Металлы и война

Урок химии на тему «Металлы и война»

9 класс

Тип урока: обобщение знаний по теме «Металлы, их сплавы»

Форма урока: урок-конференция (2 урока по 45 мин)

Межпредметные связи: химия, история, литература

Цель: обобщение знаний о металлах, реализуя межпредметные связи химии, истории, литературы

Задачи:

Образовательные: расширение знаний об изученных и не изучаемых в 9 классе металлах.

Воспитательные: формирование ценностного отношения к окружающему миру (жизнь вне войн), бережное отношение к природным ресурсам.

Развивающие: развитие умений сравнивать, сопоставлять, находить практическое применение своим знаниям.

Оборудование:

- периодическая таблица Д.И. Менделеева;

- географические карты;

- подборка литературы (см.конспект урока);

- мультимедийный проектор с экраном;

- реактивы для опытов

Эпиграф урока (на доске): Человек не может обойтись без металлов… Если бы не было металлов, люди влачили бы самую омерзительную и жалкую жизнь среди диких зверей (Георг Агрикола, 1556г.)

План урока

1. Организационная часть (2 мин)

Учитель: Здравствуйте, ребята. Сегодня мы проводим урок – конференцию по теме «Металлы и война». Каждая группа работала над заданием по предложенному плану и сегодня представит результат. На выступление каждой группы отводится до 10 минут. Будьте пунктуальны. В тетрадях по мере выступления товарищей записывайте, пожалуйста, хим.знак металла и его применение.

II. Основная часть (73 мин)

1. Учитель: История человечества – это история войн, а химия часто стоит в услужении им. Цель нашей конференции показать, что «самое порочное ухищрение ума человеческого» - это применение веществ не по назначению, т.е. не в мирных целях. Итак, «Металлы и война».

Оружие появилось на ранней стадии развития человечества как средство охоты и защиты, но в начале не было различий между орудиями труда и оружием. Первые виды оружия – дубина, копье с наконечником, проща, применявшиеся в эпоху палеолита (показ слайдов). К концу палеолита появляется копьеметалка, в эпоху неолита – каменный топор, булава, кинжал. Но металлы появятся много позже.

2. Приглашается 1 группа (полностью выступают учащиеся).

Учащиеся: Свое выступление начну со слов из поэмы Лукреция Кара «О природе вещей»

«Прежде служили оружием руки могучие, когти,

Зубы, каменья, обломки ветвей от деревьев и пламя,

После того, как последнее стало людям известно.

После того была найдена медь и порода железа.

Все-таки в употребленье вошла прежде медь, чем железо.

Так как была она мягче, притом изобильней гораздо.

Медным орудием почва пахалась, и медь приводила

Битву в смятенье, тяжкие раны везде рассевая.

Скот и поля похищались при помощи меди, легко ведь

Все безоружное, голое повиновалось оружью».

Итак, в III тысячелетии до н.э. стала известна медь. На доску вывешивается карточка с хим.элементом меди.

Медь – металл светло-розового цвета с красным отливом. Отличный тепло-электропроводник. Химически инертный металл, ни с водой, ни с разбавленными к-ми не реагирует. Легко восстанавливается из соединений.

Опыт делают учащиеся (Напомнить про ТБ): Нагреть медную проволоку – почернеет. Образовался оксид меди (II), внести в спирт - восстановится

Древнейшее оружие из самородной меди обладало большой твердостью. После медного наступил бронзовый век (2000 лет до н.э.). Бронза – спав меди и олова. Учащимся раздаются образцы бронзы.

Оружие из бронзы распространены повсеместно, хотя медных и оловянных руд рядом не встречалось. Например, из Египта за оловом снаряжали экспедиции на Кавказ, Пиренейский полуостров и даже Британские острова, которые финикийцы называли «Оловянными островами».

Когда на Русь нападали полчища врагов, нужно было собрать народ на собрания, ударяли в колокола, которые делали из специальной бронзы, куда кроме меди и олова входили добавки свинца. В. Высоцкий написал следующие слова:

В синем небе, колокольнями проколотом,

Медный колокол, медный колокол,

Ть ль возрадовался, то ли осерчал.

Таково было применение меди и сплавов во время войн.

Сейчас вы посмотрите опыты с соединениями меди (демонстрация учащимися)

Опыт 1: «Выделение меди из сульфата меди (II) на железо

Опыт 2 «Голубые цветы» Выращенные в насыщенном р-ре медного купороса на шерстяной нитке кристаллов.

Опыт 3 «Чернение меди» 5 г тиосульфата натрия + 20 мл воды+ 13мл 13% р-ра уксусной к-ты. Восстановится сера, подогреть и опустить медную пластину.

Учитель: А сейчас поиграем. Отгадайте о каком химическом элементе и простом веществе пойдет речь.

На его долю приходится 1,5% от общего числа атомов земной коры, вещество занимает 5-е место по распространенности в земной коре, с ним сравнивают стойкий характер человека? Верно, это железо.

Скажите, а что обозначает знак ? Верно, щит и копье бога войны Марса. Древние мудрецы сделали этот знак символом, обозначающим железо.

Приглашаются учащиеся 2-й группы. На доску вывешивается карточка с хим.элементом железа.

Учащиеся:

Железо – серебристо-белый металл. Высокая склонность к намагничиванию. Химически чистое железо устойчиво к коррозии, но ничтожно малые примеси лишают его этих свойств.

Нет другого элемента на нашей планете, при участии которого проливалось бы так много крови, терялось бы столько жизней, происходило столько несчастий. Как сказал А.Блок:

Век девятнадцатый, железный,

Воистину железный век,

Тобою в мрак ночной, беззвездный,

Беспечный брошен человек

Кто-то из далекого прошлого сказал: «Тем же самым железом производим битвы и грабежи, употребляем его не только вблизи, но и посылаем окрыленное вдаль, то из бойниц, то из мощных рук, то в виде оперенных стрел. Самое порочное ухищрение ума человеческого, ибо, чтобы смерть поскорее настигла человека, сделали ее крылатою и железу придали перья. Того ради да будет вина приписана человеку, а не природе…»

А ведь автора этих строк испугало безобидное, на наш взгляд оружие – мечи, копья, стрелы. А что бы он сказал, если увидел пушки, танки?

Учитель: да, железо – прочный металл, но еще крепче сплав железа с углеродом – сталь (раздаются образцы стали).

Учащиеся: Мы расскажем о секрете булатных мечей (на слайдах презентации фото дамасских мечей и булатов) Много лет назад в Индии процветало искусство изготовления из стали мечей и кинжалов особой твердости с необычным узором, острых и тонких как бритва, и гибких, как ветка ивы. Разгадать секрет производства булатов, объяснить чудесные свойства старинных дамасских клинков пытались не одно поколение ученых 18-19 веков. П.А. Аносову первому удалось открыть тайну булата. В течение 10 лет он осуществил тысячи экспериментов, используя влияние на качество стали кремния, марганца, хрома, углерода, алмаза, титана, золота, алюминия, платины Эти опыты увенчались успехом, и Аносов получил сталь, не уступающую по качеству дамасской, сочетающую твердость и упругость. На клинках этой стали можно делать узоры.

Юрий Кузнецов

… Мне приснилась иная печаль Выжидали положенный срок

Про седую дамасскую сталь А потом раскаленный клинок

Я увидел как сталь закалялась, В мускулистую плоть погружали

Как из юных рабов одного Вынимали готовый клинок

Выбирали, кормили его Крепче стали не видел восток,

Чтобы плоть его сил набиралась Крепче стали и горше печали

Таким образом, железо являлось основным металлом, из которого изготовляли орудия для истребления людей.

Опыт 1. «Горение железа» (можно видео)

Опыт2,3 «Качественные реакции на ионы железа (лабораторная работа)

Учитель: Спасибо ребятам. Переходим к следующему металлу. Послушайте историю. Однажды бухарский эмир приказал своим лучшим оружейникам выковать ему меч из куска «небесного железа» (метеоритного). Но сколько они не старались, ничего не получалось. Оружейников казнили. Они погибли из-за того, что нагретый металл не поддавался ковке. Это характерно для никелистого метеоритного железа, оно куется только холодным. Таким образом, никель подвел бухарских оружейников, не знавших об особенностях сплавов железа с никелем. Итак, следующий металл – никель. В первой половине 19 века никель добывали в небольших количествах и стоил очень дорого. Считался даже ювелирным металлом.

Учащиеся: На стенде книга В. Гагарина «Три лица Януса»

Вот что пишет С.Гагарин в произведении «Три лица Януса» о роли никеля в Великой Отечественной войне: «На подводной лодке «Валькирия», исчезнувшей при загадочных для германского командования обстоятельствах, находилось 160 тонн никеля в слитках и монетах США и Канады.

Никель – серебристо-белый металл, значащийся в периодической системе Менделеева под № 28, тугоплавкий, твердый, не изменяющийся на воздухе, - был такой же сложной проблемой для Германии, как горючее, а может и сложней. Ведь горючее из нефти можно хоть чем-то заменить. Никель же незаменим. Без никеля нет брони. Без брони нет танков. Без танков нет победы на военных дорогах Второй мировой войны. Природа обделила Германию никелем. Незначительные запасы его есть в Рейнской долине. Основную часть никеля Германия получала из Канады. Началась война, и Канадский никель был потерян для Рейха. Гитлер захватил Грецию, а вместе с ней и никелевые рудники. Вассальная Финляндия открыла для немцев рудники на севере, в районе Петсамо. Там работали заключенные и военнопленные. Целый эсэсовский корпус обеспечивал охрану рудников и гарантировал бесперебойную добычу красного колчедана и отправку его в Германию на металлургические заводы.

Когда советские танки Т-34 появились на полях сражений, немецкие специалисты были поражены неуязвимостью их брони. По приказу из Берлина первый же захваченный Т-34 был доставлен в Германию. Здесь за него взялись химики. Они установили: русская броня содержит большой процент никеля, что делает ее сверхпрочной. Недостаток никеля в германской стали привел к тому, что к 1944 г. имперские военные заводы вынуждены были изготовлять танковую броню повышенной толщины, и «тигры», «пантеры», и «фердинанды», одетые в нее, оказывались тяжелее и слабее советских танков и самоходок.

Никель, который стал широко применяться лишь в XX веке, имел важное значение в годы Второй мировой войны.

Перемена

1. Учитель: Первое металлическое оружие изготовленое в конце V тысячеления до н.э было изготовлено именно из этого металла. Ради обладания этим металлом велись войны, порабощались государства, гибли целые народы. Ради него потоками лилась кровь, реками – слезы и пот.

АУДИО Куплет Мефистофеля «Люди гибнут за металл»

- именно про этот кровожадный металл. Кокой? Правильно, золото. Приглашаем следующую группу.

Учащиеся: Золото – металл красно-желтого цвета, мягкий, ковкий, пластичный, инертный. В сплавах обладает твердость, прочностью. Их 1 г золота можно изготовить проволоку длиной 800 м

Страшно, когда золото главенствует над человеком, когда люди ради кусочка золота готовы убить друг друга. Хорошо об этом написано в романах Дж. Лондона, Д.Н. Мамина –Сибиряка, поэме А.С. Пушкина «Скупой рыцарь».

Для ведения войн было необходимо много золота. Приведем интересные факты.

• В 1918 году Германия должна была уплатить победителям с каждой «немецкой души» 3000 долларов золотом.

• В 1943 г. датский физик, лауреат Нобелевской премии Нильс Хенрик Давид Бор, спасаясь от гитлеровских оккупантов, был вынужден покинуть Копенгаген. Но у него хранились две золотые нобелевские медали его коллег- немецких физиков –антифашистов Джеймса Франка и Макса фон Лауэ (медаль самого Бора была вывезена из Дании раньше). Не рискуя взять медали с собой, ученый растворил из в царской водке и поставил ничем не примечательную бутылку подальше на полку, где пылилось много таких же бутылок и пузырьков с различными жидкостями. Вернувшись после войны в свою лабораторию, Бор прежде всего нашел драгоценную бутылку. По его просьбе сотрудники выделили золото из раствора и заново отлили обе медали.

• В конце войны немецкое командование задумали припрятать часть золотого запаса Чехословакии. Эсэсовцы окружили банк и , угрожая служащим расстрелом, приказали сдать ценности. Через несколько минут ящики с золотом перекочевали в эсэсовские грузовики. Налетчики не подозревали, что в ящиках хранятся слитки «золота», предусмотрительно изготовленные директором монетного двора из…олова! Настоящее же золото осталось в тайниках дожидаться окончания войны.

Опыт 1 «Алхимическое золото»(демонстрация) 8г KI + 8г Pb(CH3COO)2. Образуется желтый осадок. Дать отстояться, слить раствор, к осадку добавить 10 мл 4% р-ра уксусной к-ты. Довести до кипения, добавить воду до тех пор, пока осадок не раствориться. Стакан с горячим раствором осветить лампой на фоне черного экрана. Выпали желтые кристаллы PI2

Учитель: К концу занятия мы поиграем в детективов. Отгадайте металлы о которых идет речь. По мере угадывания вывешиваются на доску карточки с хим. элементами металлов.

1.Войско Александра Великого (Македонского) двигалось с боями по странам Азии. Как только войска вступили на территорию Индии, среди воинов начались тяжелые желудочно-кишечные заболевания. После кровопролитных сражений и пышно отпразднованных побед весной 326г. Александр вышел к берегам Инда. Однако, победить главного своего врага – болезнь – «непобедимое» войско Александра не смогло. Воины, истощенные, обессиленные, отказались идти к берегам Ганга. Осенью 326 г.войска начали отступление. Интересно, что болели рядовые воины, а не военачальники. Лишь через 2250 лет причина болезни была найдена. Кто ее может назвать?

Предполагаемый ответ: Военачальнику полагался серебряный бокал, а воину из других металлов. Серебро, в очень малых дозах растворяясь в воде, убивает бактерии.

Это свойство серебра использовали еще жители Древнего Египта. Для лечения открытых ран они накладывали серебряные пластинки.

2.В книге АВалентинова «Металла огненный поток» есть такой занимательный рассказ. «В один из морозных зимних дней … Царила паника. Складской сторож, отставной солдат, доживающий век «при должности», обалдело привалился к штабелю ящиков и тупо глядел перед собой пустыми глазами. Даже его холеные бакенбарды и те обвисли…

Неподалеку 5 или 6 чиновников военного ведомства столпились вокруг открытых ящиков и, забыв про респектабельность, возбужденно размахивали руками. Да и было от чего прийти в волнение: на складе пропали…пуговицы. Да, да блестящие металлические солдатские пуговицы таинственным образом исчезли из ящиков. Мало того, что государству нанесен убыток, поскольку металл стоит немало, но сам факт случившегося внушал тревогу: сегодня злоумышленник похитил пуговицы, а завтра, глядишь, и оружие заберет

А этот злоумышленник оказался очень уж нахальным. Мало того, что выгреб все пуговицы , он еще, словно в насмешку, насыпал в ящик какой-то серый порошок. Нет, это был явно опасный тип. А олух-сторож имеет наглость уверять, что караулил исправно и не допускал к дверям склада никого из посторонних. И как теперь докладывать генералу, начальнику департамента, который потребует немедленно изловить похитителя»

Из какого же металла были изготовлены пуговицы и что с ними случилось?

Предполагаемый ответ: Пуговицы были из олова. Металл имеет две модификации (альфа и бета). «белое олово» (бетта) – серебристо-белый пластичный металл, «серое олово» (альфа) – металл сероватый, тусклый, непрочный. При морозе бета-олово переходит в альфа. Поскольку остановить процесс нельзя, его назвали «оловянная чума».

Верно, вспомните из истории, весь мир был потрясен трагической гибелью экспедиции Роберта Скотта, когда из-за того, что продукты хранились в оловянных бочках, погибли люди.

3. Данный металл использовании во время второй мировой войны не только в зажигательных бомбах, но и для защиты самолетов. Так, при отражении авиации на Гамбург операторы немецких радиолокационных станций обнаружили на экранах индикаторов неожиданные помехи, которые делали невозможным распознавание сигналов от приближающихся самолетов.помехибыли вызваны лентами из этого металла, сбрасываемыми с самолетов. При налетах на Германию было сброшено 20000т лент из этого металла.

Предполагаемый ответ: Алюминий

4. Учитель: Давайте посмотрим опыты, которые приготовили Ваши товарищи.

Опыт 1 «Горение магниевой лент»

Ученик: основным потребителем магния во время войны была авиация. Из него делали осветительные ракеты.

Опыт 2, 3 «Окрашивание пламени солями кальция и стронция»

Ученик: Во время ночных налетов на города пилотов ослепляли специально выбрасываемыми составами, содержащими соли кальция и стронция, как вы сейчас видели.

Опыт 4: «Взаимодействие лития с водой»

Ученик: Выделяющимся при данной реакции водородом заполняли аэростаты и спасательное снаряжение при аварии самолетов в открытом море. Добавка лития в щелочные аккумуляторы увеличивает их срок службы, что было важно для партизанов. Соединения лития использовались на подводных лодках для очистки воздуха.

Учитель: Спасибо за опыты, а теперь давайте послушаем сообщение

5. Ученик:

На войне применялись и такие металлы:

Бериллий – бериллиевая бронза использовалась в самолетостроении;

Титан – Сплав титана идет на изготовление танковой брони. В 1943 г. Гитлер приказал вступать в бой с советскими танками ИС-3 на расстоянии не более 1 км, т.к. состав был у брони такой, что его не могли пробить фашистские снаряды. Применяют титан и в радиотехнике.

Ванадий – из него изготовляли каски, шлемы, броневые плиты на пушках, бронебойные снаряды.

Хром – необходим для изготовления огнестрельных орудий, корпусов подводных лодок.

Кобальт – изготовление магнитных мин.

Вольфрам – изготовляют танковую броню, оболочки торпед и снарядов.

Германий – не было бы радиолокаторов.

Тантал – стратегический материал для изготовления радарных установок, передаточных радиостанций.

1. Заключительная часть (5 мин.)

Учитель: Человечество зачастую направляет свойства химических элементов против себя. То, что используется в мирных целях, несет и смертельную опасность для всех людей. Хотелось бы чтобы мощь прекрасной науки – химии – была направлена не на разработку нового оружия, а на решение глобальных общечеловеческих проблем.

Спасибо всем за выступление.

1. Рефлексия

Что Вам больше всего понравилось на уроке? Что не понравилось?

Какая группа выступила интереснее всего? Все участники получают положительные оценки.