«Химическое путешествие по литературным просторам. УГЛЕРОД»
Урок - заключение в 9 классе по теме «Углерод» продолжительностью 2 учебных часа.
Открытый урок.
Цель урока.
Обобщить и систематизировать знания о характерных особенностях углерода и его соединений.
Углубить знания обучающихся, полученные из курса химии и биологии.
Развить самостоятельность работы с художественными произведениями, материалами периодической печати.
Продолжить формирование умений наблюдать, сравнивать, делать выводы, развивать познавательную активность обучающихся в работе.
План урока.
1. Углерод- химический элемент.
2. Физические свойства простых веществ - аллотропных модификаций углерода.
3.Химические свойства углерода.
4.Оксиды углерода, их действие на организм.
5.Угольная кислота и ее соли.
6. Значение соединений углерода.
Итак, наше химическое путешествие по литературным просторам начинается. Как в любом литературном произведении есть главные герои. Вот и мы сейчас определим нашего героя - путешественника.
Подсказка:
Удивить готов он нас —
Он и уголь, и алмаз,
Он в карандашах сидит,
Потому что он — графит.
Грамотный народ поймет
То, что это … .
(УГЛЕРОД)
Тема сегодняшней встречи «Углерод – основа всей жизни»
Герой наш определен. И не просто определен, известно, что Углерод - -основной элемент живой природы, хотя в природе его находится только 35%. В организме человека – около 20 %.
Во славу героя начнем с высокого поэтического слога, ода в честь УГЛЕРОДА
Шакуровой Надежды Владимировны
Углерод
Из элемента углерода
(В таблице он шестым стоит)
И были созданы природой
Алмаз, и уголь, и графит.
Алмаз - прозрачные кристаллы.
Он самый твёрдый минерал.
Алмазом можно резать скалы,
До блеска шлифовать металл.
Что бриллиантом называют?
Бриллиант - шлифованный алмаз.
Так ослепительно сияет,
Что завораживает нас.
Графит - совсем другое дело,
Другое вещество, точней.
Его с углём сравним мы смело,
Так легче суть познать вещей.
Не все сравнения удачны...
Нам повезло на этот раз:
Графит и уголь непрозрачны
И не сверкают, как алмаз.
Три вещества так непохожи -
Алмаз, и уголь, и графит.
Но что в них общего? Но что же
Три этих вещества роднит?
Все вещества одной природы,
И формула у них одна.
Все состоят из углерода,
И все - простые вещества.
Так аллотропия предстала,
Родство веществ обосновала:
Элементарный углерод
Три вещества простых даёт.
Графит ли, уголь ли сжигают
Или сверкающий алмаз,
А в результате получают
Всё тот же углекислый газ: (С + О2 = СО2)
Но углерод наш многолик. Какие же образы он принимает? (создать Кластер)
(Алмаз, графит, графен, фуллерен, карбин, поликомулен, лонсдейлит, нанотрубки). О каждом можно рассказать очень много интересного. ФУЛЛЕРИТ в полтора раза тверже алмаза.
ГРАФЕН – материал для печати органов. Проведена операция по печати участка кожи лежачему больному.
КАКОЙ ОБРАЗ БЛИЖЕ, КАКОЙ БОЛЬШЕ НРАВИТСЯ?
Остановимся на алмазе. ЭТО будет самая продолжительная наша экскурсия. Считается, что он один из самых прочных и твердых веществ, из минералов. Но чаще он ассоциирует с бриллиантами. А еще алмаз всегда считали символом непобедимости, силы и власти. Не случайно Наполеон всегда держал при себе крупный алмаз. Но от поражения в войне 1812 года он его не спас.
Если бы мы жили на Сатурне, НЕПТУНЕ, или Уране мы могли бы попасть под алмазный дождь. Они там бывают регулярно.
Но а нас не прольется сверху алмазный дождь и все алмазы у нас под землей.
А где добывают алмазы? Откроет эту тайну нам Иван Антонович Ефремов (1908-1972), советский палеонтолог, писатель-фантаст и социальный мыслитель, доктор биологических наук, автор историко-приключенческих повестей и научно-фантастических рассказов в книге «Лезвие бритвы»
«Южная Африка. Берег Скелетов. Так прозвали это место потому, что там было много кораблекрушений и пустыня: везде открытый берег и страшный прибой. И нет воды, на пятьсот миль пески. Это запретная страна, потому что на берегу находятся алмазы. А еще его прозвали «Берегом Алмазов и смерти». Здесь алмазы находятся в огромном количестве. Вся эта страна сделана запретной зоной, обнесенной проволокой высокого напряжения и охраняется постоянной стражей. Всякому, кто пожелает выехать из Намакваленда делают рентгеновское просвечивание и лишь после этого дают пропуск.»
(КАРТА МИРА)
«Южная Африка. Здесь находятся крупнейшие залежи алмазов. Здесь вспучиваются земные недра, залегающие под гранитной корой. Оттуда сквозь трещины пробиваются под гигантским давлением струи раскаленных и сжатых до предела газов, несущие драгоценные алмазы… Южно- Африканский материк весь пронизан алмазными трубами, как и похожий на него древний материк в центре Сибири»
И.А.Ефремов в произведении «Алмазная труба» рассказывает о разведке алмазов в Сибири: « Средне-Сибирское и Южно-Африканское плоскогорья обладают поразительно сходным строением. В Сибири геологи обнаружили месторождение алмазов. « Я измерил диаметр нашего холма», - сказал Чурилин.- Это алмазная труба не из маленьких, не меньше четверти километра в поперечнике»
(КАРТА РОССИИ)
Разведка и добыча алмазов была очень трудоемкой. Там же читаем.
«Люди рылись в земле, изредка уделяя время сну и еде, ожесточенно долбили кирками твердую и вязкую глину. Вечномерзлая почва плохо поддавалась, только огромные костры, разложенные в шурфах, заставляли ее уступать. Тогда на смену появлялся другой враг – вода. Стоит остановиться и мошка забирается под одежду, разъедает кожу. Комья глины выгребали руками в ведро, которое поднимали на веревке наверх.
Уже подходила к концу длинная осенняя ночь, когда Султанов крикнул: «Камни пошли! Один крупный есть, тащите!»
Султанов в последний раз встряхнул лоток и высыпал на листок чистой бумаги все, что осталось после промывки целой тонны желтой земли. На белом листе рассыпались разные мелкие кристаллы. А среди них, подобно кусочкам стекла, но все же не сходные с ним своим сильным блеском, выделялись мелкие кристаллы алмазов. Здесь были белые, чистой воды камни, были и покрытые шероховатой бурой корочкой. Некоторые кристаллы имели розовый или зеленый оттенок. Этот вид алмаза отличается необыкновенной даже для этого камня твердостью.»
!!!!! кстати, первая кимберлитовая трубка рядом с Удачным в Якутии была открыта женщиной- геологом Ларисой Анатольевной Попугаевой 21 августа 1954 года. В 70 годы оценили ее открытие. Назвали шахту ее именем, алмаз в 29 каратов, поставили памятник.
В честь ЖИРИНОВСКОГО назван алмаз
Давайте посмотрим работу современных карьеров (ВИДЕО) ДОЧЫЧА АЛМАЗОВ В ЯКУТИИ – Мирный .
(ФОТО)
В настоящее время есть большая потребность в алмазах
Для технических целей сейчас получают технические алмазы, но и в этих процессах воспроизводятся естественные условия – высокие температуры и давление, сырье для этого производства – графит.
Вопрос. Почему именно графит? В чем заключается сущность процесса?
Учащиеся объясняют, что при указанных условиях происходит перестройка кристаллической решетки графита. (15000 , 5 атм). Первый раз получил графит из алмаза Гитон де Морво в 1799 г. А до этого графит считался свинцовым блеском.
В 1797 г. английский химик С.Теннант после ряда экспериментов пришел к убеждению, что алмаз – чистейший углерод. Он сжег одинаковые количества алмаза и угля и убедился, что при этом образуются совершенно одинаковые объемы оксида углерода. Этим было доказано, что алмаз – некое видоизменение углерода.
КАК доказали, что алмаз и графит – модификации углерода?
Впервые алмаз был сожжен в 1694г при помощи большого зажигательного стекла (700-800). А В1751г французский король Франц 1 отдал свой алмаз для опытов по сжиганию, после чего эти опыты даже вошли в моду.
Залежи этих минералов находятся в Судетах, Карпатах, Татрах, а также в горных массивах Азии, Африки и обеих Америк. Ученые также разработали искусственный способ получения графита путем высокотемпературной термической обработки таких веществ, как антрацит, содержащих углерод.
Читаем в захватывающем романе Ж. Верна «Таинственный остров» : «Однажды Гедеон Спилет спросил:
-Не думаете ли вы, любезный Сайрес, что неизменному промышленному и техническому прогрессу рано или поздно придет конец?
- Чем же по, по-вашему, он будет вызван?
- Отсутствием каменного угля, который поистине является ценнейшим из полезных ископаемых.
- Согласен. Уголь – ценнейшее из полезных ископаемых, - ответил инженер. – и природа как будто решила доказать это, создав алмаз, ибо он, в сущности, не что иное, как кристаллический углерод.
- Не хотите ли вы сказать, мистер Сайрес, - что алмаз будут сжигать вместо угля в топках паровых котлов, что настанет день, когда все залежи каменного угля истощатся?
- Ну, ну залежи каменного угля еще так велики, что их не исчерпать и сотне тысяч рабочих, извлекающих из недр земли ежегодно сто миллионов квинталов угля.
- Без сомнения. Но когда европейские угольные копи истощатся, промышленность еще долго будут питать залежи угля в Америке и Австралии.
- Сколько же времени? – спросил Журналист
- По крайней мере двести пятьдесят – триста лет.»
КАРТА НСО УГОЛЬ
Известно с начала XIX века. В 1915 году проведены предварительные геологические изыскания. Первые промышленные разработки начинаются с 1930 года. Своё название месторождение получило по селу Горлово, вблизи которого находились самые известные копи, где крестьянские артели добывали высококачественный антрацит открытым способом. Уголь вывозили на предприятия горнодобывающего комплекса Южной Сибири.
В 1941—1945 годах антрациты бассейна использовались для выплавки стали.
Горловский угольный бассейн расположен на правобережье Оби в административных границах Новосибирской области в 100 км к югу от Новосибирска, на юге Искитимского района. Месторождения бассейна характеризуются повышенной угленасыщенностью[1]. Угли бассейна представлены антрацитами и отличаются высоким качеством: малозольные, малосернистые, высокоуглеродистые, с низким удельным электросопротивлением, высокой механической прочностью и термической стойкостью.
В 1980—1990 годах разрабатывались месторождения: Листвянское (шахта), Горловское и Ургунское (разрезы).
С 2005 года антрациты Горловского бассейна используются в основном как заменитель кокса в доменном производстве; при пылеугольном вдувании; в производстве агломератов железной руды; железорудного окатыша; электродов.
Следующий этап нашего путешествия начнем вместе с Владимиром Федоровичем Одоевским (1803 – 1869).
Отрывок из его сказки «Мороз Иванович», где он упоминает об одном интересном специфическом свойстве угля.
«…между тем Рукодельница воротится, воду процедит, в кувшин нальет, да еще какая затейница: коли вода не чиста, так свернет лист бумаги, наложит в нее угольков да песку крупного насыплет, вставит ту бумагу в кувшин, да нальет в нее воды, а вода-то, знай, проходит сквозь песок да сквозь уголья и капает в кувшин чистая, словно хрустальная…».
Вопрос. Какие методы очистки воды использует рукодельница?
Отмечают методы очистки веществ – фильтрование, адсорбция (поглощение газообразных или растворенных веществ поверхностью твердого вещества).
О КАКОМ СВОЙСТВЕ УГЛЯ ИДЕТ РЕЧЬ? Почему древесный уголь, а не каменный?
Вы помните, что древесный уголь после нагревания без доступа воздуха сохраняет тонкопористое строение древесины и имеет большую поверхность
(ОПЫТ АДСОРБЦИИ)
ШУНГИТ (сообщение учащегося)
Следующее направление нашего путешествия – оксиды углерода, так как одно из наиболее очевидных свойств угля – горение. Именно оно позволяет нам не замерзать в холод. Сколько оксидов может образовать углерод?
Опять обратимся к В.Ф.Одоевскому и его «Морозу Ивановичу»
« …а я затем в окошки стучусь,- отвечал Мороз Иванович,- чтобы не забывали печей топить, да трубы вовремя закрывать, а не то, ведь я знаю, есть такие неряхи, что печку истопить истопят, а трубу закрыть не закроют, да не вовремя, когда ещё не все угольки прогорели, а оттого в горнице угарно бывает, голова у людей болит, в глазах зелено, даже и совсем от угара помереть можно».
А в рассказе А.К. Дойла ( сэр А́ртур Игне́йшус Ко́нан Дойл — английский писатель ирландского происхождения, автор многочисленных приключенческих, исторических, публицистических, фантастических и юмористических произведений, по образованию врач) «Случай с переводчиком» можно прочитать о печальном случае в жизни грека переводчика.
«На третьем этаже оказалось три двери, и стоны, то пронзительные, то переходящие в глухое бормотание, звучали за средней. Распахнув дверь, Холмс ворвался во внутрь, но тут же выбежал, держась за горло. «Угарный газ!» – крикнул он. Мы заглянули в комнату. Тьму рассеивало только тусклое голубое пламя, мерцавшее в небольшом медном треножнике, который стоял в центре. На полу лежал круг неестественно-синеватого света. Из открытой двери потянуло ядовитым дымом. Мы стали кашлять и задыхаться. Холмс вбежал в комнату, поднял оконную раму и швырнул медный треножник в сад. В доли секунды мы добрались до отравленных и выволокли их в холл. Оба они были без сознания, с синими губами, опухшими лицами, выкаченными глазами.»
Вопросы. Что случилось? Оксид углерода(II) – сильный яд! Противогаз не спасает. Чем это объясняется? Какова первая помощь при отравлении угарным газам?
Как образуется угарный газ? (уравнение)
Как избавиться от него? (уравнение)
Где применяется, какая польза от него? В доменных печах, при производстве Металлов, сильный восстановитель.
В романе А. Конан Дойла «Маракотова бездна» есть эпизод, когда исследователи морских глубин терпят катастрофу и их батискаф остается на дне океана.
«Жить нам оставалось совсем недолго. Воздух был тяжелый, спертый. Он был так пропитан углекислотой, что живительная струя сжатого кислорода с трудом выходила из баллона. Встав на диван, можно было глотнуть чистого воздуха, но отравленная зона поднималась все выше и выше. Доктор Маракот безнадежно сложил руки и опустил голову на грудь. Сканлэн, отравленный углекислотой, вдруг сполз на пол. У меня кружилась голова. Я закрыл глаза и стал терять сознание.».
Вопросы. О каком состоянии говорится в тексте? Назовите физические свойства углекислого газа, перечисленные в тексте.
!!!!!!Не поддерживает дыхание, тяжелее воздуха, не поддерживает горение.
ОПЫТ. 1. Горение свечей в стакане. (уравнение)
Углекислотные огнетушители
2. Но, как доказывает жизнь, нет правил без исключения. Магний, металл, горит в углекислом газе. Поэтому, если в вашей машине есть магниевые детали, не используйте углекислотный огнетушитель.
Горение магния в углекислом газе (из любого правила есть исключение)
Чем можно поглотить углекислый газ? предложите возможный поглотитель газа или
3. Поглощение углекислого газа известковой водой (Что мы выдыхаем?)
Записывают уравнение реакции: Ca(OH) 2 + CO2 = Ca CO3 + H2O
Именно гидроксид кальция был применен в кислородных аппаратах закрытого типа, используемый альпинистами в Гималайском высокогорье. Кроме того, изолирующие противогазы пожарных, шахтеров, военных обязательно имеют аналогичный поглотитель для отработанных продуктов дыхания.
Какие еще свойства углекислого газа вы знаете? Где применяются?
Растворяется в воде, получение газировки, сухой лед
Новый поворот в нашем путешествии – соли угольной кислоты.
Одно из самых распространенных и знакомых в повседневной жизни – это CaCO3. (МЕЛ, МРАМОР, ИЗВЕСТНЯК, ЯИЧНАЯ СКОРЛУПА, ракушки, накипь, жемчуг)
Карьеры его известны в Искитимском районе. Шипулинский, Абрашинский. Месторождения разрабатываются с 1929 г., что и послужило рождению г Искитима. Запасы рассчитаны на 100 лет. Здесь добывали мрамор 25 расцветок. С ними связаны довольно печальные страницы прошлого. Это каторжные работы и лагеря ГУЛаГ в годы репрессий. (С1929-1956гг) Когда приговоренные узнавали, что их отправляют в Сибирь, молились, чтоб только не в Искитим. Почему? CaCO3 буквально за полгода забивал все органы дыхания, кожные покровы и, образуя гидроксид, разъедал ткани.
Искитимским мрамором отделана одна из станций московского метрополитена, а также станции Новосибирского метро.
Ну а мы о более высоком, о жемчуге
Обратимся к Генри Хаггарду и его роману «Клеопатра».
«Она засмеялась и велела рабу принести в прозрачном стеклянном кубке немного уксуса. Уксус принесли. Она вынула из уха одну из огромных жемчужин… и… отпустила жемчужину в уксус. Наступило молчание, потрясенные гости, замерев, наблюдали, как несравненная жемчужина медленно растворяется в крепком уксусе. Вот от нее не осталось и следа, и тогда Клеопатра подняла кубок, покрутила его, взбалтывая уксус, и выпила весь до последней капли. «Еще уксусу, раб!» - воскликнула она. И вынула жемчужину из другого уха»
Вопрос. Объясните растворение жемчужины, запишите необходимое уравнение реакции, принимая во внимание, что ее основу составляет карбонат кальция
Опыт. 1) Растворение ракушки в уксусной кислоте.
2) Растворение яичной скорлупы в кислоте
7. Вот и конечный пункт нашего путешествия. Подведем итог вместе с И.А. Ефремовым и его романом «Звездные корабли».
Читаем: «Строение живых существ не случайно. Во-первых, единство материи Вселенной доказано – всюду и везде девяносто два основных элемента, как и на нашей Земле. Доказана общность химических и физических законов во всех глубинах мирового пространства. А если так, то, - Давыдов стукнул кулаком по столу, - живое вещество, состоящее из наиболее сложных молекул, в основе своей должно иметь углерод – элемент, способный образовывать сложные соединения.
Во-вторых, основа жизни есть использование энергии излучения Солнца, использование наиболее распространенных и эффективных химических кислородных реакций.»
8.Кроме уже рассмотренных соединений элемент углерод входит в состав органических веществ. Углерод, по сути - Основа всей живой природы, всей нашей жизни. А литература есть ее отражение.
«Учитесь и читайте. Читайте книги серьёзные. Жизнь сделает остальное (Ф. Достоевский)».
А в жизни, не раз уже говорили нет деления на физику, химию, литературу, все в едином объеме.
Но не нужно забывать, что без химии не было бы живой природы. И неживой тоже. Как определил Михаил Иванович Бармин:
«Химия- жизнь, а жизнь- химия! (М.И. Бармин)
РЕФЛЕКСИЯ.
А теперь давайте – Ваше мнение!!! Какое у вас впечатление? Захотелось ли что либо почитать? Может ли быть скучная наука интересной?
Что нового для себя открыли?
Мнение об уроке.
116
200 580 
