Конспект урока «Земное обличье звёздного металла» по химии для 9 класса

Тема урока «Земное обличье звёздного металла»

Цели: сформировать целостное представление о железе как металле, используя историко-искусствоведческую информацию, расширить кругозор учащихся на основе интеграции знаний из различных учебных дисциплин, пропагандировать бережное отношение к своему здоровью, совершенствовать навыки самостоятельной исследовательской работы.

Оборудование и реактивы: таблицы: «Гемм крови», «Железо в организме человека», «Содержание железа в продуктах питания». Макет книги. На демонстрационном столе: образцы минералов: магнетит, гематит, сидерит.

Девиз урока: «Железо не только основа всего мира, самый главный металл окружающей нас природы, оно - основа культуры и промышленности, оно орудие войны и мирного труда. И трудно во всей таблице Менделеева найти другой элемент, который был бы так связан с прошлыми, настоящими и будущими судьбами человечества».

А.Е.Ферсман

Ход урока.

(Звучит тихая музыка)

Учитель: О ты, Уко, бог великий!

Ты ведь правишь туч грозою,

Облаками управляешь,

Твердь воздушную раскрой ты,

Ниспусти ты град железный...

С такими словами обращался к главному богу герой карело-финского эпоса «Калевала». Внял Уко мольбам, «испустил он град железный, покрупней главы мужчины и поменьше лошадиной». Железо

Золото и медь и лунно-белое серебро сами блеснули человеку из недр Земли. Железо тысячелетиями было знакомо людям лишь в небесном обличье. Темные, ноздреватые куски камня, похожие на металл, падая прямо с неба, не плавились земным пламенем. Красные полосы небесного огня, рассекающие небесный небосклон, низводили их на землю. «Би-ни-пет» - небесный - одно из первых имён железа. Так называется этот металл на языке коптов - народа, живущего в Египте. «Зидейрос» - звёздный - называли его древние греки. «Небесной медью» считали железо шумеры. «Яркат» - капнувший с неба -ещё одно ныне забытое имя этого металла, данное ему в древности армянскими металлургами. Идея небесного железа долгое время владела умами. Среди богов Олимпа особым уважением пользовался хромой кузнец Гефест. А отчего он был хром? Да оттого, что Зевс однажды в гневе сбросил его с Олимпа на землю, и Гефест, падая на остров Лемнос, сломал ногу. Вслед за ним упала с неба на землю и его чудесная наковальня. Та самая, на которой бог-кузнец ковал божественные доспехи, оружие и украшения богам и героям Эллады. Гефест обучил кузнечному ремеслу всех жителей Лемноса, и они стали наилучшими в Греции кузнецами...

И так, ребята, нам сегодня предстоит познакомиться с этим божественным даром, камнем, который «капнул с неба» и изменил всю человеческую жизнь. Наш урок с вами будет представлять открытую книгу, листая страницу за страницей которой, перечитывая главу за главой, мы многое узнаем об этом чудесном металле и его соединениях. Книга называется «Земное обличье звёздного металла». Это и есть тема нашего урока.

Девизом нашего урока будут служить слова академика А.Е.Ферсмана (Зачитывается

девиз).

(На стене висит макет книги с листами.)

Учитель: Открываем первую страницу. Предисловие.

«Я хочу поразить читателя и нарисовать картину того, что было бы с человеком, если бы он вдруг узнал, что всё железо из поверхности Земли исчезло, и что его ниоткуда больше достать нельзя. Правда, он узнал бы это довольно решительным образом, ибо исчезли бы его кровать, распалась бы вся мебель, уничтожились все гвозди, обвалились потолки, и уничтожилась крыша. На улицах стоял бы ужас разрушения: ни рельсов, ни вагонов, ни паровозов, ни автомобилей, ни экипажей, ни решёток не оказалось бы, даже камни мостовой превратились бы в глинистую труху, а растения начали бы чахнуть и гибнуть без живительного металла. Разрушение ураганом прошло бы по всей Земле, и гибель человека сделалась бы неминуемой» А.Е.Ферсман.

Глава 1. (Сообщение учащегося)

Железо известно человеку примерно 5-6 тысяч лет. В древнем мире этот редкостный небесный металл ценился очень высоко и самое почтенное по возрасту изделие - это не оружие, не орудия труда, а ... бусы из прокованных пластинок метеоритного железа. Этим бусам не менее 6 тысяч лет! Их нашли в Египте, в поселениях раннего медного века. А носили эти бусы в те времена, когда в Египте ещё не было фараонов, - в III -VI тыс. до н.э. Но и в эпоху великих династий, во времена самых прославленных фараонов Древнего Египта железо оставалось драгоценным металлом. Сохранился папирус одного из фараонов с просьбой, обращенной к правителю хеттов - народа, жившего в Малой Азии, -поменять золото, которого в Египте «столько, сколько песка в пустыне», на железо. Железные кольца в далёкой древности ценились в 4 раза дороже золотых и в 7 раз дороже серебряных. Железную ось для колесниц, могли себе позволить только египетские фараоны. Из железа делали даже монеты - они существовали в Спарте в IX в. до н.э., позже в Греции, Японии (XVIII в.), Индии (до XIX в.), Китае (до 1915г.) и Афганистане (до 1962г.).

Железо наряду с золотом и серебром входило в состав дани, которую платили покорённые народы Ассирии в IX в. до н.э. Жёны богатых людей несли на себе чуть ли не целый пуд таких украшений. Туземцы почти до середины XIX в. считали железо дороже всех металлов. За десяток железных костылей в XVIII в. моряки на островах Полинезии получали десяток свиней. Один из вождей о. Таити, имея у себя два гвоздя, получал с них довольно значительный доход. Он ссужал эти гвозди для пробивания отверстий в тех случаях, когда другими способами это сделать не удавалось.

Учитель: Ребята, вы обратили внимание, что первая глава нашей книги не имеет названия. Какое название предложили бы вы? (Выбирается одно из наиболее удачных). Учитель: Перелистываем ещё одну страницу.

Глава 2. (Сообщение учащегося)

В каком же виде железо встречается на земле? На острове Диско у западного берега Гренландии встречены значительные скопления самородного железа. В месторождении Гренландии масса железа достигает нескольких тонн. Это единственное в мире месторождение самородного железа. Самородное железо блестит, как серебро или платина, ему присущи серебристо- серый цвет, ковкость, Высокая плотность, «тяжесть ощущается даже в самых маленьких осколках. Больше всего свежее самородное железо похоже на платину. Что значит «свежее»? Самородки железа в отличие от самородков благородных металлов, легко окисляются с поверхности и всегда одеты в чёрно-бурую «рубашку». Их истинный цвет можно увидеть лишь на свежем изломе. Отличается железо и сильными магнитными свойствами: стрелочка компаса сразу «оживает» в его присутствии. Но такого железа на земле очень мало: это не руда, а и в правду «драгоценный» по редкости минерал. И действительно были правы наши далёкие предки, назвав его небесным и звёздным: среди находок железа преобладают метеориты.

Самый большой, из известных, железный метеорит упал в Мексике. Суммарная масса его обломков - 100 с лишним тонн! Но и это не предел. На весь мир известна Чёртова долина в Аризоне (США) - кратер диаметром 12 000 м и глубиной 200м. Подсчитано, что масса упавшего сюда метеорита была около 10 млн. т!

Железо также обнаружено и на луне, причём в лунном грунте оно присутствует в самородном, неокисленном состоянии, что, очевидно, объясняется отсутствием атмосферы.

По запасам в земной коре железо занимает 4-е место среди всех элементов после кислорода, кремния и алюминия. Намного больше железа в ядре планеты, которое, по предположениям учёных, состоит из никеля и железа. Но это железо вряд ли станет доступным в обозримом будущем. В связи с этим важнейшим источником железа остаются залегающие на поверхности земли или небольших глубинах такие минералы, как магнетит Fе₃O₄, гематит Fе₂О₃, сидерит FeCO₃

Они составляют основу главных железных руд - магнитного, бурого, красного железняка. Больше всего железа - 72,4% - содержится в магнетите.

Учитель демонстрирует образцы минералов. Ученики дают название и этой главе.

Учитель: «А что будет, если брошу

Я в огонь железо это?

Положил кузнец железо,

Поместил в огонь горнила

И мехи привёл в движенье.

Трижды дуть их заставляет.

Расплавляется железо,

Размякает под мехами,

Точно тесто из пшеницы,

Иль для чёрных хлебов тесто,

Там, в огне кузнечном сильном,

В ярком пламени горнила.

Кузнец профессия древняя. Творением рук этих мастеров мы восхищаемся и поныне. Ещё в первые годы своего царствования Пётр I издал указ (читает один из учеников): «Всякому кованному и литому железу умножения искать, самим выпускать пушки, сабли, тесаки, копья, латы, проволоку... дабы то дело в Московском государстве прочно было».

Учитель: Перелистываем ещё одну страницу нашей книги.

Глава 3. (сообщение учащегося)

На Руси первыми кованными и достаточно широко распространёнными художественными изделиями, вероятно, были светцы (подставка для лучины, освещающей жильё). Со временем посредством художественной ковки было создано множество замечательных декоративных вещей: узорными решётками загораживали окна, украшали камины, фонари и многое другое К числу лучших образцов художественной ковки относятся решетки украшающие набережную и улицы Санкт-Петербурга. Их общая протяжённость 53 570м. К этому следует прибавить 10 830м литых чугунных решёток. Наиболее замечательная из них решётка летнего сада со стороны Невы, выкованная тульскими мастерами в 1771-1784гг. Для изготовления купола Исаакиевского собора в 1828 г. было израсходовано около 490 т железа, 990 т чугуна,49 т меди и 30 т бронзы. Собор

В старину из драгоценного металла в первую очередь делали оружие. Самым знаменитым был булат. Его родина Индия. Македонцы, вторгшиеся в эту страну в IX в. до н.э. были поражены исключительной твёрдостью мечей индийского войска. Именно из стали, оружейники Дамаска делали лучшие в мире клинки - «арабские», «турецкие». На территории нашей страны булатное оружие появилось в средние века. Самыми старинными и знаменитыми оружейными центрами в России считались уральский город Златоуст (изготовление сабель типа дамасских, в 1883 году П.П.Аносову удалось раскрыть тайну изготовления булатных мечей) и город Тула. Тульские оружейники плюс ко всему украшали своё оружие, шпаги кружевными узорами из огранённых стальных шариков..

Применение железа насчитывает уже много столетий, но настоящее вторжение железа в технику произошло на рубеже XVIII и XIX в. Железо - это металл, использование которого в промышленности и в быту не имеет пределов, основным конструкционным материалом современной техники является сталь. Сталь Заменить сталь полимерами, сплавами алюминия или другими металлами удаётся лишь в отдельных случаях. Без железа немыслима ни одна отрасль современной промышленности: кораблестроение, строительство железных дорог, машиностроение, строительное дело, военное дело. Широкое применение в н/х нашёл не только сам металл, но и его соединения: соли и оксиды.

Учитель: но не только техника нуждается в железе. Не будь его, на Земле не было бы жизни в привычных для нас формах: ведь этот элемент входит в состав крови почти всех представителей животного мира нашей планеты. Входя в состав железосодержащего пигмента гемоглобина, железо определяет красную окраску этого вещества, а также цвет крови. Когда этот факт был открыт в начале XIX в. французом Мери, это стало настоящей сенсацией, вызвало небывалый интерес общественности и стало даже причиной трагических случаев. Например, в истории медицины известен один такой печальный случай. Один студент-химик решил подарить своей возлюбленной кольцо, сделанное из железа собственной крови. Выпуская время от времени кровь, он пoлучал соединение, из которого химическим путём выделял железо. Однако юноша погиб, так и не собрав нужного для изготовления кольца количества железа. Что стало причиной гибели юного возлюбленного и почему он не смог набрать нужного количества железа для изготовления кольца?

Глава 4. Железо и здоровье человека.

Содержание железа в организме человека (масса тела 70 кг) составляет по некоторым данным около 3,5г. распределение железа в организме человека (в процентах от общей массы железа) показано в таблице 1.

Таблица1 Железо в организме человека (% от общей массы железа)

Возраст человека

Небольшая часть железа расходуется на рост покровных тканей организма - кожи и ногтей. Железо входит в состав пигмента, окрашивающего волосы (рыжие волосы содержат в 5 раз больше железа, чем любые другие). Основная масса железа находится в крови -эритроцитах. Эритроциты - красные кровяные клетки, главная функция которых заключается в осуществлении газообмена организма с окружающей средой, т.е. эритроциты переносят в организме кислород, поступающий при дыхании.

Источники поступления железа в организм человека

В организм железо поступает с пищей. Основные источники железа указаны в таблице 2. Чтобы железо было усвоено, оно подвергается сложнейшим превращениям. Влияет на усвоение железа и состав пищи. Витамин С и фруктоза (содержится в овощах, фруктах, соках, мёде) создают благоприятные условия для усвоения железа, т.к. образуют с ним хорошо растворимые соединения. Большую роль играют витамины группы В. Однако у железа кроме «друзей» имеются и «враги». «Враги» железа - это чай, кофе, молочные продукты и яичные белки. Чашка чая, выпитая во время еды, сократит усвоение железа почти на 2/3, поскольку при этом образуются труднорастворимые соединения. Если кофе выпит после приёма пищи, то организм недосчитается 40% железа, а если - 1 час до еды, он оставит железо в неприкосновенности. Если с железом у вас всё в порядке, то можно спокойно есть продукты, которые числятся во «врагах» железа. Если же нет, то необходимо изменить свой образ жизни.

Таблица 2

Содержание железа в продуктах питания (мг/100г)

Продукт

Суточная потребность железа - 5-10 мг, при физических нагрузках - больше.

Если с пищей поступает слишком мало железа или слишком велики его потери: возникает

заболевание железодефицитная анемия, или малокровие.

Для работы мозга требуется огромное количество кислорода, а при анемии мозг не получает его в нужном количестве. Чаще всего анемия развивается в подростковом возрасте, когда происходит период полового созревания. В этот период особенно нужно следить за питанием, чтобы оно было богато железом.

Учитель: Я хочу вам дать несколько практических советов: 1) чай содержит дубильную кислоту. Если смешать светлый настой чая с раствором железа, то он почернеет, т.к. дубильная кислота, содержащаяся в чае, в соединении с железом образует чернила. Вот почему нельзя заваривать чай в металлическом чайнике; 2) Для профилактики анемии хорошим средством является гематоген, препарат, изготовленный из бычьей крови.

Уходя с урока, вы можете захватить с собой кусочек этого профилактического средства.

Учитель: 5 главу книги составляют творческие работы наших учеников, которые сделают краткий обзор своей корреспонденции (ученики представляют свои газеты и очень кратко сообщают самые интересные факты, которые они осветили в газете).

Учитель: и, как бы подводя итог первой части нашей книги, давайте обратим внимание

на «Железный олимп» (плакат).

1 место: По получению и использованию человеком.

1. место: По разрушению от коррозии.

2. место: по содержанию в земной коре металлов - 4,65% (после алюминия).

3. место: По использованию, как орудие труда (после меди и бронзы).

4. место: По содержанию в земной коре среди всех элементов ( после кислорода, кремния, алюминия).

5. место: По содержанию в организме человека (от 4 до 7 грамм), после кальция (1 кг), калия (140г), натрия (100г), магния (19г).

5 место: По уровню токсичности (после ртути, свинца, кадмия и мышьяка).

Вот и дочитали мы первую часть нашей книги, закрыли последнюю страницу. Вторую часть книги об этом удивительном металле мы будем изучать на следующем уроке, а сейчас, ребята, я вас попрошу продолжить фразу: «Я сегодня на уроке узнал...»

Домашнее задание: §14, упр.5 (для всех). Индивидуальные: 1) Сочините свою историю о том, как железо попало на землю и о его земных приключениях. 2) Создайте рекламу бережного отношения к своему здоровью.

Подведение итогов урока.

Литература:

1. Ивченко Л.А., Макареня А.А. Валеология на уроках неорганической химии. Пособие для учителя. Химия (приложение к газете «Первое сентября») №24-25, 2000.
2. Добрынина Н.А Биологическая роль некоторых химических элементов. Химия в школе №2, 1991.

3. Т. Б. Здорик  Камень, рождающий металл: Кн. для учащихся, М. Просвещение 1984.

ЦОР: 1. http://school-collection.edu.ru/

2. http://img.trip-guide.ru/img/7957/9117.jpg