цього елемента.

Фізичні властивості.

За звичайних умов чиста нітратна кислота: рідина, неприємний запах, безбарвна, важча за воду, летка, температура кипіння + 83⁰С, добре розчинна у воді.

Суміш з одного об’єму нітратної та трьох об’ємів хлоридної концентрованих кислот – «царська горілка». В ній розчиняється навіть «цар металів» – золото.

Хімічні властивості.

1. Дисоціація.

Нітратна кислота належить до сильних кислот. У розбавлених розчинах вона дисоціює на йони.

HNO₃ = H + NO₃.

2. Взаємодія з металами:

а) нітратна кислота не взаємодіє з золотом та платиною: під час цих реакцій водень не виділяється. Причина полягає в тому, що атом Нітрогену в ступені окиснення +5, який міститься в молекулі HNO₃, виявляє більшу здатність приєднувати електрони, ніж атоми Гідрогену в ступені окиснення +1. Окисником у нітратній кислоті є Нітроген, а не Гідроген.

б) концентрована кислота;

Рb + 4HNO_3(конц.) = Pb(NO₃)₂ + 2NO₂↑+ 2H₂O.

в) розбавлена кислота;

3Аg + 4HNO_3(розб.) = 3AgNO₃ + NO↑ + 2H₂O

г) взаємодія з: основними та амфотерними оксидами, основами, амфотерними гідроксидами, солями;

д) термічний розклад;

4HNO₃ =^t 4NO₂↑+ O₂↑+ 2H₂O.

Нітратна кислота токсична. У разі потрапляння на шкіру викликає опіки у вигляді жовтих плям (реакція нітратної кислоти на білки).

Хочу наголосити, що вагомий внесок у розвиток технології виробництва нітратної кислоти з азоту повітря зробив видатний український хімік, професор Василь Іванович Атрощенко (1906-1991).

Робота з підручником с. 74.

Складання схеми застосування нітратної кислоти.

Виробництво: сульфатної і ортофосфатної кислот, азотних і комбінованих добрив.

Добування: вибухових речовин, барвників, нітрогеновмісних органічних сполук.

У металургії:  для розчинення металів, очищення поверхні металів від оксидів.

Нітрати – солі нітратної кислоти. Це кристалічні речовини, розчинні у воді сполуки. При випарюванні їх розчинів у більшості випадків утворюються кристалогідрати.

Кристалогідрати – це речовини, які при розчиненні не дисоціюють на йони, а утримують воду у своєму складі, навіть у твердому стані.

Нітрати виявляють усі характерні властивості солей. Вони вступають у реакції обміну з лугами, іншими солями, деякими кислотами.

Нітрати, як і нітратна кислота, розкладаються при нагріванні.

Робота з підручником с. 75.

Складання схеми застосування нітратів.

Перегляд відео.

«Інструктаж з БЖД».

Лабораторний дослід№6 «Ознайомлення із зразками нітратів та солей амонію».

Мета: ознайомитися зі зразками нітратів та солей амонію.

Натрій нітрат – білий, дрібнокристалічний, порошкоподібний, гігроскопічний.

Гігроскопічний – має властивість вбирати воду.

Амоній сульфат –  дрібнокристалічна чи грубокристалічна сіль, сірого, сіро-зеленого, білого, блакитного чи жовтого кольору, мало гігроскопічна, має блиск.

Амоній хлорид – дрібнокристалічна, гігроскопічна сіль, білого чи жовтого кольору.

Амоній нітрат – біла чи бурувато-жовтувата, дрібнокристалічна сіль, гранульована чи порошкоподібна, має блиск, значна  гігроскопічність, може злежуватись.

Суперфосфат (простий) – гранульований чи порошкоподібний, сірий, відсутній блиск, негігроскопічний.

V. Узагальнення та систематизація знань.

1. Учитель пропонує узагальнити результати лабораторного досліду, зробити висновки , щодо фізичних властивостей солей, їх розчинності у воді та можливі шляхи використання.

2. На обговорення виноситься питання проблеми вмісту нітратів у харчових продуктах.

Розповідь учителя з елементами бесіди.

Весна ... На полицях магазинів та на ринках з’являється все більше апетитних овочів, які рука так і тягнеться купити. Ми вже скучили за цими свіжими продуктами, плюс, вітаміни, яких дуже бракує нашому організму. І все було б добре, якби не одне але – нітрати, які є майже у всіх овочах. До того ж, ранні, особливо тепличні, овочі містять набагато більше цих речовин, ніж пізні. Тому потрібно бути обережними, щоб не перестаратися з дозою.

Нітрат – сіль або ефір нітратної кислоти, який застосовують в якості добрива та у виробництві. Вони забезпечують ріст рослин, але завелика їх кількість, яка накопичується в овочах, а потім потрапляє в організм людини, шкодить здоров’ю. Нітрати можуть призвести до отруєння токсинами, появи злоякісних пухлин, порушень діяльності центральної нервової системи, серця, пониження кров’яного тиску. Вони також зменшують кількість йоду, що призводить до збільшення щитовидної залози і порушення її роботи, перешкоджають засвоєнню вітаміну А. До негативного впливу нітратів найбільш чутливі немовлята, які перебувають на грудному вигодовуванні, діти до 1 року та особи похилого віку, а також хворі на анемію, хворі, які страждають від розладів серцево-судинної, дихальної системи.

Овочі і фрукти є основним харчовим джерелом нітратів. Рівень накопичення нітратів залежить від виду, сорту, умов вирощування рослин, дози внесення азотних добрив, фізико-хімічних властивостей ґрунту, використання пестицидів. Овочевим культурам властиве накопичення  нітратів. Найактивніші в цьому буряк, морква, картопля, капуста. Крім того, високий рівень нітратів у чорній редьці, редисі, щавлі, кропі, зеленій петрушці. Ранні сорти овочів містять більше нітратів, ніж пізні. Також овочі закритого ґрунту більш схильні до накопичення нітратів, ніж відкритого.

Купивши овочі на базарі чи в магазині, ви зробили лише півсправи. Бо треба ще вміти правильно їх їсти. Не можна, наприклад, вживати корінь, шкіру та поверхневі шари овочів і фруктів (там накопичується найбільша кількість нітратів).

Позбутися нітратів в овочах повністю неможливо. А зменшити їх кількість можна. Під час зберігання і приготування їжі вміст нітратів в овочах може змінюватися. Під час варіння, бланшування, консервування, засолення, очищення рівень нітратів в овочах значно знижується. Наприклад, чищення картоплі від шкіри знижує концентрацію нітратів приблизно на 30-40%. Квашення, консервування, соління, маринування мають свої особливості зміни концентрацій нітратів в овочах. Перші 3-4 дні йде посилений процес перетворення нітратів на нітрити, тому засолені капусту, огірки та інші овочі можна вживати лише через 10-15 днів. Салати, плодово-овочеві соки, готові до вживання овочі бажано їсти відразу після приготування. Нетривале зберігання навіть у холодильнику сприяє розмноженню мікрофлори, яка відновлює нітрати до нітритів.

Пам’ятка для учнів «Як захистити себе від нітратів».

1. Для дитини обмежуйте споживання тепличних овочів: як правило вміст нітратів у овочах закритого ґрунту у 1,5-2 рази більше ніж у відкритому ґрунті.

2. Краще споживати сезонні овочі.

3. Якщо є підозра, що овочі, які ви купили «багаті на нітрати», то зберігати їх потрібно протягом короткого часу і бажано у прохолодному темному місті, а ще краще в холодильнику, тому що при температурі +2°С перетворення нітратів у нітрити не відбувається. Також перед вживанням овочів з підвищеним вмістом нітратів можна випити  аскорбінову кислоту чи фруктовий сік, а також додати в продукти аскорбінової кислоти  (декілька сот міліграм кислоти на кілограм продуктів).  

4. Вимочування овочів в 1% -му розчині аскорбінової кислоти зменшує в них вміст нітратів на 36-58%. А вимочування овочів в 1%-му розчині столової солі та аскорбінової кислоти протягом доби знизить в них вміст нітратів майже на 90%. Але варто зазначити, що при вимочуванні із овочів разом з нітратами переходять у воду також і вітаміни.

5. Для зменшення кількості нітритів в організмі людини, необхідно у достатній кількості споживати вітамін С (аскорбінову кислоту) та вітамін Е, тому що вони знижують шкідливий вплив нітратів і нітритів.

6. Салати необхідно готувати безпосередньо перед вживанням та з’їдати відразу.

7. Соки зберігайте тільки в холодильнику.

8. Не використовувати для приготування їжі для дітей розморожені плоди та овочі, які до споживання довго витримувалися у розмороженому стані. При розморожуванні ці продукти легко уражаються мікроорганізмами, які викликають накопичення нітратів, і вони перетворюються на нітрити.

9. Не варто споживати соки, пюре, плодоовочеві консерви, що тривало зберігались без охолодження.

10. Перед споживанням не бажано довго витримувати очищені, подрібнені, протерті плоди та овочі. Не використовуйте механічно пошкоджені плоди.

11. Не споживайте питну воду із джерел, неперевірених або неконтрольованих на вміст нітратів.

При вживанні високих доз нітратів з їжею через 4-6 годин з’являється нудота, блювання, синюшність шкіряного та слизистого покровів. Наявність жирів у їжі знижує вміст нітратів.

Не  тільки діти чутливі до нітратів, але й особи похилого віку, хворі на анемію, з захворюванням дихальної системи, хворобами серцево-судинної системи. Нітрати та нітрити негативно впливають на організм вагітної та її плід, погіршуючи показники його біофізичного профілю.

Вправа «Точка зору».

Сучасна людина живе в інформаційному суспільстві, що дуже швидко розвивається та змінюється. Тому потрібно сприймати світ не  однозначно-догматично, а  розглядати проблему чи явище  з різних точок зору, користуватися інформацією з різних джерел, відрізняти логічний умовивід від упередженого припущення. Тобто, ми маємо мислити критично, щоб адекватно реагувати на виклики сьогодення.

Отож, що таке нітрати з точки зору:

1)    хіміка (це солі нітратної кислоти, тверді кристалічні речовини,  добре розчинні у воді, тому їх важко осадити, відфільтрувати, а отже, позбутися; нітрати відновлюються до нітритів; нітрати – токсичні речовини).

2)    біолога (це форми існування Нітрогену в природі, необхідний фактор нормальної життєдіяльності рослин, продукт процесів обміну в організмі людини і тварин).

3)    агронома (це джерело азоту, що забезпечує живлення рослин, основний компонент мінеральних добрив, фактор підвищення врожайності).

4)    токсиколога (це токсичні речовини, які викликають отруєння людей; іноді трапляються нітратні отруєння з летальними наслідками; смертельна для людини доза нітратів складає 8-15 г).

5)    еколог (це одні з найбільш небезпечних речовин, які забруднюють  навколишнє середовище, зокрема грунти,  та внаслідок своєї розчинності просочуються у підземні води;  нітрати зробили непридатною для пиття воду в багатьох регіонах України).

6)    технолог харчової промисловості (це обов’язкова  добавка до ковбас, яка додається у строго визначених кількостях для того, щоб запобігти окисненню м’яса, поліпшити смак та надати ковбасним виробам рожевого кольору).

Обговорення проблемної ситуації.

- Чому легко отруїтися кавуном при відносно невеликому вмісті нітратів (максимальне накопичення до 580 мг/кг), зате столовим буряком  із великим вмістом нітратів (максимальне накопичення до 2660 мг/кг) такого не спостерігається?» (Причина тут в одному – кількості спожитих овочів: кавуна з апетитом з’їдаємо ледь не кілограми, а буряка – одну-дві ложки, та ще й після варіння.)

VI. Домашнє завдання.

Прочитати параграф 10 у підручнику.

Скласти кросворд до теми уроку.

VII. Підбиття підсумків уроку.

Перенесення кораблика до берега Звершень, визначення здійснення сподівань.

Оцінювання навчальних досягнень учнів.

Побажання учням. 

І повітря, і вода –

Взагалі природа вся!

Хімію вивчай охоче –

І в халепу ти не вскочиш.

Будеш знать про неї все,

Вона користь принесе.