Образовательная цель: расширить и обобщить знания учащихся о минеральных удобрениях, их составе и классификации, свойствах минеральных удобрений, роли их в получении высоких урожаев.
Воспитательная цель: обсудить проблемы охраны окружающей среды и возможные последствия загрязнения её для природы и общества, приучить работать с научно-популярной литературой, формировать общественное мнение.
Развивающая цель: установить взаимосвязь и взаимозависимость живого и неживого вещества планеты, связь биологии с различными отраслями народного хозяйства (сельское хозяйство, медицина, промышленность).
Оборудование.
Таблица ”Классификация минеральных удобрений”, образцы минеральных удобрений, таблица “Растения”, комнатные растения, соответствующая одежда участников игры.
Действующие лица.
Судьи, заседатели, главный защитник и свидетель защиты, главный обвинитель и свидетель обвинения, ответчики (обвиняемые), пострадавшие и представители общественности, эксперты.
Ход игрыI Часть
Встать! Суд идёт!
Главный судья. Слушается гражданское дело №1 “Об ответственности Минеральных удобрений за антивещественное поведение, выражающееся в неэтичном отношении к жителям “Подгруппы углерода” периодической таблицы Д.И.Менделеева.
(Судья перечисляет состав суда, заседателей).
Судья. “ Доводим до сведения следственных органов независимого государства Неорганическая Химия, что наши соседи по периодической таблице, известные широкой химической общественности не только под именем Удобрения, но и под кличками Минеральные, Азотные, Фосфорные, Калийные: эти вещества - сложные, хвастаются своими прочными связями. Себя выдвигают везде и всюду на первое место, этим унижая всех.
Просим высокий суд признать к порядку высокомерные “Удобрения”
- Иск принят к рассмотрению.
Главный судья. Суд просит независимых экспертов представить объективную биографическую характеристику обвиняемых.
Главный эксперт. Возглавляемая мною группа независимых экспертов в ходе тщательного расследования дела Минеральных удобрений ознакомилась с её родословной, биографическими данными, связями, их ролью в неорганическом мире и представляет Высокому суду материалы эксперимента.
Анализом установлено, что в состав растений входит около70 элементов. Некоторые из них - макроэлементы – необходимы растениям в большом количестве, другие же – микроэлементы - требуются в незначительных количествах.
1.Макроэлементы – это углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера, магний, калий, кальций.
2.Микроэлементы – это железо, марганец, бор, медь, цинк, молибден, кобальт и другие.
Три важных элемента – азот, фосфор, калий – необходимы растениям в больших количествах. Поэтому удобрения, содержащие эти элементы, получают в промышленности.
Минеральные удобрения стали применяться ещё в древности. Так к началу нашей эры римлянам было известно, что не только навоз, но и некоторые минеральные удобрения – вещества, например зола, гипс, известь и другие, способствуют усиленному росту растений. В то время ещё никто не мог объяснить, почему на склонах Везувия без каких бы то ни было удобрений урожаи значительно выше, чем на склонах гор невулканического происхождения. Для объяснения действия удобрений люди говорили, что Землю надо досыта накормить и она восстановит свои силы, что голодная земля может откормиться на сытной еде и стать жирной ит.д.
Только в XVI веке появляются труды, которые более или менее правильно объясняли значение удобрений. По мнению крупного французского естествоиспытателя Бернара Палисси, основа жизни и роста растений – соль. Под словом “соль” он подразумевал минеральные соединения, необходимые растениям.
Но практически и научно обоснованно применять минеральные удобрения стали только с начала XIX в. Этому способствовали работы Г.Дэви, Ю. Либиха.
Эксперт 1. Сырьём для получения азотных удобрений является аммиак и азотная кислота.
NH3 + HNO3 = NH4 NO3 + Q
Образуется NH4 NO3 – аммиачная селитра, которая богата азотом, в результате чего она очень широко применяется в сельском хозяйстве. Большое значение имеют не только твёрдые, но и жидкие азотные удобрения. Удобрения делятся на простые (содержат только один основной элемент: KCI,NaNO3, NH4NO3), комплексные (содержат 2 или более питательных элементов: N,P,K).
Главный эксперт. Количественный состав Удобрений,как и всех неорганических веществ, определяют на основе данных количественного анализа.
Наши эксперты предлагают некоторые способы обработки таких данных.
Эксперт 2. (Учащиеся решают задачи на определение массовой доли азота в нитрате натрия и нитрате аммония, сравнивают содержание азота в этих веществах.)
Вывод: большое сельскохозяйственное значение имеет аммиачная селитра.
Главный эксперт. Таким образом, мы показали способы определения количественного содержания азота в некоторых азотных удобрениях.
Судья. Спасибо за обстоятельный анализ состава молекул обвиняемых.
Продолжим детальное изучение Минеральных удобрений. Суд интересует всё: место их проживания, образ жизни, темперамент, характер, их химические связи и отношение с другими группами веществ, нравственные устои, в общем их роль в стане Неорганическая химия.
Эксперт 3. (Знакомит с таблицей классификации минеральных удобрений, с формулами азотных, калийных, фосфорных удобрений, с простыми и комбинированными, сложными и смешанными удобрениями).
Фосфорные удобрения получают из фосфоритов и апатитов. Из всех известных месторождений фосфатов наиболее значительные имеются в Норвегии и Бразилии. Крупное отечественное месторождение апатитов открыто академиком А.Е. Ферсманом в Хибинах в 1925г. Несмотря на значительные потребности в фосфорных удобрениях, особых опасностей, связанных с истощением запасов сырья, для их производства, по всей видимости нет.
Эти удобрения могут быть получены при комплексной переработке минерального сырья, данных морских отложений и различных геологических пород, богатых фосфором.
(Приводится уравнение получения двойного суперфосфата.)
К калийным удобрениям относится хлорид калия. Калийные соли в виде хлорида калия входят в состав сильвинита. В двадцатых годах найдены залежи в г.Соликамске. Местным высококачественным калийным удобрением служит образующаяся при сжигании растительных материалов зола. В ней, кроме карбоната калия, содержатся также соединения фосфора и микроэлементов. (Эксперт демонстрирует удобрения).
II часть
Встать! Суд идёт!
Судья. Продолжаем судебное заседание. Слушаем показания свидетелей и потерпевших.
Суд предупреждает: вы должны говорить правду и только правду.
За дачу ложных показаний свидетели и потерпевшие будут привлекаться к ответственности.
Вызываем первых свидетелей обвинения – от партии “зелёных”.
1-й свидетель обвинения. Минеральные удобрения – представители неорганических веществ, которые используют для внесения почву: но что же происходит далее?
Например, аммиачная селитра как удобрение имеет ряд недостатков.
Во-первых, она гигроскопична и поэтому, как уже было отмечено, сильно слёживается.
Во-вторых, при её использовании на кислых почвах кислотность почвы ещё более возрастает за счёт гидролиза, в котором участвует ион аммония- NH4+ .
В-третьих, в почве удобрения претерпевают разнообразные физические, химические, биологические превращения. При этом фосфор, калий, отчасти ионы аммония могут переходить в неподвижные, неусвояемые растениями формы.
В-четвёртых, азотные удобрения всасываются растениями, что приводит к их изменениям. Например, у картофеля ускоряется рост ботвы, а клубни картофеля или корнеплоды моркови становятся скоропортящимися, невкусными.
В-пятых, корнеплоды становятся опасными для здоровья человека, ибо нитраты накапливаются в растениях, при питании поступают в организм человека, вызывают общее отравление организма, приводят к возникновению ряда заболеваний.
В-шестых, те страны, территорию которых избрали Минеральные удобрения в качестве места своего рождения и проживания, постоянно ощущают зависть со стороны стран, бедных ископаемыми запасами.
Поэтому между государствами нередко возникают политические и военные конфликты.
Судья. Слушаем показания свидетелей защиты.
1-й свидетель защиты. Высокий суд. Мы считаем обвинения, выдвинутые в адрес Минеральных удобрений, необоснованными.
Конечно, злоупотребление удобрениями может привести к сложным последствиям.
Но мы обращаем внимание суда, что людям, прежде чем использовать наших подзащитных в своей хозяйственной деятельности и в быту, надо проявить к ним уважение и изучить их характер и поведение в разных ситуациях.
Для этого необходимо обращаться к справочной литературе и сельскохозяйственной.
Азот входит в состав белков. При его недостатке задерживается образование зелённой массы, растения плохо растут, их листья становятся бледно- зелёными и даже желтеют. Азотные удобрения особенно нужны растениям в весенний период.
Азотные удобрения самые дешёвые, но злоупотреблять ими нельзя. Всё должно быть в меру. Фосфор содержится в нуклеиновых кислотах, которые участвуют в окислительно-восстановительных процессах, протекающих в растениях. Фосфор особенно необходим при росте и развитии репродуктивных органов (цветки, плоды). К недостатку фосфора растения особенно чувствительны в начале развития. Последствия дефицита не устраняются, даже если на последних стадиях будет внесено значительное количество фосфора. Отсутствие фосфора замедляет образование в растениях органических кислот из углеводов, что в свою очередь сдерживает усвоение азота.
Судья. Слушаем показания свидетелей обвинения.
2-й свидетель обвинения. Ваша честь! Я поддерживаю обвинение, выдвинутое партией “зелёных”, и обращаю внимание суда на то, что производства по получению минеральных удобрений может привести к экологической катастрофе.
При получении минеральных удобрений образуются такие вредные вещества, как аммиак, оксиды азота. Попав в атмосферу, некоторые из них (NO2) превращают живительную влагу дождей в “мёртвую” кислую воду, которая губит всё живое. Вот к чему ведёт всё это.
Мы обвиняем Удобрения в коррупции, в умышленном отравлении всего живого, в нравственном падении и считаем, что им нет места среды неорганических веществ.
Главный защитник. Защита протестует. Свидетели обвинения пытаются вынести приговор до окончания слушания дела.
Судья. Протест принят. Прошу свидетелей быть корректными, не нарушать принцип презумпции невиновности, иначе Вы будете лишены слова. Прошу свидетелей продолжить показания.
2-й свидетель защиты. Уважаемые судьи. Уважаемые заседатели ! Как мы уже слышали, представители партии “зелёных” обвинили Минеральные удобрении во многих преступлениях. Но товарищи, неприятности происходят там, где проявляется неуважительное отношение людей к этим веществам. Надо отметить, что Минеральные удобрения дешёвые. Как и азотные, и фосфорные удобрения, калийные удобрения тоже важны. Калий ускоряет процесс фотосинтеза и содействует накоплению углеводов (сахара – в сахарной свекле, крахмала – в картофеле) . У злаковых он способствует укреплению стебля и тем самым устраняет их полегание. Его наличие в почве оказывает большое влияние на обменные процессы в растениях. Калий стимулирует фотосинтез, способствуя оттоку углеводов из листа в другие органы, активируя работу многих ферментов. При достаточном обеспечении калием растения лучше усваивают воду, удерживают её, более стойки к лёгким заморозкам и кратковременным засухам. При этом калий способствует более интенсивному накоплению углеводов в растениях, повышает качество урожая: увеличивается содержание сахара в плодах и овощах, крахмала в картофеле. Таким образом, с использованием Удобрений тесно связано развитие цивилизации.
Уважаемые судья! Я закончила своё выступление и прошу вынести справедливое решение.
Судья. Слушаем свидетелей защиты.
3-й свидетель защиты. Для нормального развития любого живого организма, в том числе и растения, требуется полноценное питание. В почве питательные вещества не всегда содержатся в нужном количестве. Состав и свойства почвы изменяются под действием воды, воздуха, тепла, света и различных живых организмов. Хорошо известно, что улучшение питания разнообразных с/х культур способствует не только значительному увеличению урожаев, но и весьма заметному повышению качества зерна, овощей, плодов. Под влиянием удобрений растения приобретают большую устойчивость к заморозкам, засухе и другим неблагоприятным условиям.
Уважаемый суд! Обвинения, выдвинутые предыдущим свидетелем, беспочвенны. Я хочу отметить, что Минеральные удобрения всегда корректны.
Судья. Спасибо. Суд приступает к слушанию потерпевших.
Ученица. Уважаемый суд! Уважаемые заседатели! Я представляю всех учеников, настрадавшихся на уроках химии. Мы были уверены, что после того, как Д.И.Менделев открыл периодический закон и все элементы встали на свои места, нам ученикам теперь делать стало нечего. Мы можем отдыхать и отдыхать. И вот вдруг оказалось, что есть огромное количество удобрений: аммиачная селитра, сульфат аммония, простой суперфосфат и т.д. Неорганика постоянно следует за учеником. В сознании возникают картины ужасов. Она требует назвать их не только по международной, но и исторической номенклатуре. Холодный пот течёт по спине, но капли селитры проникают внутрь тела.
Мы просыпаемся с криком ужаса и бросаемся учить химию. Высокий суд! Мы просим Вас принять к Удобрениям самые строгие меры наказания за нарушения права на счастливое детство.
Судья. Слушание свидетелей и потерпевших завершено. Суд предоставляет заключительное слово главному обвинению.
Главный обвинитель. Уважаемые судьи! Виновные должны быть наказаны, так как они представляют опасность для общества. Минеральные удобрения претендуют на звание самых важных. Позвольте, в чём же их важность. Образуя прочные ионные соединения, Минеральные удобрения являются преступниками. Преступники загрязняют окружающую среду, подрывают здоровье людей, отрицательно влияют на озоновый слой Земли. В итоге возникает неуважительное отношение ко всей химии. Уважаемый суд! Удобрения должны быть наказаны.
Главный защитник. Уважаемый суд! Почему же к Удобрениям такое отношение. Ведь благодаря растворимости Минеральным Удобрениям, они всасываются растениями, особенно на почвах, где выращиваются растения в течение длительного времени, погибнут или будут вялыми. Они скромно, добросовестно несут свою ношу. Защита просит Высокий суд принять справедливое решение.
Минеральные удобрения. Мы, Минеральные Удобрения, - основа сельского хозяйства. Мы обеспечиваем постоянно высокие урожаи, решаем проблему обеспечения человека хлебом, овощами, фруктами. Мы постоянно питаем почву. Других способов питания почвы нет. Да, мы признаём себя виновными в том, что занимаясь глобальной проблемой Неорганической химии, что иногда не можем уследить за тем, что нас тоннами сбрасывают на поля, совершенно забывая и не задумываясь, что мы в общем не можем вечно лежать на полях, мы переходим в растворимое состояние и увеличивается концентрация нас в почве, но это не умышленно. Мы призываем подгруппу углерода: опомнитесь! Мы готовы простить вас ради спокойствия, мира, благополучия в нашем обществе, в нашем общем доме, имя которому – Неорганическая химия.
Судья. Для вынесения приговора суд удаляется на совещание.
III часть
Главный судья. Для оглашения приговора суда прошу всех встать.
Приговор
- Ввиду отсутствия состава преступления Минеральные Удобрения оправдать.
- Обратиться к учёным – неорганикам и технологам с просьбой ускорить синтез экологически безвредных производств удобрений; разрабатывать и смелее внедрять безотходные технологии.
- Обратиться к агрономам с просьбой изучить химические свойства Удобрений и не допускать избыток вноса их в почву.
- Суд выносит частное определение: предложить элементам подгруппы принести публичное извинение Минеральным удобрениям.
- Судебное заседание объявляю закрытым.
(В заключении подводятся итоги игры: называются лучшие сообщения, учащиеся высказывают своё отношение к этой форме урока).
Литература
- Крицман В.А. Книга для чтения по неорганической химии. Ч.II М. Просвещение. 1980.
- Конарёв Б.Н. Любознательным о химии. М. Химия. 1982.
- . Харлампович Г.Д, Многоликая химия. М. Просвещение.1992.
- Химия в школе .Ж. 4.95.