Субота, 21.10.2017, 06:02
Вітаю Вас Гість | RSS

Сайт учителя хімії Видай Олени Василівни

Меню сайту
Статистика

Онлайн всього: 1
Гостей: 1
Користувачів: 0

Нітрати й ортофосфати

 

ТЕМА УРОКУ: "Нітрати й ортофосфати. Нітратні й ортофосфатні добрива. Запобігання негативному впливу нітратів на організм людини. Раціональне використання добрив та проблема охорони природи"

 

МЕТА УРОКУ: Закріпити знання учнів про загальні власти­вості солей, способи їх одержання на прикладі нітратів і фосфатів. Обговорити проблеми забруднення харчових продуктів хімічними речовинами на прикладі нітратів. Ознайомити із загальними властивостями мінеральних добрив та їх класифікацією. Стисло охаракте­ризувати найважливіші нітратні й фосфатні добрива, показати їх значення в народному господарстві. Визначити роль Нітрогену й Фосфору в живих організмах. Розглянути кругообіг Нітрогену в природі

ХІД УРОКУ

І.        Організація класу.

Перевірка присутності і готовності учнів до уроку. Відповіді на запитання учнів.

ІІ.       Мотивація уроку.

Ми вже вивчили з вами елементи го­ловної підгрупи п'ятої групи. Два з цих елементів, зокрема Нітроген та Фосфор, є «елементами життя». Вони входять до складу тканин живих орга­нізмів, і тому повинні складати осно­ву живлення тварин і рослин.

ІІІ.      Повідомлення теми, мети уроку.

Сьогодні на уроці мова піде про властивості, значення та використання макро- та мікродоб­рив та їх вплив на організм і оточуюче середовище. Епіграф:                             

 „Земля – не вічна благодать. Коли далекого нащадка

 ти пустиш в світ з котомкою, їй буде нічого подати.”

IV.      Актуалізація знань.

Диктант.

1.      Напишіть формули: аміаку, нітратної кисло­ти, нітроген (IV) оксиду, калій нітрату, амоній хлориду, амоній нітрату, амоній фосфату, нітроген (II) оксиду.

2.      Виберіть нітрати, назвіть їх: HCl, HNO3, Mg(NO3)2, NaNO3, NaCl, NH4NO3.

Відповіді біля дошки.

1.      Одержіть трьома способами нітрат кальцію.

2.      Де більше міститься N (нітрогену) – у NaNO3 чи Mg (NO3)2?

3.      Запишіть формули Нітроген (ІІ) і Нітроген (ІV) оксиду. Вкажіть їх фізичні властивості. Доведіть за допомогою рівнянь реакцій, що один із них солетворний, а інший ні.

4.      Запишіть формули Нітратної кислоти. Вкажіть її фізичні властивості. Доведіть за допомогою рівнянь реакцій, що вона може проявляти властивості, схожі до інших кислот, а також специфічні.

V.      Вивчення нового матеріалу.

1. СОЛІ НІТРАТНОЇ КИСЛОТИ –  НІТРАТИ

Одноосновна нітратна кислота утворює середні солі – нітрати. Нітрати натрію, калію, амонію і кальцію називають селітрами. Всі нітрати добре розчиняються у воді.

Завдання.

Складіть рівняння реакцій, в результаті яких утворюються нітрати: взаємодія нітратної кислоти з основами; з основними оксидами; з металами, аміаком; реакція обміну між солями.

2. ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НІТРАТІВ, ЯКІСНА РЕАКЦІЯ НА НІТРАТ – ІОНИ.

Завдання.

Запишіть реакції, що характеризують хімічні властивості нітратів, а також є спільними з іншими солями.

Робота з підручником.

Специфічною властивістю нітратів є їх розклад при нагріванні. Схема термічного розкладу нітратів розглядається по підручнику.

Демонстрація. «Розклад натрій нітрату при нагріванні»

Кристалічну калійну селітру нагрівають у пробірці до розплавлення, продовжуючи ще деякий час. При термічному розкладі селітри виділяється кисень, який легко вияви­ти, якщо в пробірку внести тліючу скіпку: вона яскраво спалахне.

Якісна реакція на нітрат-іон.

Якісною реакцією на нітрат-іон NO3- є нагрівання розчину дослі­джуваної солі з концентрованою сульфатною кислотою і міддю. Суль­фатна кислота витісняє нітратну з її солі, а та реагує з міддю, в резуль­таті можна спостерігати виділення бурого газу.

3.  МІНЕРАЛЬНІ ДОБРИВА.

Мінеральні добрива люди стали застосову­вати ще в давнину. Так, на початку нашої ери римлянам було відомо, що не тільки перегній, але й деякі міне­ральні речовини, наприклад, попіл, гіпс, вапно та інші сприяють підви­щенню росту рослин. У ті часи ще ніхто не міг пояснити, чому на схилах Везувію врожаї знач­но вищі, ніж на схилах гір невулка­нічного походження. Для пояснення дії добрив наводились такі припущення: «Землю треба доси­та нагодувати, і вона відновить свої сили». Тільки в XVI столітті з'являються пра­ці, які більш-менш вірно пояснюють значення добрив. А чи зможе сьогодні нагодувати нас з вами виснажена земля? Однозначна відповідь – ні!  Мінеральні добрива, які використо­вуються у сільському господарстві, можна класифікувати так: прості (азотні, фосфорні, калійні), комплексні (складні, змішані).

Азотні добрива, їх вплив на ріст і розвиток рослин

Нітроген - невід'ємна складова час­тина рослинних і тваринних організ­мів. Найбільше його міститься в ат­мосфері де він займає 79% об'єму. У ґрунтах його всього 0,03%, а це дуже мало для рослин і організмів (атмос­ферний азот вони не засвоюють). Ні­троген входить до складу багатьох ор­ганічних сполук: білків, нуклеїнових кислот, алкалоїдів, антибіотиків. Без білків немає життя, а без Нітрогену немає білків, тому зрозумілою стає йо­го роль у живій природі. Зв'язаний Нітроген може в незначних кількостях потрапити у ґрунт завдяки грозовим дощам і бобовим рослинам. Нітроген — це елемент, без якого не­можливе нормальне існування рос­лин на Землі. Але його кількість має бути в межах тієї норми, яка потрібна рослині. Так, наприклад:

• Якщо рослина містить недостатню кількість Нітрогену, то, по-перше, затримується її ріст і розвиток. По-друге, гальмується ріст і формуван­ня листків: вони стають дрібними, мають світло-зелений колір і пе­редчасно жовтіють внаслідок змен­шення вмісту хлорофілу. Крім то­го, якщо не вистачає Нітрогену, стебла рослин стають тонкими і слабо розгалужуються, погіршу­ється також ріст і формування репродуктивних органів та наливання зерна.

• Надлишок Нітрогену призводить до надмірного розвитку вегетативної маси, знижує стійкість рослин до несприятливих метеорологічних умов, грибних і бактеріальних хво­роб. У цьому випадку подовжується період розвитку і достигання, змен­шується частка репродуктивних органів у загальній масі рослини, а також може погіршуватись якість отриманої продукції.

• У ґрунти Нітроген в сполуках з різними елементами потрапляє завдяки дощам, в яких розчинено солі
амонію, нітрати та аміак. Для збільшення вмісту Нітрогену у ґрунті застосовують азотні добрива. Це здебільшого солі або інші речовини, що містять Нітроген. До них належать селітри - нітрати лужних і лужноземельних металів та амонію, а також інші солі амонію, рідкий аміак та аміачна вода. Між іншим, деякі такі солі відіграють подвійну роль.  Наприклад, Са(СN)2 виробники бавовни використовують і для підживлення ґрунтів Нітрогеном, і як дефоліант (ре­човина, яка викликає відпадання листків перед збором бавовни).

• Природні запаси одного з найкращих добрив натрієвої селітри містяться у пустелі Атакама і Чилі, то­ му її називають чилійською. Та людство вже давно навчилось синтезувати азотні добрива в необхідній кількості. Тому частка природної се­літри в світовому виробництві цьо­го продукту не перевищує 1,5 %.

Фосфорні добрива

Фосфор необхідний рослинам. Вне­сення фосфатних добрив збільшує врожай. Фосфорне живлення підви­щує стійкість рослин до несприятли­вих умов і прискорює їхнє дозріван­ня. Фосфор утворює в рослині енер­гетично збагачені хімічні зв'язки. Фосфор (разом з Нітрогеном) є осно­вою для нуклеїнових кислот, за допо­могою яких передаються спадкові оз­наки наступним поколінням.

Фосфор прискорює розвиток рослин збільшує врожайність. Фосфор широко розповсюдженні у природі. Фосфатні добрива виготовляють з фосфоритів і апатитів. Рослини дістають Фосфор із ґрунту у вигляді йонів солей фосфатної кислоти. Після відмирання тварин і рослин їх залиш­ки потрапляють у ґрунт. Так відбува­ється кругообіг Фосфору в природі. Основні фосфорні добрива - супер­фосфат (простий і подвійний) і фос­форне борошно. У нейтральних ґрунтах Фосфор суперфосфату перетворюється на кальцій гідроген фосфат. Подвійний суперфосфат - концентро­ване фосфорне добриво, яке від про­стого відрізняється тим, що має значно менший вміст кальцій сульфату. Преципітати - концентроване фос­форне добриво (порошок білого або кремового кольору), застосовується як добриво і кормова мінеральна до­бавка до кормів у тваринництві і як добриво, придатне до використання на всіх ґрунтах.

Добрива і навколишнє середовище

Внесення у ґрунт органічних і міне­ральних добрив є одним із важливих агрономічних заходів. Завдяки доб­ривам врожаї збільшуються на 50 %. Обсяг 

щорічного використання міне­ральних добрив у світі перевищує 140 млн. т. Але внесення добрив у ґрунт може як приносити користь, так і завдавати шкоди. Надлишкове внесення у ґрунт добрив призводить до збільшення кількості пестицидів у вирощуваній продукції, а це шкід­ливо для тварин, що споживають ці рослини, а також і для нас з вами. Надлишок добрив також шкодить безпосередньо ґрунтам, санітарному стану навколишнього середовища, водоймам і річкам. Нестача добрив теж негативно впливає на ріст рос­лин. І лише їх раціональне викорис­тання дає бажаний результат і не шкодить навколишньому середови­щу. Охороні навколишнього середо­вища і ґрунтів сприяє впровадження сучасних прогресивних систем під­живлення згідно з якими необхідно дотримуватись встановлених норм внесення добрив: на легких ґрунтах застосовувати гранульовані добрива; не вносити добрив у талий ґрунт; азотні добрива вносити навесні; не вносити добрива у ґрунт водоохоронних зон; узгоджувати підживлення з прогресивними агрохімічними заходами, сівозмінами і раціональними способами захисту рослин.

 

4. ВМІСТ НІТРАТІВ В ОВОЧАХ ТА ФРУКТАХ.

У зв'язку з хімізацією сільського гос­подарства після застосування міне­ральних добрив на полях з метою підвищення врожаю вирощуваних культур виникла проблема нітратів, їх шкідливого впливу на організм людини.

В місцевостях, де використовують добрива, вміст нітратів збільшився в рослинах, ґрунтових водах, атмо­сфері. Кількість нітратів, що накопи­чується в сільськогосподарських культурах, можна визначити за видом рослин, генетичними факторами, умовами навколишнього середови­ща, а також за допомогою способу ве­дення сільського господарства. Деякі культури здатні накопичувати висо­кий вміст нітратів. У продуктах хар­чування нітрати можуть накопичува­тись в концентраціях, небезпечних для здоров'я людини. Для кожної культури існують практично допусти­мі норми нітратів, які не завдають шкоди здоров'ю людини.

В овочевих культурах найбільше ні­тратів накопичується в зелені (пет­рушка, кріп, салат), коренеплодах (редька, редиска, червоний буряк). Порівняно мало їх накопичується в томатах та картоплі. Ранні овочі на­копичують нітратів більше, ніж пізні. Оскільки у теплицях підвищена воло­гість і наявний дефіцит світла, кон­центрація нітратів в овочах, вироще­них в теплиці, більша, ніж в овочах, вирощених на відкритому ґрунті. Найбільший вміст нітратів наявний у рослинах в період цвітіння.

Забруднення нітратами питної води, харчових продуктів може призвести до негативних змін у стані здоров'я населення.

Нітрати потрапляють з водою та їжею до шлунку і, відновлюючись до нітри­тів, всмоктуються в кров.

Клінічні симптоми отруєння - гі­поксія, прискорена робота серця, болів області печінки.

Щорічний аналіз, який проводять ор­гани охорони здоров'я, свідчить, що за останні роки простежується тенденція до зростання кількості серце­во-судинних захворювань та злоякіс­них новоутворень. Одною з причин цих захворювань є вплив нітратів.

Припустима кількість нітратів у овочах

Овочі

Нітрати, мг/кг

Овочі

Нітрати, мг/кг

Картопля

80

Огірки

150

Капуста

300

Кавун

45

Морква

300

Диня

45

Цибуля

60

Томат

60

Буряк

140

Цибуля «перо»

400

Пам'ятайте! Миття й очищення овочів знижують уміст нітратів приблизно на 10 %. Під час відварювання овочів у відвар переходить до 50 % нітратів. Під час консервування та квашення до 30 % нітратів переходить у розчин.

VI.     Закріплення знань учнів.

Завдання.

1.      Напишіть рівняння розкладання натрій нітрату, нікелю, сріб­ла, міді.

2.      Дано розчини трьох кислот: хлоридної, сульфатної і нітратної. Як їх розпізнати?

3.      Чи будуть накопичуватися нітрати в рослинах, якщо їх багато в ґрунті? Наскільки це небезпечно?  Запропонуйте способи зменшення нітратів у продук­тах.

4.      При повному розкладі нітрату одновалентного металу маса твердого продукту склала 63,5 % від вихідної маси нітрату. Установіть формулу нітрату.

5.      Гази, одержані при термічному розкладі 27,25 г суміші натрій нітрату і купрум (II) нітрату, пропустили через 115, 2 мл води. При цьому 1,12 л газу не поглинулися. Визначте масові частки речовин у вихідній суміші й масову частку речовини в роз­чині, одержаному після поглинання газів.

6.      Назвіть формулу ортофосфатної кислоти. Вкажіть її фізичні властивості.

7.      Перелічіть хімічні властивості ортофосфатної кис­лоти. Запишіть якісну реакцію на фосфат-іон.

8.      Здійснити  такі перетворення:  Н3РО4 ↔NаН2РО4↔Nа2НРО4 ↔Nа3РО4.

9.      Дано розчини чотирьох кислот: хлоридної, сульфатної, нітратної і фосфат­ної. Як їх розпізнати?

10.  Чому слід вносити мінеральні добрива в ґрунт?

VIІ.    Завдання додому.

Вивчити § 16 – 17, виконати завдання: ст. 75,  № 101 – 104.

VIIІ.  Підсумок уроку.

Підсумовується  робота учнів на уроці, визначаються змістовні і слабкі відповіді, виставляються оцінки за урок. 

МІНЕРАЛЬНІ ДОБРИВА

Будівельним матеріалом для будь-якого живого організму, у тому числі й рослини, служать певні поживні речовини. Три елементи життя — Ніт­роген, Фосфор і Калій — потрібні рослинам понад усе, і саме їх найменше залишається в ґрунті після збирання врожаю. Щорічно з урожаєм з кожно­го гектару поля виноситься в середньому біля 22,2 кг азоту, 8,7 кг фосфору (V) оксиду і 25,8 кг калій оксиду.

Необхідно вносити ці речовини штучно.  Здавна було помічено,  и< врожайність підвищують гній,   пташиний послід,  торф,   відходи боєві і пивоварень. Ці так звані органічні добрива використовують і сьогодні Але, на жаль, не можна цілком компенсувати втрати життєво важливих елементів із ґрунту внесенням лише органічних добрив. Тому добувають Нітроген, Фосфор і Калій з корисних копалин і вносять їх у землю в най більше «легкотравному» для рослин вигляді, наприклад у вигляді роз чинних мінеральних солей.

Нітроген у вигляді селітри почали вносити в ґрунт тоді, коли сам Нітроген ще навіть не був відкритий. А наприкінці XIX ст. було вже ясно, ще вносити в землю треба і Нітроген, і Фосфор, і Калій. Добривами були прості природні сполуки, неочищені і піддані єдиній обробці – розмолу, наприклад: чилійська селітра МагГО3, фосфоритне борошно Са3 (РО4)2, або сильвініт (КС1 • КаСІ). До складу будь-якій руди, крім сполук, корисних для рослин, входять шкідливі речовини: флуору фосфоритному борошні, хлор у сильвініті. Основну масу такого добрива складали елементи баластні, які при внесенні добрив просто засмічували поля, а на перевезення цього бала­сту потрібні були додаткові витрати.

На початку XX ст. виробництво добрив у світі починає досить швидко зростати. Одночасно починає змінюватися і їхній склад. Спочатку ця зміна пішла через підвищення масової частки діючої речовини. Якщо у кальцієвій селітрі тільки 14—15,6 % Нітрогену, то у аміачній селітрі — 35 %, а у се­човині — 45—46 %. У простому суперфосфаті — 14—21 % Р2О6, а у подвій­ному — 44—48 %. Що стосується калій хлориду, то вміст в ньому калію в перерахунку на К2О складає — 60—62 %.

Потім почали виготовляти складні добрива — спершу це були механічні суміші простих добрив, а потім стали одержувати хімічні сполуки, до складу яких входять декілька основних елементів. Так, у калієвій селітрі це Калій і Нітроген, в амофосі — Нітроген, і Фосфор, а в нітрофосці — Нітро­ген, Фосфор і Калій.

Крім Нітрогену, Фосфору і Калію, рослинам необхідні й інші еле­менти. Ті самі мінеральні добрива засвоюються значно краще, якщо в ґрун­ті в достатній кількості присутні Бор, Купрум, Цинк, Магній, Кобальт, Молібден, Марган і багато інших елементів. Ці речовини вносять в ґрунт в невеликих кількостях (2—20 кг/га) і тому їх називають мікроелементами. Якщо їх не вистачає, рослини починають хворіти: у них порушується процес фотосинтезу, дихання, утворення білків, вітамінів, вуглеводів.

5. КРУГООБІГ НІТРОГЕНУ В ПРИРОДІ.
Внаслідок гниття і горіння органіч­них речовин частина зв'язаного Ні­трогену звільняється і надходить в ат­мосферу. Однак у природних умовах вміст зв'язаного Нітрогену в ґрунті не зменшується. А маса вільного азоту в атмосфері не збільшується. Чим це можна пояснити?

Рослини засвоюють Нітроген неорга­нічних сполук, які є у ґрунті у вигляді йонів NH4+ і NO3- Тварини, у свою чергу, поїдають рослини. У процесі гниття рослин і тварин під впливом спеціальних бактерій органічні спо­луки Нітрогену перетворюються на неорганічні і знову повертаються у ґрунт. Ці сполуки знову засвоюють­ся рослинами, а цикл перетворень за­лишається: 3NO2 + Н2O = 2НNО3 + NO.

Під час грозових розрядів невелика кількість Нітрогену зв'язується і утво­рюється нітроген (ІІ) оксид, а з нього внаслідок окиснення киснем – нітроген (ІV) оксид . При реакції з во­дою з нітроген(ІV) оксиду утворю­ється нітратна кислота, яка перетво­рюється в ґрунті на нітрати.

Зв'язування атмосферного азоту (пе­ретворення на органічні речовини) в біосфері здійснюється за рахунок бульбочкових бактерій, що містяться на корінні деяких бобових рослин (конюшина, люцерна, лютик). Існують і зворотні процеси: за допо­могою спеціальних бактерій відбува­ється розкладання нітрогеновмісних речовин і виділення вільного азоту в атмосферу. При збиранні врожаю з полів вино­ситься значна частина Нітрогену. Ці витрати поповнюють внесенням азо­товмісних добрив.

Робота з підручником. Кругообіг Нітрогену учні розглядають самостійно.

Вхід на сайт
Пошук
Календар
«  Жовтень 2017  »
ПнВтСрЧтПтСбНд
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031
Архів записів