Урок-пресконференція з хімії, 11 клас. Тема. Застосування металів і сплавів

Урок хімії, 11 клас

Тема. Застосування металів і сплавів

Мета: ознайомити учнів з поняттям про сплави, розглянути роль металів і сплавів у сучасній техніці; закріпити знання про застосування алюмінію, заліза та їх сплавів, про розвиток металургійних виробництв в Україні та охорону навколишнього середовища під час виробництва й використання металів; формувати вміння працювати з додатковою літературою, виготовляти презентації.

Обладнання: колекція сплавів заліза й алюмінію (чавун, сталь, дюралюміній тощо).

Тип уроку: урок-пресконференція.

ХІД УРОКУ

I. Організаційний етап.

ІІ. Повідомлення теми та мети уроку.

       Тема сьогоднішнього уроку «Застосування металів та сплавів». Перед початком уроку ви ознайомилися з металами та сплавами із колекцій                       на виставці в нашому кабінеті. Щоб дізнатися, де і з якою метою їх застосовують в нашому господарстві, ми проведемо пресконференцію                     за участю спеціалістів металургів, науковців та екологів України. У класі присутні журналісти телебачення та кількох інформаційних видавництв нашого міста. Науковці підготували доповіді на задану тему.

ІІІ. Перевірка домашнього завдання.

       Але спочатку перевіримо засвоєння попередньої теми. Проведемо цифровий диктант. Уважно слухайте завдання і ставте цифру, що відповідає вашому варіантові.

Зміст диктанту:

А) Елементи, в яких найбільше виявлені металічні властивості.

Б) Мінерали й гірські породи, які містять сполуки металічних елементів                     і придатні для добування металів промисловим способом.

В) Найпоширеніший у земній корі металічний елемент.

Г) Метал червоного кольору.

Д) Метал, який при кімнатній температурі є рідиною.

Е) Метал, що має в природі найбільшу густину 22,6 г/.

Є) Метал, найближчий за твердістю до алмаза.

Ж) Метал, що має найбільшу електропровідність.

З) Вкажіть найеластичніший метал.

И) Вкажіть метал, що має максимальну температуру плавлення.

І) Вкажіть метал, що плавиться від температури людського тіла.

Ї) Метал, що має найменшу густину.

           І варіант                                                                       ІІ варіант

1.                                             Літій.                                               12

2.                                             Галій.                                              11

3.                                             Руди.                                               10

4.                                            Срібло.                                              9

5.                                             Хром.                                               8

6.                                          Лужні метали.                                     7

7.                                             Мідь.                                                 6

8.                                           Вольфрам.                                          5

9.                                           Алюміній.                                           4

10.                                           Золото.                                             3

11.                                           Ртуть.                                                2

12.                                           Осмій.                                                1

Відповіді. І варіант: 6, 3, 9, 7, 11, 12, 5, 4, 10, 8, 2, 1.

                 ІІ варіант: 7, 10, 4, 6, 2, 1, 8, 9, 3, 5, 11, 12.

       Взаємоперевірка.

ІV. Вивчення нового матеріалу.

       Отже, почнемо нашу прес – конференцію. Насамперед, я хочу поставити перед вами проблемне запитання: ‒ Що частіше використовують                              в господарстві ‒ метали чи сплави і чому? На це питання зможемо відповісти, коли послухаємо розповіді спеціалістів. До нас у гості завітали Металурги, науковець та еколог. Будь ласка, шановні журналісти, ви можете задавати ваші запитання.

       Один із варіантів запитань та відповідей на пресконференції. Виступи супроводжуються показом слайдів.

1 запитання.

- У мене запитання до металургів: Які метали найчастіше використовує людина в своїй господарській діяльності?

Металург.

       Із давніх-давен люди використовують метали в різних галузях своєї діяльності. Застосування металів, як і інших матеріалів, ґрунтується на їхніх фізичних властивостях. Завдяки великій міцності метали є поширеними конструкційними матеріалами. А здатність проводити електричний струм робить їх необхідним елементом різноманітних електротехнічних приладів: від величезних електрогенераторів до міні-комп’ютерів.

       Чисті метали використовують досить рідко. З дуже чистої міді виготовляють дроти, наявність навіть десятих часток відсотка домішок суттєво зменшує електропровідність, а чисті залізо та нікель застосовують для виготовлення вакуумної техніки. У більшості випадків чисті метали або економічно не вигідні, або їхні властивості не відповідають певним вимогам. Наприклад, чисте залізо недостатньо міцне, а чисте золото занадто м’яке. Тому сьогодні застосовують переважно сплави металів, до того ж дуже часто для певного використання розробляють спеціальний сплав.

2 запитання.

- Я хочу звернутися до науковців: Розкажіть, будь ласка, що таке сплави                 з хімічної точки зору.

Науковець.

       У розплавленому стані метали легко змішуються між собою, утворюючи однорідну суміш — розчин. Під час охолодження такої суміші утворюється сплав.

       Властивості сплавів можуть значно відрізнятися від властивостей чистих металів. Температура плавлення сплаву здебільшого нижча за температуру плавлення його компонентів. Це дуже добре ілюструє сплав Вуда, який містить вісмут, свинець, олово і кадмій. Найбільш легкоплавкий із цих металів олово - плавиться за 232°С, а температура плавлення сплаву Вуда становить 69°С, що нижче за температуру кипіння води.

3 запитання.

- Я хочу звернутися з проханням до металургів: Розкажіть нам, будь ласка, про сплави дорогоцінних металів, їх властивості та де їх застосовують.

Металург.

      Золото і срібло є банківськими металами. Їх не використовують                          для карбування обігових монет, а лише для пам’ятних та ювілейних. Білі монети в Україні карбують із сталі, алюмінію, мельхіору або нейзильберу - сплаву міді, нікелю та цинку, а жовті — з мідно-нікелевого сплаву.

       Золото, срібло, мідь, платину та паладій використовують                                        для виготовлення ювелірних сплавів. Сплав золота з паладієм за кольором нагадує платину, тому його називають «білим золотом», домішки кадмію надають золотим виробам зеленуватого відтінку.

       Бронза — твердий і стійкий до корозії сплав олова з міддю. Містить найбільше міді - 75-90%. З неї виготовляють деталі машин, свічники, статуї. Під час удару бронза дзенькає сильніше, ніж мідь або олово. Тому саме                       з бронзи відливали дзвони.

       Латунь — це сплав міді до 50% із цинком. Вона набагато твердіша, ніж метали в її складі, тому цей сплав застосовують для виготовлення деталей машин та сантехнічних виробів. Латунь має гарний золотавий колір,                      тому з неї виробляють інтер’єрні прикраси, корпуси годинників, дверні ручки.

4 запитання.

- У мене також запитання до металургів. Розкажіть нам про сплави,                         які мають стійкі антикорозійні властивості та застосовуються в сучасній техніці.

Металург.

       Мельхіор — стійкий до корозії сплав міді з нікелем до 30% Ni. Із нього виготовляють деталі машин, високоякісні деталі морських човнів, посуд, столові прибори. Ще більшу корозійну стійкість і стійкість до стирання має сплав монель, який містить 33% Сu і 66% Ni, із нього виробляють частини двигунів, лопаті турбін, а також монети.

5 запитання.

- У мене наступне до вас питання: Скажіть, будь ласка, які сплави застосовуються в сучасній радіотехніці?

Металург.

       Радіолюбителям добре відомий припій — легкоплавкий сплав із двох частин олова та однієї частини свинцю. Оскільки в розплавленому стані припій легко прилипає до добре зачищеної металевої поверхні, його використовують для паяння металів.

6 запитання.

- Часто в побуті можна почути термін дюраль, або дюралюміній. Розкажіть, будь ласка, який має склад цей сплав і в якій сфері господарства його застосовують.

Металург.

       Найвідоміший алюмінієвий сплав — дюралюміній, або дюраль. Містить 93,5% А1, 4,5% Сu, 1,5% Mg, 0,5% Mn. Він трохи важчий за алюміній, але набагато твердіший за нього. Із дюралюмінію виготовляють корпуси суден і літаків, балки для перекриття будинків, корпуси годинників.

       Але в сучасній техніці найбільше застосовують чорні сплави, тобто сплави заліза – чавун і сталь. Наприклад, в машинобудуванні на їх частку припадає 90% від всієї маси металів. Це сплави заліза з вуглецем. Відрізняються за кількістю вуглецю у сплаві: у чавуні більше вуглецю, а у складі сталі – менше. Чавун сірий, важкий, крихкий сплав, добре тримає тепло. Тому з нього виготовляють батареї для обігріву приміщення, ванни, грати. Більша частина чавуну слугує сировиною для виправлення сталі. Сталь - м’яка, ковка, залежно від додаткових компонентів – нержавіюча, жаростійка, жароміцна, магнітна. Виготовляють найрізноманітніші вироби для техніки, будівництва, залізничного транспорту та побуту. Цей сплав                       у майбутньому залишатиметься одним із найважливіших матеріалів.

7 запитання.

- Ми прослухали сьогодні багато інформації про метали та сплави. Я думаю, що тепер зможемо відповісти на проблемне питання, поставлене на початку уроку. - Що частіше використовують в господарстві - метали чи сплави                      і чому? Зрозуміли, що це переважно сплави, так як їх використовувати економічно вигідніше. Тим більше для певного використання розробляють спеціальний сплав. Галузь промисловості, яка займається виробництвом металів і сплавів, називається металургія. У мене запитання до науковців:                 Як розвивається металургійна галузь промисловості в нашій країні?

Науковець.

       Україна має значні запаси залізних і марганцевих руд, коксівного вугілля, флюсових та вогнетривких матеріалів. Їх родовища знаходяться переважно у Придніпровʼї та на Донбасі.

       За обсягом виробництва продукції чорної металургії Україна тривалий час входила до числа провідних країн Європи і світу. Так, у 80-х рр. XX ст. тут щорічно видобувалося 120 - 125 млн. т залізної руди, 7 млн. т марганцевої руди, виплавлялося 55 млн. т сталі.

       Сьогодні Україна займає сьоме місце серед провідних світових виробників сталі. В останні роки збільшується виробництво прокату, феросплавів, сталевих труб. Ці товари у значних обсягах експортуються                       за межі України. Загалом продукція чорної металургії дає країні найбільше валютних надходжень від експорту.

       Виробництво феросплавів, тобто сплавів заліза з іншими металами                      для отримання високоякісних сортів сталі, зосереджено у Запоріжжі, Нікополі, Стаханові, а сталевих труб - у Нікополі, Новомосковську, Дніпрі, Маріуполі, Макіївці, Харцизьку.

       Підприємства чорної металургії розташовані у трьох металургійних районах - Придніпровському, Донецькому і Приазовському.

       Придніпровський район сформувався на основі видобутку залізних руд Криворізького, Кременчуцького і Білозерського басейнів; марганцевих руд - Нікопольського і Великотокмацького родовищ, флюсів - Дніпропетровської області.

       Донецький район виник біля родовищ коксівного вугілля на основі переробки руд, що надходять із Придніпровʼя. Сформувалися металургійні вузли - Донецько-Макіївський, Алчевсько-Алмазнянський, Єнакіївський                    та окремі металургійні центри - Краматорськ, Харцизьк, Костянтинівка.

       Приазовський район використовував бідні залізні руди Керченського                    і багаті Криворізького та Білозерського басейнів, марганцеві руди з Нікополя, кокс, флюси і вогнетриви з Донбасу. Однак залізорудні підприємства Керченського півострова призупинили діяльність, тому зараз район охоплює два металургійні підприємства у Маріуполі. На одному з них - комбінаті «Азовсталь» - працює найбільший в Україні листопрокатний стан.

8 запитання.

- Із засобів масової інформації ми знаємо, що металургійна промисловість приносить велику шкоду навколишньому середовищу. Я хочу запитати                        в еколога: Які заходи з охорони довкілля проводяться в нашій країні?

Еколог.

       Коксохімі́чна промисловість - галузь важкої промисловості,                    на підприємствах якої здійснюється хімічна переробка камʼяного вугілля методом коксування. В результаті коксування паливо розкладається з утворенням летких продуктів і твердого залишку – коксу. З летких продуктів одержують кам’яновугільну смолу, аміак, бензол, сірководень, крезол, фенол, нафталін, стирол, ксилол, толуол. Oсновний продукт коксування – кокс, який використовується як відновник і паливо в металургійній промисловості. Коксохімічне виробництво забруднює атмосферу оксидом та діоксидом вуглецю, оксидом сірки.

       До́менне виробни́цтво - перша ланка технологічного циклу металургійного заводу з повним металургійним циклом                                та металургійного комбінату. Мета — виплавка чавуну,                               яка здійснюється у доменній печі. Чавуноплавильні агрегати є одним з основних джерел забруднення атмосфери. У ливарному виробництві повітря забруднюється пилом, оксидами карбону                       та сірчаним ангідридом.

       Чорна металургія є одним з найбільших споживачів води,                            а тому великий відсоток стічних вод виробництва зливаються                        у звичайні водоймища, чим отруюють навколишнє середовище                     та руйнують водну екосистему.

       Отже, хоча чорна металургія і є однією з провідних галузей господарства, та результатом роботи таких підприємств                                    є виникнення парникового ефекту, який негативно впливає на загальний екологічний стан не тільки якоїсь певної країни чи місцевості, а всього світу. Саме тому, аби й надалі користуватися продуктами вищезгаданої промисловості без жодної шкоди для нашої планети і здоровʼя, потрібно:

1. Запровадити систему автоматичного моніторингу викидів на підприємствах.

2. Створити систему збору, аналізу та поширення даних про стан повітря.

3. Впровадити планові перевірки суб'єктів господарювання відповідно до ризиків для навколишнього середовища, а також створити реєстр підприємств, які впливають на навколишнє середовище.

4. Посилити відповідальність за несанкціоноване поводження з відходами.

5. Запровадити систему моніторингу, звітності та верифікації викидів парникових газів.

       Підведення підсумків пресконференції. Учні обговорюють проблемне питання ‒ що частіше використовують в господарстві ‒ метали чи сплави і чому?

VI. Закріплення вивченого матеріалу.

1. Заповнити таблицю «Сплави. Склад. Властивості. Застосування».

       Учні заповнюють таблицю протягом 4-5-ти хвилин. Колективно перевіряється, хто засвоїв найбільшу кількість інформації під час пресконференції.

 2. Робота з підручником (Підручник. Григорович О.В. Хімія. Підручник для 11 класу закладів загальної середньої освіти. Харків. Видавництво «Ранок» 2019).

       Розгляд ілюстрацій в підручнику, § 32, с. 63-64. Розв’язування задачі               № 462, с. 165.

VIІ. Підбиття підсумків уроку.

       Учитель підбиває підсумки уроку, доповнює та корегує доповіді учнів. Учні заповнюють картку самооцінки, виставляють собі оцінку за урок.

Картка самооцінювання

VІІІ. Домашнє завдання.

1. Підручник, § 32, опрацювати, № 461, № 463, письмово.

2. Завдання для розвитку критичного мислення - № 465, с. 165 (за бажанням).