Урок по химии в 9 классе

Тема: Фосфор и его соединения.  9 класс, химия. Цель: к концу урока учащиеся знают и записывают способы получения фосфора, его оксидов,  кислот. Знают историю открытия белого фосфора. Осознают важное биологическое значение фосфора в жизни человека, растений и животных, знают и называют фосфоросодержащие продукты питания.  Записывают химические свойства фосфора и его соединений, составляют уравнение качественного  определения фосфат – иона. I. Организационный момент. Проверка готовности класса к уроку. II. Проверка домашнего задания. Фронтальный опрос, письменное домашнее задание у доски. Изучение новой темы. Ход урока. Наш урок мне хотелось бы начать с небольшого рассказа (история открытия). Произошло это событие в 1669 году в немецком городе Гамбург. Человек по имени Хенниг  Бранд, некогда имевший солидное состояние, в один из дней обнаружил практически полную гео  растрату. В те времена очень многие проводили немало времени в поисках философского камня –  вещества, превращающего все другие металлы в золото. У немецкого купца Хеннига Бранда была  такая лаборатория и он решил поправить свои финансовые дела найдя филофофский камень. И вот, в  один из дней ему пришла в голову «счастливая» мысль провести опыт с собственной мочой. Он  прокалил ее в реторте без доступа воздуха, а сухой остаток он смешал с углем и прокалил. Ночью  совершенно случайно Бранд заметил, что новое вещество в виде белой пыли светится в колбе. Какое  новое на тот момент удалось получить Бранду? Правильно, речь идет о фосфоре, а именно о его  аллотропной модификации ­  белый фосфор Р4:                  4NaPO4 + 10C = P4 + 6Na2O + 10CO (уравнение на доске) Свойством белого фосфора светиться, Бранд немедленно воспользовался: он стал показывать новое  вещество как диковинку, продавал ее на вес золота и разбогател, а потом дорого продал свой секрет.  Конец «философскому бизнесу» положил английский химик Р.Бойль, который в 1680 году  опубликовал в научном журнале более простую и доступную методику получения фосфора. В 1771  году шведский химик К. Шееле дал способ получения фосфора из костяной золы, применявшейся в  промышленности вплоть до начала 20 века. Название элемент получил от греческих слов «фос»  ­ свет и «форос» ­ несущий (светоносный).    Фосфор – элемент жизни и мысли. А.Е.Ферсман Эпиграфом к нашему уроку я выбрала слова известного академика А.Ферсмана: «Фосфор –  элемент жизни и мысли». Эпиграф этот я выбрала не случайно, фосфор, действительно называют элементом мысли, т.к.  он играет немаловажную роль в жизни человека и растений. У взрослого человека около 86% фосфора находится в минеральной части костей и зубов.  Оставшийся фосфор распределяется в мышцах, органах, жидкостях, скелетной ткани, но особенно  много её в тканях нервных клеток и мозга. В среднем тело человека содержит около 1,5 кг фосфора,  из которых 1,4 кг приходится на кости, 130г содержится в мышцах и 12г – в нервной ткани Суточной нормой фосфора для взрослого человека считают 1600 мг, потребность у  беременных ­ 3000 мг, а у кормящих матерей 3800 мг в сутки (у детей она выше, чем у взрослых). Дневная норма фосфора для взрослого человека содержится в 130,0 г сыра, 12 яичных желтках, в 6  столовых ложках тыквенных семечек, 500,0 г мяса или рыбы, 400,0 г овсяных хлопьев. Принятый с  пищей фосфор попадает в кости уже через 4 ­6 ч. Продукты, содержащие фосфор  Бобовые (горох,  фасоль)  Кукуруза;  Дрожжи;  Сыр;  Отруби;  Молоко (цельное и  сгущенное)  Молочные продукты;  Желток яйца;   Сухофрукты; Рыба;  Чеснок;  Орехи;  Семечки тыквы;  Семечки  подсолнечника;  Мясо;  Домашняя птица. Фосфор правильно работает в присутствии кальция и витамина D, но кальция при этом должно  быть вдвое больше, чем фосфора. Важно не только абсолютное количество фосфора, но и  соотношение его с кальцием (в оптимальном варианте кальция должно быть в полтора­два раза  больше). При избытке фосфора может происходить выведение кальция из костей, при избытке  кальция — развиваться мочекаменная болезнь. Без фосфора не усваивается ниацин – витамин В3, необходимый для работы сердца и почек, обменных процессов, дыхания клеток и обеспечения их энергией, передачи нервных импульсов. Потребность в фосфоре повышается при физических нагрузках и недостатке белка, чрезмерном  употреблении сахара, приёме некоторых гормональных препаратов. Усвоению этого элемента  способствуют витамины  А, D и F, калий, а также железо, магний и кальций в сбалансированных  количествах.   Даже при достаточном поступлении фосфора с продуктами питания может возникнуть  дефицит этого элемента в организме. Это может быть вызвано нарушениями обмена веществ;  избытком в организме соединений магния, алюминия, кальция; потреблением большого количества  газированных напитков, типа Колы или Фанты; продолжительными или хроническими заболеваниями,  в том числе почек и щитовидной железы; отравлениями, в том числе наркотическими и алкогольными. У маленьких детей недостаток фосфора может возникнуть при искусственном вскармливании – это  чревато развитием рахита, человек ощущает слабость и общее недомогание. При дисбалансе фосфора  также могут проявляться всплески интеллектуальной активности, на смену которым приходит  нервное истощение. Такие люди могут активно реагировать на окружающее, а затем впадать в апатию  и депрессию. Кроме слабости и утомляемости, недостаток фосфора может выражаться снижением  внимания и аппетита, болями в мышцах и костях, частыми инфекциями и простудами, нарушениями  работы печени, серьёзными сбоями в обмене веществ, кровоизлияниями, патологическими  изменениями в сердце, остеопорозом и резким снижением иммунитета. При избытке фосфора может возникнуть почечнокаменная болезнь, поражается печень и  кишечник, развивается анемия и лейкопения – уменьшается содержание лейкоцитов; появляются  кровоизлияния, возникают кровотечения, костная ткань теряет кальций, а фосфаты, наоборот,  откладываются в костях. Потеря кальция приводит к быстрому развитию остеоопороза. При отравлении фосфором нарушается работа всей пищеварительной системы, печени, почек, сердца,  появляются геморрагии – мелкие кровоизлияния, в том числе и на сетчатке глаз.  Растения извлекают фосфор из почвы, а животные получают его с растительной пищей. После  отмирания растений и животных органические соединения, не усвоенные растениями, под действием  фосфоробактерий превращаются в неорганические – фосфаты. Так осуществляется круговорот  фосфора в природе. Этот круговорот нарушается при удалении соединений фосфора с урожаем  сельскохозяйственных культур. Недостаток в почве фосфора практически не восполняется  естественным путем. Поэтому необходимо вносить фосфорные удобрения. Рада сообщить вам о том, что наша Республика богата фосфороносными месторождениями.  Ина территории РК функционируют заводы по ее пераработке. Найдите, пожалуйста информацию об  этом в тексте параграфа     , страница      . Строение атома:        +15Р)))    1s2 2s2 2p6 3s2 3p3             285 Фосфор в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева находится в третьем  периоде, в пятой группе, в главной подгруппе и это неметалл. Фосфор – химический элемент. 1. 2. 3. Химический знак – Р. Аr (P) = 31 Валентность – переменная (III;V) 4. Нахождение в природе: только в виде соединений. Важнейшими его минералами являются  фосфориты, апатиты. Фосфор входит в состав растительных и животных белков. Содержание  фосфора в тканях мозга – 0,38%, в мышцах – 0,27%. 1.Химическая формула – Р. Фосфор – простое вещество. 2.Mr(Р) =31 3. М (Р) = 31г/моль 4. Физические свойства.  Фосфор образует несколько аллотропных модификаций: 1. Белый фосфор  ­ Р4 – бесцветное или желтое ядовитое вещество, нерастворимое в воде,  растворяется в органических растворителях, легкоплавок, летуч,  окисляется на воздухе,  поэтому его хранят под слоем воды,  светится в темноте. 2. Красный фосфор – порошок красно – бурого цвета, не ядовит, нерастворим в воде, в  органических растворителях, нелетуч. Возгоняется при сильном нагревании и, охлаждаясь,  превращается в белый фосфор. Черный фосфор – похож на графит, не растворим в воде, обладает  3. полупроводниковыми свойствами. Задание классу: Увас на столах наборы с реактивами. В чашке Петри находится красный  фосфор. Используя реактивы и текст раздаточного материала, заполните таблицу сравнения  аллотропных видоизменений фосфора. Сравнительная характеристика аллотропных модификаций фосфора. Красный Черный Признаки сравнения Белый Кристаллическая  решетка Физическое  состояние Цвет Запах Растворимость в воде Растворимость в орг.  растворителях Температура  воспламенения Свечение Действие на организм Комментарии по итогам работы. Проверьте себя (таблица выведена на слайд) Свойства Белый Красный Черный Кристаллическая  решетка Физическое состояние Воскообразное вещество Молекулы Р4 Атомная Слоистое строение Мелкие  кристаллические  пластинки Цвет От белого до светло­желтого От красного до  Чесночный Запах Растворимость в воде Не растворяется Растворимость в орг.  В спирте фиолетового Не имеет Не растворяется Не растворим Атомная Твердое слоистое  вещество Черно­серый Не имеет Не растворяется Не растворим растворителях Температура  воспламенения Свечение В темноте светится Действие на организм Очень ядовит! 0,1 г Самовоспламеняется при 50о С 250о С Не светится Не ядовит ­ ­ Не ядовит Вызывает сильные ожоги при  попадании на кожу. 4. Химические свойства. а) Фосфор – окислитель 1) Взаимодействие с металлами:     2P + 3Ca = Ca3P2 (фосфид кальция) б) Фосфор – восстановитель 1) Горение      4Р + 5О2 =2Р2О5 2) Взаимодействие с галогенами (при нагревании)     2Р + 5CI2 = 2PCI5 (при избытке галогена)     2Р + 3CI2 = 2PCI3 (при избытке фосфора) 3) Взаимодействие с серой     2P + 5S = P2S5     2P + 3S = P2S3 С водородом фосфор непосредственно не реагирует. Газообразный фосфин РН3 получают  косвенным путем, например:      Ca3P2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2PH3 Фосфин – фосфористый водород, ядовитый газ с чесночным запахом,       легко воспламеняется на           воздухе. Поэтому огни на болотах и свежих могилах – это не выдумка. В теплые темные ночи на свежих могилах наблюдаются бледно – голубоватые огоньки – «горит» фосфин. Это является  причиной редкого природного явления – «блуждающих огней», породивших суеверные рассказы о  душах умерших, вышедших из могил.       2РН3 + 4О2 = Р2О5 + 3Н2О 6. Получение. Белый фосфор получают восстановлением фосфата кальция с углем в присутствии  SiO2:     Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 = 2P + 5CO + 3CaSiO3 7. Применение  Белый фосфор используют при производстве термической фосфорной кислоты  Красный фосфор – как фосфорное удобрение длительного действия  Красный фосфор для изготовления полупроводниковых материалов  Красный фосфор применяют в производстве спичек Соединения фосфора. Оксид фосфора (V) 1.Р2О5 2. Mr(P2O5) = 142 3. M (P2O5) = 142г/моль 4. Физические свойства.   Р2О5 – белый порошок, очень гигроскопичен, растворим в воде. 5. Химические свойства а) Взаимодействие с водой      Р2О5 + 3Н2О = 2Н3РО4 б) Взаимодействие с основными оксидами     Р2О5 + 3СаО = Са3(РО4)2 в) Взаимодействие с основаниями      Р2О5 + 6NaOH = 2Na3PO4 + 3H2O 6. Получение     Р2О5  ­ получают сжиганием красного фосфора 7. Применение    Р2О5 – применяют как осушающее или водопоглощающее средство.     Многие органические вещества обугливаются при воздействии Р2О5 . При попадании на кожу может вызвать сильные ожоги. Ортофосфорная кислота. Н3РО4 используют для получения фосфорных удобрений, для создания защитных покрытий на  металлах, в фармацевтической промышленности, в органическом синтезе. Ортофосфорная кислота играет большую роль в жизнедеятельности животных и растений. Её остатки входят в состав аденозинтрифосфорной кислоты ­ АТФ, при разложении которой выделяется большое количество энергии. Остатки ортофосфорной кислоты входят так же в  состав рибонуклеиновых (РНК) и дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК). 1. Н3РО4 2. Mr(H3PO4) = 98 3. М (Н3РО4) = 98г/моль 4. Физические свойства     Н3РО4 – нелетучее, твердое, бесцветное кристаллическое вещество, растворима в воде. При  комнатной температуре 100% ­ ная фосфорная кислота может существовать как льдоподобное  вещество (так называемая ледяная фосфорная кислота). 5. Химические свойства а) Действие на индикаторы б) Диссоциация     Н3РО4 ==== Н+ + Н2РО­ 4 4 ==== Н+ + НРО­2     Н2РО­ 4     НРО­2 4 ==== Н+  + РО­3 4 в) Взаимодействие с основными оксидами     2Н3РО4 + 3Na2O = 2Na3PO4 + 3H2O г) Взаимодействие с основаниями     Н3РО4 + 3КОН = К3РО4 + 3Н2О д) Взаимодействие с солями     2Н3РО4 + 3СaCI2 = Ca3(PO4)2 + 6HCI e) Качественная реакция на фосфат ион (провести самостоятельно, исользуя предложенные  реактивы). Уравнение проделанной реакции записать в молекулярном и ионнном виде.     Реактивом на РО­3        К3РО4 + 3AgNO3 = Ag3PO4 + 3KNO3                                         (желтый осадок) 4 являются ионы серебра Ag+ Соли ортофосфорной кислоты      Дигидрофосфаты                    Гидрофосфаты                    Фосфаты       КН2РО4                                              К2НРО4                                           К3РО4 Соединения фосфора – обязательная составляющая растительных и животных организмов. В  растениях фосфор накапливается в семенах и плодах; в организме человека и животных  ­ в скелете,  мышечной и нервной тканях. Биологическое значение фосфора Обеспечение нормального роста костной и зубной тканей, а также последующее поддержание их  целостности в течение всей жизни человека. Обеспечение постоянного состава нуклеиновых кислот (ДНК, РНК, молекул хранящие и  передающие наследственную информацию, отвечающие за нормальное деление и рост клеток) В составе ферментов Р принимает участие в жировом обмене, синтезе и распаде гликогена и  крахмала. В составе фосфорной кислоты учувствует в мышлении, движении, дыхании , нормализует  белковый и углеводный обмен. Обеспечивает энергией все процессы жизнедеятельности в составе АТФ Вместе с белками и жирными кислотами фосфор образует высокоактивные соединения –  например, лецитин, необходимый для формирования клеточных и мозговых оболочек. Известно,  что лецитин в огромных количествах расходуется организмом при нагрузках, не только  физических, но и психоэмоциональных, поэтому без достаточного количества фосфора,  необходимого для его синтеза, наши клетки останутся незащищёнными. Соединения фосфора участвуют в поддержании кислотно­щелочного равновесия в организме, так  как входят в состав крови и других жидкостей; благодаря фосфору, могут образовываться  активные формы витаминов, так как он запускает необходимые для этого ферментные реакции. В соединении с азотом, жирными кислотами и глицерином образует фосфолипиды, которые  участвуют во всех физиологических процессах в организме. Подкисляет мочу и снижает вероятность образования камней в почках. Тест по теме "Фосфор и его соединения" Вариант 2 1.На последнем внешнем энергетическом  уровне у фосфора электронов: А. 3 Б. 4 В. 5 2. Низшая степень окисления у фосфора  равна: А. ­2 Б. ­5 В. ­3 3. Какие свойства у фосфора выражены  слабее: А. восстановительные Б. окислительные В. и восстановительные и  окислительные 4. Фосфор является окислителем в реакции с: 5. При взаимодействии H3РO4 с Nа2O,  получается: А. кислородом Б. натрием В. хлором А. 2Nа 3РO4 +2H2О Б. 3Nа 3РO4 +2 H2О В. 2Nа 3РO4 +3 H2О III. Закрепление, тестирование по вариантам: Тест по теме "Фосфор и его соединения" Вариант 1 1.Фосфор находится в группе номер: А. 3 Б. 4 В. 5 2. Высшая степень окисления у фосфора равна: А. +4 Б. +5 В. +3 3. Какие свойства у фосфора выражены сильнее: А. восстановительные Б. окислительные В. и восстановительные и окислительные 4. Фосфор является восстановителем в реакции с: А. кислородом Б. водой В. натрием 5. При взаимодействии H3РO4 с KOH, получается: А. К3РO4 +6 H2О Б. К3РO4 +3 H2О В. К3РO4 +4 H2О Подведение итогов, оценки,  д/з параграф 20 упражнение № 8,9. страница 96.