НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА В ДОМАШНЕМ ХОЗЯЙСТВЕ

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Лицей №9 имени А.С.Пушкина Зеленодольского муниципального района Республики Татарстан»

Номинация: естественные науки

«НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА В ДОМАШНЕМ ХОЗЯЙСТВЕ»

(11 класс)

Учитель химии высшей квалификационной категории

Чугунова Светлана Александровна

Тема: НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА В ДОМАШНЕМ ХОЗЯЙСТВЕ

(Урок химии в 11 классе гуманитарного профиля по учебнику

Е.В. Савинкиной, Г.П. Логиновой)

Цели:

1. Познакомить учащихся с кислотами, основаниями, солями, применяемыми в домашнем хозяйстве. Сформировать представление о химических свойствах, присущих всем кислотам, основаниям, солям. Рассмотреть применение неорганических веществ, относящихся к разным классам, в качестве пигментов.

2. Продолжать вырабатывать навык составления обменных уравнений и окислительно-восстановительных реакций с участием солей.

3. Сформировать представление учащихся о воздействии препаратов бытовой химии на окружающую среду. Показать связь свойств веществ, используемых в домашнем хозяйстве, познакомить с правилами их хранения и применения.

«Широко распростирает химия

руки свои в дела человеческие».

М.В. Ломоносов.

Оборудование:

FeCl₃, CuSO₄, NiSO₄, CrCl₃, CoSO₄, Na₂HPO₄, KMO₄, Na₂SO₃, H₂SO₄, NaOH.

1. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

В быту мы встречаемся с самыми разными и по назначению, и по составу, и по внешнему виду веществами. На первый взгляд кажется, что все они нам хорошо знакомы. Но такая уверенность опасна именно тем, что мы перестаем быть осторожными с химическими препаратами.

Для того чтобы правильно пользоваться теми или другими веществами, необходимо иметь общее понятие о них, знать их свойства, способы приготовления, область применения и правила обращения с ними.

Среди неорганических веществ, используемых в быту, встречаются соли, кислоты, основания, оксиды, простые вещества. Сегодня на уроке познакомимся с наиболее часто встречающимися неорганическими веществами в домашнем хозяйстве.

Класс разделить на 4 группы (представляющих кислоты, оксиды, соли и основания). Учащимся заранее было дано задание повторить свойства классов неорганических веществ, изучить химический состав имеющихся в доме препаратов бытовой химии и подготовить дополнительный материал об этих веществах.

Представитель от каждой группы схематично показывает химические свойства, соответствующие данному классу неорганических веществ.

Кислоты

Кислоты могут быть газообразными, жидкими или твердыми. Все они имеют кислый вкус, взаимодействуют со щелочами и основными оксидами, образуя соли и воду. Большинство кислот растворяют металлы или разрушают их поверхность, поэтому их нельзя хранить в металлической посуде. Они вредно воздействуют на организм человека и животных. Кислоту, попавшую на одежду или тело, смывают большим количеством воды или нейтрализуют нашатырным спиртом, а разлитую по какой-либо поверхности собирают известью, мелом, содой или золой. Кислоты хранят в хорошо закрытой стеклянной посуде.

Соляная кислота растворяет многие металлы (железо, цинк, олово, медь и другие), с водой смешивается в любых пропорциях. Применяется для чистки фаянсовых и эмалированных раковин, ванн, умывальников, в виде слабого раствора используется для вы­ведения пятен от чернил и т. д. Разрушает хлопчатобумажные, льняные и искусственные шелковые ткани, при попадании на кожу вызывает ожоги.

Соляную кислоту применяют для удаления ржавчины с неметаллических поверхностей.

Если средство для удаления ржавчины содержит ингибиторы, то его можно применять и для металлических поверхностей. Но чаще для удаления ржавчины с металлических поверхностей используют ортофосфорную кислоту.

Кислоты удаляют накипь.

Серная кислота (купоросное масло) разрушает большинство металлов, ткани; многие органические вещества (сахар, крахмал, дерево, хлопок, шерсть и другие) при воздействии на них серной кислотой обугливаются и разрушаются. Эта кислота применяется для осушения окон в зимнее время, для приготовления аккумуляторной жидкости. При приготовлении растворов обязательно льют серную кислоту в воду, а не наоборот, иначе можно получить сильные ожоги.

Азотная кислота в быту находит применение только в виде разбавленного раствора для чистки изделий.

Борная кислота - бесцветные кристаллы или блестящие чешуйки. Применяют в производстве эмалей, при пайке и сварке металлов, в медицине, а также при подкормке комнатных растений.

Основания

Все щелочи - это твердые, хорошо растворимые в воде вещества. Мылкие на ощупь, очень едкие, они оказывают сильное разъедающее действие на большинство соприкасающихся с ними материалов, например, стеклянную и фарфоровую посуду. Наоборот, посуда из никеля, железа и пластмасс не разрушается щелочами. Щелочи энергично поглощают влагу из воздуха и расплываются. Разрушают кожу, обувь, шерсть, шелк, и поэтому при работе с ними рекомендуется надевать резиновые перчатки и предохранительные очки. Попавшую на руку или одежду щелочь необходимо немедленно смыть водой, затем пораженное место смочить разбавленным раствором какой-нибудь кислоты (лучше уксусом или раствором борной кислоты) и вновь промыть водой. Наиболее употребимы в быту следующие щелочи:

Едкий натр (каустическая сода, каустик) - твердые гранулы белого или слегка желтого цвета. Хорошо растворяется в воде. Необходим для очистки минеральных масел с различных изделий и в незначительном количестве для стирки белья.

Гашеная известь (гидроксид кальция) - белый аморфный порошок. Используется при ремонте квартир, в строительстве.

Суспензия Ca(OH)₂ в воде называется «известковое молоко». Этот раствор используют для побелки. Свойство гашёной извести твердеть под действием углекислого газа воздуха применяют в строительстве. Известь входит в состав штукатурных и кладочных растворов бетона и кирпича.

Нашатырный спирт (водный аммиак) - бесцветная жидкость с острым запахом. Выпускается в виде 25-процентного раствора аммиака в плотно закупоренной стеклянной посуде. NH₄OH – нашатырный спирт (NH₃·H₂O – гидрат аммиака, или гидроксид аммония).

Имеет характерный резкий запах. Используют в качестве моющего средства при стирке, при мытье окон, т.к. имеет щелочную среду.

Применяется для стирки шерсти (вместо соды), для удаления старой масляной краски, лака, пятен от масел, жиров, смолы, молока, кофе, плесени.

Используется для чистки изделий из серебра.

Нейтрализует кислоты:

Используют в медицине.

Соли

В быту используются различные соли. В чистом виде все они являются твердыми кристаллическими веществами.

Соль поваренная (столовая соль, хлорид натрия) в природе распространена в виде каменной соли, а также вырабатывается из морской и озерной воды. Применяется в качестве приправы, как консервирующее средство для пищевых продуктов, древесины, кожи и т. д., при стирке и окраске тканей, а также как адсорбирующее средство при выведении свежих пятен на тканях.

Без соли не могут жить люди и животные, она необходима для приготовления почти всех блюд. Взрослому человеку для поддержания нормальной жизнедеятельности необходимо получать 8 - 10г соли ежесуточно. Недостаток соли (как, впрочем, и ее избыток) пагубно сказывается на здоровье. Соль содержится в слюне, желудочном соке, наличие соли в крови обеспечивает необходимое осмотическое давление, от которого зависит нормальная жизнедеятельность клеток живого организма.

Полагают, например, что массовая гибель наполеоновских солдат, особенно раненных, при их отступлении из Москвы была обусловлена нехваткой поваренной соли в пище.

У древних народов нередко бывали войны из-за соляных источников, а некоторые народы Африки платили когда-то за соль золотым песком. У римлян ни одно жертвоприношение не обходилось без соли. А римские легионеры времен Цезаря часть жалования получали солью. Крестоносцам в средние века тоже часто платили не золотом и серебром, а солью. Соль заменяла деньги во многих странах, В Китае в XVIII веке, как свидетельствует Марко Поло, из каменной соли изготовлялись и сами монеты. И даже в

1927 г, в Эфиопии, по свидетельству академика Н.И. Вавилова, соль еще заменяла крупные деньги, а красный перец - мелкие.

У всех народов соль - символ гостеприимства, верности, радушия. Хлебом-солью встречают самых дорогих гостей. И наоборот, просыпать соль означало по древним поверьям навлечь на себя гнев богов. Каждый человек употребляет в год 3 - 3,5 кг соли. Можно подсчитать, что все жители нашей планеты в год расходуют примерно 17 млн. тонн хлорида натрия, который можно перевезти поездом длиной примерно 5000 км.

По поверьям соль обладает способностью помогать человеку во всех его делах, спасать от бед и напастей: начиная день, проглоти ее кристаллик - жди удачи.

На пирах у киевского князя соль ставили в золотой посуде лишь на стол, где сидели князь и его приближенные. А гости попроще с княжеского пира уходили «не солоно хлебавши».

Сода (крабонат натрия) бывает кристаллическая и кальцинированная. Последняя с примесью сульфата натрия (глауберовой солью) употребляется в качестве стиральной соды. Она смягчает воду, обезжиривает шерсть, чистит посуду, ванны, раковины и т.д. Ее следует хранить в сухом месте, так как это вещество поглощает влагу и слипается в твердые комки.

Сода питьевая (гидрокарбонат натрия) - белый порошок с солоноватым вкусом, хорошо растворяется в воде. Выпускается двух сортов - техническая и медицинская. Медицинская употребляется в хлебопечении, при приготовлении различных напитков. Она также обязательно должна быть в домашней аптечке, так как ее растворы используются для полоскания полости рта при про­студных заболеваниях, протирания мест укуса насекомыми, ожогов кислотой. Техническая же сода используется для наполнения огнетушителей, при стирке шерстяных и шелковых тканей для смягчения воды.

Поташ (карбонат калия) - белый порошок, хорошо раство­римый в воде. Во влажном воздухе расплывается, поэтому его хра­нят в плотно закупоренных банках. Служит главным образом для стирки сильно загрязненных хлопчатобумажных тканей (вместо соды).

Гипосульфит натрия (тиосульфат натрия) - крупные бес­цветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Употребляется в фотографии, а также для удаления с тканей пятен ляписа и йода. Иногда его называют антихлором, так как он хорошо удаляет ос­татки хлора после отбеливания тканей хлорной известью.

Гипохлорит натрия (жавель) служит для отбеливания белья, обесцвечивания хлопчатобумажных и льняных окрашенных тканей. Его готовят в домашних условиях смешением растворов соды и хлорной извести. Для отбеливания применяют отстоявшийся про­зрачный раствор, который сохраняет свои свойства в течение 10-15 суток, если находится в стеклянной закрытой посуде в прохладном затемненном месте. Раствор гипохлорита разъедает кожу, поэтому работать с ним нужно в резиновых перчатках.

Выделение хлора и кислорода связано с отбеливающим и дезинфицирующим действием гипохлоритов. Но при использовании средств можно получить отравление хлором.

Хлорная известь - белый порошок с характерным запахом хлора. Широко применяется для отбеливания хлопчатобумажных и льняных тканей, в качестве дегазационного и дезинфицирующего средства.

Иногда его называют антихлором, так как он хорошо удаляет остатки хлора после отбелки тканей хлорной известью.

Алюмокалиевые квасцы - бесцветные кристаллы. Употребляются в качестве протравы при крашении.

Глауберова соль (сульфат натрия) - кристаллы. Широко используется при крашении изделии.

Тринатрийфосфат (фосфат натрия) - кристаллы белого или светло-желтого цвета. Служит для смягчения воды, для удаления масел и жиров с одежды и машин, для мытья стекол и неокрашенных полов, а также для стирки белья.

Бура (тетраборат натрия десятиводный) - белый кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде. Выпускается как техническая бура, так и пищевая. Она нужна при крахмалении белья, в борьбе с тараканами. Ядовита.

Применение солей в быту связано с их разнообразными химическими свойствами, включая отношение к воде. Взаимодействие воды с солями называют гидролизом.

Соли слабых кислот и сильных оснований добавляют в стиральные порошки, т.к. они создают щелочную среду в растворе.

NaOH - усиливает моющие свойства. Но необходимо избегать попадания сточных вод в водоемы и поливать водой после стирки растения, т.к. в загрязненных водоемах вымирают многие живые организмы, наносится непоправимый ущерб рыбному хозяйству, а растения могут погибнуть.

Соли Fe²⁺ и Cu²⁺ вызывают разрушение белков, поэтому их соли используют в качестве ядохимикатов

Соли сильных кислот и слабых оснований применяют для травления металлов, удаления оксидов с поверхности металлов при паянии. Их нельзя хранить в металлической посуде.

Низкая химическая активность ярко окрашенных веществ позволяет использовать их в качестве пигментов (лат. «краска»).

Природные пигменты: охра (смесь гидроксида железа и глины), железный сурик (оксид железа (III)), карбонат кальция.

Сейчас чаще применяют искусственные пигменты: цинковые и титановые белила, черная сажа и т.д.

В качестве неорганических пигментов используют простые вещества (C, Al, Zn) и сложные (ZnO, Fe₂O₃, TiO₂, Al(OH)₃, Fe(OH)₃, соли).

Пигменты защищают от коррозии. Некоторые пигменты очень устойчивы (Cr₂O₃), поэтому краску, содержащую этот оксид, используют для внешних работ. Среди пигментов есть термостойкие (CdS), светящиеся (ZnS), меняющие цвет в зависимости от температуры (гидратированный ортофосфат кобальта).

Краски производят на водной (акварель или гуашь) или масляной основе.

Акварель полупрозрачна, гуашь содержит белила. Темперные краски состоят из пигмента и эмульсии. Масляные краски из пигмента и растительного масла.

Загрязнение атмосферы вызывает разрушение многих пигментов.

Сероводород в воздухе приводит к потемнению старинных картин. Для их восстановления используют пероксид водорода:

Без красок наш мир был бы серым. Поэтому человек всегда стремился найти способ разукрасить действительность. В доисторические времена краски получали из цветной глины и растертых в порошок минералов. Чем богаче и сложнее делалась жизнь, тем больше цветов требовалось, чтобы запечатлеть ее.

Живопись на скалах.

Пещерные жители рисовали на камнях то, что их окружало: бегущих животных и охотников с копьями. Для наскальной росписи в пещере Ласко (Франция) использовалась природная смесь минералов - охра (от греч. ochros - "желтый"). Осиды и гидроксиды железа придавали ей красноватый или желтый цвет. Темные оттенки получали, добавляя к охре черный древесный уголь. Первобытные художники замешивали свои краски на животном жире, чтобы они лучше держались на камне. Красной охрой, по цвету похожей на кровь, покрывали перед погребением тела усопших. Сейчас об этой древней традиции нам напоминает современное название красного железняка - гематит (от греч. haima -"кровь"). Средневековые художники тоже готовили краски сами, смешивая порошки пигментов и жиры. Такие краски нельзя было хранить дольше одного дня, так как при контакте с воздухом они окислялись и затвердевали. Работать с ними было сложно: более темные краски с большим содержанием угля высыхали гораздо медленнее, чем оттенки с большим содержанием охры. В эпоху Возрождения у каждого мастера был свой рецепт разведения красок: одни замешивали пигмент на яичном белке - так делали итальянцы Фра Анджелико (1387-1455) и Пьеро делла Франческа (ок. 1420-1492). Другие предпочитали казеин (молочный белок, применявшийся для фресок уже в римских храмах). Фламандец Ян ван Эйк (ок. 1390-1441) ввел в обиход масляные краски. Он научился накладывать их тонкими слоями. Эта техника лучше всего передавала пространство, объем и глубину цвета. Поначалу с маслом не все получалось гладко. Гак, расписывая стену трапезной миланского монастыря Caнта-Мария делле Грацие, Леонардо да Винчи (1452-1519) попробовал смешать масляную краску с темперой (краской на основе разведенного в воде яичною желтка). В результате его "Тайная вечеря" начала осыпаться уже при жизни мастера...

Цвет небесный

Некоторые краски долгое время оставались баснословно дорогими. Синюю краску ультрамарин получали из ляписа, который везли из Ирана и Афганистана. Этот минерал стоил так дорого, что художники использовали ультрамарин лишь в исключительных случаях, если заказчик соглашался заплатить заранее. В 1704 году немецкий химик Дисбах пытался усовершенствовать красную краску, но вместо этого получил синюю, весьма похожую на ультрамарин. Ее назвали "берлинская лазурь". Этот пигмент был в 10 раз дешевле натурального ультрамарина. В 1802 году француз Луи-Жак Тенар изобрел краску под названием "кобальтовая синька", которая еще лучше заменяла ультрамарин. И только через 24 года химик Жан-Батист Жиме получил "французский ультрамарин", полностью аналогичный натуральному. Искусственные красители были существенно дешевле натуральных, но было одно "но": нередко они вызывали аллергию.

Ядовитая красота

Многие пигменты, использовавшиеся с давних времён (соединения свинца, мышьяка, кадмия) опасны для здоровья. ядовитые пигменты заменяют экологически безвредными.В 1870 году международное общество красильщиков решило выяснить, какие краски вредят здоровью. Оказалось, что никакие, кроме одной: изумрудно-зеленой. Ее делали из смеси уксуса, окиси меди и мышьяка. Этой краской были покрашены стены в доме Наполеона на острове Святой Елены. Многие исследователи полагают, что он умер, отравившись парами мышьяка, которые исходили от обоев. Раньше ядовитых красок было больше: мышьяк входил в киноварь ("желтое золото"), а свинец - в красно-оранжевый сурик. Сегодня палитра искусственных красок очень широка. Но, как ни странно, спрос на натуральные пигменты стремительно растет (в год на 5,5 %). В 2005 году мировой объем их производства составит 111 миллионов килограммов. Скорее всего, это связано с протестами экологов: фабрики, где делаются искусственные красители, очень загрязняют окружающую среду.

На любой вкус

Специалисты заметили, что существует своеобразная мода на краски. Какого цвета будет наше будущее? Это решает не слепой случай, а мировая экономика. В период промышленного спада люди предпочитают глухие, тусклые оттенки, а когда экономика на подъеме, лучше продаются яркие краски. "Цветовой" прогноз маркетологов на ближайшие годы довольно оптимистичен. Он гласит, что будет расти спрос на насыщенно-красный, нежно-розовый, бледно-зеленый и неоново-желтый.

1. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

1 группа

Получение пигментов

FeCl₃,

CuSO₄,

NiSO₄, + Na₂HPO₄

CrCl₃,

CoSO₄,

Малорастворимые ортофосфаты каких элементов используют в качестве пигментов?

2 группа

Провести реакцию и уравнить окислительно-восстановительное уравнение с помощью электронного баланса. Сосчитать сумму коэффициентов.

3 группа

Провести реакцию и уравнить окислительно-восстановительное уравнение с помощью электронного баланса. Сосчитать сумму коэффициентов.

4 группа

Провести реакцию и уравнить окислительно-восстановительное уравнение с помощью электронного баланса. Сосчитать сумму коэффициентов.

1. ЗАКРЕПЛЕНИЕ ЗНАНИЙ

1. Для приготовления краски кусочек малахита растёрли в порошок и случайно поставили ступку на горячую плитку. Как изменилась окраска пигмента?

1. Какого цвета, судя по названию аурипигмент?

(жёлтый – от слова «золото»)

1. Объясните название химического элемента №24

(«хром» в переводе с греческого – «краска». На основе соединений хрома готовится несколько художественных красок разного цвета)

1. Как изменяется масса масла, содержащегося в масляных красках при вдыхании?

(увеличивается, т.к. процесс окисления сопровождается поглощением кислорода из воздуха)

1. В 1845 году немецкий врач Бульрих обнаружил, что раствор, содержащий всего 1 чайную ложку питьевой соды (5 грамм) в стакане воды (200 грамм) способен избавить от изжоги. Рассчитать массовую долю гидрокарбоната натрия в указанном растворе.

2. Представьте себе картину солнечного заката по стихотворению Валерия Брюсова, написанному в 1905 году:

Жёлтым шёлком, жёлтым шёлком

По атласу голубому

Шьют невидимые руки

К горизонту золотому

Ярко пламенным осколком

Сходит солнце в час разлуки

Тканью празднично-пурпурной

Убирает кто-то дали,

Расстилая багряницы,

И в воде жёлто-лазурной

Заметались, заблистали

Красно-огненные птицы

Подберите минеральные краски, с помощью которых можно нарисовать этот пейзаж.

Д/З Подготовить дополнительный материал об органических веществах, имеющихся в домашнем хозяйстве.