Методическая разработка (открытый урок) на тему : "Суд над азотом"

Учитель химии Дадаева Д.Х.

Тема урока: «Суд над азотом».

 

«Нет жизни без азота, ибо он

является непременной составной

частью белков».

Д. Н. Прянишников

 

Тип урока: закрепление материала.

 

Вид урока: сюжетно-ролевой с элементами драматизации.

 

Цель урока: Расширить и углубить знания учащихся по теме «Азот», развивать у них интерес к химии; умения и навыки работы с дополнительной литературой.

Задачи урока:

Образовательные:

1.    Закрепить физические и химические свойства азота.

2.    Раскрыть сущность названия элемента.

3.    Рассмотреть роль азота для жизни растений и в жизни человека.

 

Развивающие:

1.    Развивать химический язык.

2.    Развивать умение сравнивать и сопоставлять факты и делать выводы.

3.    Развивать воображение

 

Воспитывающие:

1.    В ходе урока вести экологическое воспитание.

2.    Раскрыть значение работ учёных-химиков для дальнейшего развития науки и производства.

3.    Повысить культуру поведения, отношений, речи.

 

Методы и методические приемы:

1.    Постановка учебного спектакля.

2.    Выполнение презентаций.

3.    Составление конспекта (заранее заготовленный план).

 

Подготовка к уроку:

Заранее дать детям задание найти материал по теме. Вместе с детьми отобрать материал, который будет использован на уроке.

 

Организация места проведения урока

1.    Повесить перед уроком на дверь вывеску «Зал судебных заседаний. Тихо!! Идет судебный процесс над гражданином Азотом.

2.    Организовать в кабинете места для: судьи, подсудимого, ответственного секретаря, прокурора, защитников. Выполнить таблички.

3.    Организовать место для выступающих.

Оборудование:

Бихромат аммония; спиртовка; спички; пробирки; штатив; химические ложечки.

 

Методы и методические приёмы:

1.    постановка учебного спектакля;

2.    демонстрация опытов;

3.    конспектирование материала учениками;

4.    подготовка учениками творческих работ и выступление с ними.

 

План урока.

1.    Вступительное слово учителя о целях урока и его содержании.

2.    Создание игровой ситуации: представление судьи, секретаря, прокурора, адвоката, свидетелей и присяжных.

3.    Выступление свидетелей защиты и обвинения.

4.    Выступление адвоката и прокурора.

5.    Совещание присяжных, вынесение приговора с обоснованием.

 

 

Ход урока.

 

(Звенит звонок. Вводят полицейские подсудимого .)

(Стражники вводят азот. Идя по залу, он причитает: « Не виноват я! Не виноват я!» На груди азота, так же у каждого участника карточка, на которой написаны химический знак, название элемента, порядковый номер и относительная атомная масса).

 

Секретарь:

Подсудимого и полицейского прошу занять свои места. Прошу всех встать, суд идёт! (Заходит судья)

Судья:

Здравствуйте! Уважаемые дамы и господа! Вы будете свидетелями необычного химического судебного процесса, на котором нам предстоит решить, вреден или полезен для общества подсудимый «азот». Бытует мнение, что азот – БЕЗЖИЗНЕННЫЙ, БЕЗДЕЯТЕЛЬНЫЙ И БЕСПОЛЕЗНЫЙ. Нам с вами предстоит развеять это сомнение или с ним согласиться

Судья:

Заседание суда прошу считать открытым. Прошу всех сесть. Сегодня слушается дело № 304 о преступлениях азота против человека.

Обвиняемый – Азот.

Дата рождения – 1772.

Место рождения – Эдинбург. Шотландия.

Происхождение – известен древним цивилизациям.

Ближайшие родственники – Окиси азота, Азотная кислота Аммиак..

Характер – бесцветный, невидимый, невкусный, без запаха.

Род занятий – жизненно важный элемент.

 

Подсудимый обвиняется в злонамеренном ухудшении здоровья человека, возникновении многих заболеваний.

Присяжным для вынесения объективного приговора необходимо выслушать показания свидетелей защиты и обвинения.

Адвокат, ваш подзащитный признаёт себя виновным?

Адвокат:

Нет, мой подзащитный себя виновным не признаёт.

Судья:

Азот, встаньте, пожалуйста. Вы признаёте свою вину?

Азот:

Нет, не признаю.

Судья:

Расскажите о себе.

Азот:

1.    Порядковый № 7.

2.    Относительная атомная масса – 14

3.    Строение атома: (+7) 1S² 2S² 2P³

4.    Происхождение: существует две точки зрения: а) от санскритского «азот» –«безжизненный»,(а-нет, зоэ -жизнь;

б) другие кладут в основу от греческого названия – «нитрогениум», означавший «рождающий селитру».

Пять знаменитых химиков XVIII в. дали мне неметаллу, который в виде простого вещества представляет собой газ и состоящего из двухатомных молекул, пять разных имен.

В 1772 году шотландский химик, ботаник и врач Даниел Резерфорд назвал меня «ядовитым воздухом».

В 1772 году английский химик Джозеф Пристли - «дефлогестированным воздухом».

В 1773 году шведский химик-аптекарь Карл Шееле - «испорченным воздухом».

В 1774 году английский химик Генри Кавендиш - «удушливым воздухом».

В 1776 году французский химик Антуан Лавуазье - «безжизненным воздухом».

Обращаясь к адвокату:

Каково содержание азота в атмосфере? (78%)

Почему же азот называют «безжизненным»?

(Непригодный для дыхания. Азот не ядовит, а просто инертен. В его атмосфере можно погибнуть не от отравления, а вследствие отсутствия кислорода).

 

Судья:

Спасибо, займите своё место. Слово предоставляется прокурору.

Прокурор:

Уважаемый суд! Уважаемые свидетели! Поводом к нашей сегодняшней встрече послужило безобразное поведение азота в окружающей среде. Примеров тому предостаточно и в прошлом, и в настоящем.

Знакомство человека с этим элементом состоялось несколько тысячелетий назад. Упоминания о сочащейся из горных пород коричневой либо чёрно-бурой маслянистой жидкости со специфическим запахом встречаются в трудах древних историков и географов – Геродота, Пиутарха, Страбона, Плиния старшего. Наибольшее широкое применение в древности нашли тяжёлые нефти – твёрдые либо вязкие вещества, которые сейчас называют асфальтами (битумами) и нефтью. Византийцы обстреливали вражеские корабли смесью нефти и серы как зажигательными снарядами. Это грязное оружие вошло в историю под названием «греческий огонь» или «каменное масло». В состав «греческого огня» входили: битум или нефть, а также неметалл – «Азот». Этот неметалл в природе находится в свободном состоянии, не поддерживает дыхание и горение, входит в состав всех живых организмов. Посмотрите, какие у азота отрицательные свойства. Именно при его участии пострадало большое количество народа.

Судья:

Прошу суд в качестве свидетеля пригласить – историка.

( Каждый свидетель, подходя к столу, кладёт правую руку на учебник химии и произносит клятву: «Клянусь великим Менделеевым говорить правду, и только правду, и нечего кроме правды. И пусть меня покарает химический закон, если я солгу).

Историк

История его рождения дошла до нас с XVIII века. Впервые о нем заговорил как «о постоянном, или удушливом воздухе» английский химик Даниэль Резерфорд в 1772 году. В это же время молодой шведский аптекарь Карл Вильгельм Шееле назвал этот элемент, извлеченный из воздуха, - «дурным воздухом, обратите внимание: не каким-нибудь, а «дурным»!!! И, наконец, знаменитый французский химик Антуан Лоран Лавуазье назвал этот газ «безжизненным». И не без основания, уважаемые господа присяжные заседатели! Данный газ испытывали на лабораторных мышах. Через некоторое время в выделенном газе гибли, представьте себе, умирали мучительной смертью несчастные лабораторные мышки! Так что не случайно имя этого газа Азот, что в переводе с греческого означает «безжизненный»! Это доказано экспериментально, документально и дошло до наших дней в виде исторических документов.

В России в XVIII-XIX вв. ни один элемент не имел столь многочисленных названий, как азот: нечистый газ, удушливый газ, септон, мофитический воздух, огорюченный воздух, селитрород, гнилотвор, смертельный газ, нитроген, испорченный воздух.

 

Судья:

Спасибо, присядьте! Слово предоставляется Химику.

В свободном состоянии азот существует в виде двухатомной молекулы N₂. Как мы уже слышали сегодня неоднократно.

Азот – бесцветный газ не имеющий запаха и весьма мало растворимый в воде. Он немного легче воздуха.. Относительная молекулярная масса воздуха 29, а азота 28. Кипит жидкий азот при –195,8°С, а затвердевает в снегообразную массу при –210°С. Наиболее характерные степени окисления: -3, -2, -1, +2, +3, +4, +5, 0

Химические свойства

при обычной температуре азот реагирует только с литием: 6Li + N2= 2Li₃N (нитрид лития)

с остальными металлами реагирует при высоких температурах: 3Mg + N2= Mg_ЗN₂; (нитрид магния)
2Аl + N₂ = 2АlN. (нитрид алюминия0

Реагирует c водородом (500 °C, kat, p):

N2+ 3H₂ = 2NH_З, здесь азот также окислитель.

При высокой температура (электрическая дуга, 3000–4000 °C) взаимодействует с кислородом воздуха: N₂+ O₂ = 2NO (в природе – во время грозы). Затем окисляясь дальше образуется NO2 –это и есть след молнии.

Судья: значит смерть людей от молний –это рук нашего азота?

А ,как, же получается азот? Что нам расскажет и покажет технолог? .

Секретарь: Приглашается в зал суда технолог

Технолог

В промышленности азот получают путем сжижения воздуха с последующим испарением и отделением азота от других газовых фракций воздуха. Полученный азот содержит примеси благородных газов (аргона).

2. В лаборатории получают чистый азот термическим разложением нитрата аммония:

( NH₄)₂ Cr₂O₇ = Cr₂O₃ + N₂ + 4H₂O

Техника безопасности.

Остерегаться попадания на кожу дихроматов – эти вещества вызывают аллергию и являются канцерогенными.

Азот применяется для синтеза аммиака,

·         получения удобрений, взрывчатых веществ,

·         для создания инертной среды в электротехнике,

·         наполнения электрических ламп накаливания

·         и свободного пространства в ртутных термометрах

·         в медицине, а также для заполнения теннисных мячей.

·         Создание инертной атмосферы

·         Жидкий азот применяется также в охладительных системах.

Что можно сказать о химической активности азота? (для азота характерна инертность или малая химическая активность – это обусловлено строением его молекулы. Чтобы разрушить молекулу азота, необходимо затратить очень большую энергию – 954,6 кДж/моль. Без разрушения молекулы азота в химическую связь не вступит).

Какие свойства азота лежат в основе применения?

(Имея низкую температуру кипения и являясь инертным веществом, жидкий азот широко применяется в холодильных установках в качестве хладагента. Инертность, нетоксичность и невзрывоопасность жидкого азота позволяет использовать данное вещество в пищевой промышленности и во многих других сферах деятельности. Так, жидкий азот широко применяется в криотерапии и косметологии, позволяя достигать высоких результатов в лечении многих заболеваний.

Секретарь :Просим пригласить в качестве свидетеля – врача.

Судья:

Спасибо. Заслушаем следующего свидетеля врача.

Азот – один из элементов-органогенов (т.е. из которых в основном состоят все органы и ткани), массовая доля которого в организме человека составляет до 2,5%. Азот является составной частью таких веществ, как аминокислоты 

(а, следовательно, пептидов и белков), нуклеотиды, гемоглобин, некоторых гормонов и медиаторов.

Азот необходим для процессов обмена веществ. Все важнейшие части клеток (цитоплазма, ядро, оболочка и др.) построены из белковых молекул.

Белки – необходимая составная часть питания человека и животных.

Из организма азот выводится вместе с мочой, калом, выдыхаемым воздухом, а также с потом, слюной и волосами.

Отсутствие или недостаток соединений азота в пище вызывает серьезные заболевания. Избыток их токсичен для живого организма.

Последствия дефицита азота

·         Многочисленные расстройства, отражающие нарушения обмена белков, аминокислот, азотсодержащих соединений и связанных с азотом биоэлементов (дистрофия, отеки, различные иммунодефициты, апатия, гиподинамия, задержка умственного и физического развития и пр.).

Секретарь: Просим пригласить в качестве свидетеля – агронома.

Судья:

Спасибо. Заслушаем следующего свидетеля –агронома.

Агроном

Растения поглощают азот из почвы в виде растворимых нитратов и солей аммония (NH₄⁺). Соли транспортируются в стебли и листья, где в процессе биосинтеза очень быстро превращаются в аминокислоты и белки – неотъемлемую часть любого живого организма.

Азот составляет 0,3–4,5% от массы растения. Он усиливает рост стеблей и листьев. При недостатке азота замедляется рост растения, образование хлорофилла, листья приобретают бледно-зеленую окраску и преждевременно желтеют, стебли становятся тонкими и слабо ветвятся, вновь образующиеся листья мельчают, цветки, не раскрываясь, засыхают и опадают. При длительном азотном голодании бледно-зеленые листья приобретают желтый, оранжевый или красный оттенки.

Нормальное азотное питание повышает продуктивность растений

Это определяет возраст растения и его органов, уровень снабжения углеводами, перемещения продуктов синтеза, обеспечения фосфором, серой, калием, кальцием и микроэлементами. При усиленном азотном питании улучшается качество урожая кормовых культур и увеличивается содержание белка в зерне

Секретарь: Просим пригласить в качестве свидетеля – микробиолога.

Судья:

Спасибо. Заслушаем свидетеля – микробиолога.

Микробиолог

Во время разряда молний некоторое количество азота и кислорода в атмосфере соединяются с образованием оксидов азота. Они растворяются в воде, образуя разбавленную азотную кислоту, которая образует нитраты в почве.

Атмосферный азот под действием особых бактерий превращается в нитраты. Некоторые из таких бактерий присутствуют в почве, другие в узелках корневой системы клубеньковых растений (бобовые).

Нитраты также вносятся в почву в форме удобрений. Растения усваивают нитраты из почвы через корневую систему. После смерти растений и животных их белки разлагаются, образуя соединения аммония. Эти соединения превращаются гнилостными бактериями в нитраты, которые остаются в почве и азот, который возвращается в атмосферу.

Все эти процессы являются составными частями круговорота азота в природе

Могут ли быть опасными соединения азота в организме?

Наиболее опасно, когда азот поступает в значительных количествах в организм человека в составе токсичных веществ, например, нитратов и нитритов. Особенно опасны нитриты, которые образуются при избыточном внесении селитры в почву. Они разлагаясь, образуют нитриты –канцерогенные вещества.

Судья:

Спасибо. А чем следствию могут помочь соседи азота.

Бор:

Японские специалисты металловеды разработали и получили нержавеющую сталь, которая умеет сама себя «лечить». Если поверхность детали из такой стали подверглась износу, достаточно нагреть её в вакууме и она снова готова к работе. В чём же секрет? В эту сталь введены добавки бора и азота. Они образуют на поверхности очень прочную плёнку нитрида бора.

Сера

    Химик синтезировал оранжево-жёлтые кристаллы нитрида неметалла Э4N4 и решил изучить его свойства. Поручив лаборанту растереть кристаллы в порошок, он ушёл по делам. А лаборант решил, что лучше всего растирать вещество ударами пестика. Недолго думая, он так и сделал. Раздался взрыв, а самого умельца обсыпало с ног до головы жёлтым порошком. Собрав этот порошок, лаборант скрыл от химика случай взрыва. Удивлённый химик обнаружил, что свойства нитрида ничем не отличаются от свойств исходного вещества «Э».

    Какие вещества в данном случае скрываются за символом «Э»?

    Ответ: «Э» – азот и сера. При ударе нитрид серы S4N4 распадается на серу и азот.

 

Судья:

Слово предоставляется свидетелям защиты.

Свидетель защиты: У азота очень много положительных качеств.

Азот применяется для синтеза аммиака,

·         получения удобрений, взрывчатых веществ,

·         для создания инертной среды в электротехнике,

·         наполнения электрических ламп накаливания

·         и свободного пространства в ртутных термометрах)

·         в медицине, а также для заполнения теннисных мячей.

·         Создание инертной атмосферы

·         Жидкий азот применяется также в охладительных системах.

Несмотря на свою внешнюю непривлекательность, азот широко применяется:

1.    в криохирургии; ( во время чемпионата по футболу в этом году применялся неоднократно)

2.    в охладительных системах (Т=   -1920С);

3.    но у водолазов –при работе на больших глубинах может возникать «азотный наркоз» («кессонова болезнь») (-).

Криотерапия — лечение холодом. В последние годы криотерапия активно применяется и в спорте. Инертность азота активно используется и в пищевой промышленности. В хранилищах и упаковках с атмосферой из чистого азота продукты могут храниться очень долго

Иногда азот используется при разливе пива вместо традиционной углекислоты. Однако специалисты говорят, что его пузырьки меньше, и такое газирование подходит не всем сортам пива. . В камеры самолётных шасси в целях пожарной безопасности закачивают азот. Азот — эффективнейшее средство пожаротушения. Обычные пожары им тушат очень редко — газ сложно оперативно доставить к месту пожара в городе, и он быстро испаряется на открытой местности. А вот в шахтах метод тушения пожара вытеснением кислорода азотом из горящей выработки используется часто. Оксид азота I, более известный как закись азота, используется и как средство для наркоза, и как вещество, улучшающее работу двигателя автомобиля. Он не горит сам, но хорошо поддерживает горение.

Оксид азота II — это очень ядовитое вещество. Тем не менее, в небольших количествах он присутствует во всех живых организмах. В теле человека окись азота (так чаще называют это вещество) вырабатывается для нормализации работы сердца и предотвращения гипертонии и инфарктов. В ходе этих болезней для стимуляции выработки окиси азота используют диеты, включающие в себя свёклу, шпинат, рукколу и другую зелень. Нитроглицерин (сложное соединение азотной кислоты с глицерином), таблетки которого сердечники кладут под язык, и сильнейшая взрывчатка с таким же названием, это действительно одно и то же вещество. Вообще подавляющее большинство современных взрывчатых веществ изготавливается с использованием азота. . Азот также критически важен для производства удобрений. Азотные удобрения, в свою очередь, имеют огромное значение для урожайности растениеводства. В трубочке ртутного термометра находятся серебристая ртуть и бесцветный азот. Азот обнаружен не только не Земле. Атмосфера Титана — самого большого спутника Сатурна — почти полностью состоит из азота. Водород, кислород, гелий и азот — вот четвёрка самых распространённых во Вселенной химических элементов.

Судья: А что нам может дополнить работник ТоАза

Основное применение азота идет на получение аммиака. Без азота здесь никак не обойтись. Аммиак при обычных условиях – газ с резким и неприятным запахом. Аммиак ядовит! При 20⁰C в воде растворяется 700л аммиака. Полученный раствор называют аммиачной водой. Из-за такой растворимости аммиак нельзя собирать и хранить над водой.

Аммиак – активный восстановитель. Такое свойство у него за счёт атомов азота, имеющих степень окисления «-3». Восстановительные свойства азота наблюдаются при горении аммиака на воздухе. Так как для азота наиболее устойчивая степень окисления – 0, то в результате этой реакции выделяется свободный азот.
Если в реакции горения использовать катализаторы (платину Pt и оксид хрома Cr₂O₃), то получают оксид азота.
4NH₃ + 5 O₂ - 4NO + 6H₂O
Аммиак может восстанавливать металлы из их оксидов. Так реакцию с оксидом меди используют для получения азота.
2NH₃ + 3CuO - 3Cu + N₂ + H₂O

Аммиак обладает свойствами оснований и щелочей. При растворении его в воде образуется ион аммония и гидроксид-ион. При этом соединения NH₄OH – не существует! Поэтому формулу аммиачной воды лучше записать, как формулу аммиака!
Основные свойства аммиака проявляются также и в реакциях с кислотами.
NH₃ + HCl - NH₄Cl (нашатырь)

Получение аммиака в лабораторных условиях производят из смеси твёрдого хлорида аммонии (NH₄Cl) и гашенной извести. При нагревании интенсивно выделяется аммиак.
2NH₄Cl + Ca(OH)₂ - CaCl₂ + 2NH₃ + 2H₂O

В промышленности на ТОАЗе получение аммиака связано с прямым его синтезом из простых веществ. Как уже отмечалось, источником азота служит воздух, а водород получают из воды или природного газа (метана).
3H₂ + N₂ - 2NH₃ + Q

Применение аммиака

Аммиак относится к числу важнейших продуктов химической промышленности, ежегодное его мировое производство достигает 150 млн. тонн. В основном используется для производства азотных удобрений (нитрат и сульфат аммония, мочевина), взрывчатых веществ и полимеров, азотной кислоты, соды (по аммиачному методу) и других продуктов химической промышленности. Жидкий аммиак используют в качестве растворителя.

В холодильной технике используется в качестве холодильного агента (R717)

В медицине 10% раствор аммиака, чаще называемый нашатырным спиртом, применяется при обморочных состояниях (для возбуждения дыхания), для стимуляции рвоты, а также наружно — невралгии, миозиты, укусы насекомых, обработка рук хирурга. При неправильном применении может вызвать ожоги пищевода и желудка (в случае приёма неразведённого раствора), рефлекторную остановку дыхания (при вдыхании в высокой концентрации).

Какие свойства проявляет аммиак при нагревании? ( При нагревании аммиак проявляет восстановительные свойства. Так, он горит в атмосфере кислорода, образуя воду и азот).

Может ли аммиак отрицательно влиять на организм человека? ( Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы)