Разработка урока по химии. 9-й класс. "Металлы и человек"

Цель:

• обобщение и систематизация знаний и умений по теме "Металлы".

Задачи:

• активизировать и актуализировать знания учащихся о роли металлов в жизни человека;
• развивать аналитические способности школьников;
• воспитать экологическую культуру.

Оборудование и реактивы: коллекция металлов, модель активного центра белка, магнитофон, запись колокольного звона, штатив с пробирками, хлоркальциевая трубка; растворы: сульфата меди, нитрата свинца, яичного белка, соляной кислоты, хлорида натрия; медь (пластинка), концентрированная азотная кислота (HNO₃), вода.

Ведущий метод: эвристическая беседа.

С глубокой древности люди обратили внимание на металлы, обладающие привлекательными свойствами

Впервые определение металлам дал М.В. Ломоносов

"Металлы это физические тела, которые можно ковать".

Охарактеризуйте металлы, как химические элементы.

Где расположены металлы в ПСХЭ Д.И.Менделеева?

А теперь дайте характеристику металлам как простым веществам.

В виде, каких соединений встречаются металлы в природе?

Содержатся ли металлы в живых организмах?

Металлы составляют 3% массы человека и находятся в нем в виде ионов.

Они способны вступать во взаимодействие с белками организма и образовывать с ними соединения. Ионы металлов участники биохимических процессов. Мы знаем, что некоторые металлы обладают токсическим действие. Токсичность металлов связана с их физико-химическими свойствами, например, электроотрицательностью.

Давайте посмотрим таблицу 1. "Относительная электроотрицательность металлов"

(см. приложение 1)

Какая электроотрицательность характерна для металлов?

Электроотрицательность влияет на взаимодействие металла с цитоплазмой. Например, высокая электроотрицательность меди дает ей возможность в первую очередь взаимодействовать с активными центрами ферментов, снижая этим их активность.

(демонтрация модели блокирования активного центра фермента)

По содержанию в живых организмах химические элементы делят макро- микро- и ультромикроэлементы.

Какие из металлов содержащихся в организме человека относятся к макро- и микроэлементам (вспомните из курса биологии)?

Найдите их в таблице 2. Каково их содержание? (см. Приложение 1.)

(отметить + макроэлементы, _* микроэлементы)

Таблица 1. Содержание химических элементов в теле человека

А теперь рассмотрим биологическую роль некоторых металлов относящихся к макро- и микроэлементам.

Сообщение ученика

Натрий.

Содержание натрия в организме человека 0,26 %. Ионы натрия поддерживают у человека нормальную возбудимость мышечных клеток, регулируют сердечную деятельность, удерживают воду в организме.

Токсическое действие, ионы натрия проявляют при избытке в организме человека чаще всего оно обусловлено, чрезмерным потреблением поваренной соли. Это приводит к нарушению водного обмена, сгущению крови, вызывает нарушение работы почек и сердца. Соединения натрия должны поступать в организм в составе натуральных продуктов. Суточная доза потребления поваренной соли составляет 4-8 г.

А теперь рассмотрим биологическую роль микроэлементов на примере меди и железа.

Сообщение ученика

Медь

Биологическая роль меди исключительна. Она участвует в процессах кроветворения и ферментативных реакциях в составе медьсодержащих ферментов. В организме человека медь, играет важную роль в поддержании нормального состава крови. Присутствие ее необходимо для образования гемоглобина. Содержание меди в организме составляет 0,0001% . Ионы меди, при их избытке в организме способны нарушать работу белков, в особенности ферментов. Соли меди повышают проницаемость мембран митохондрий, разрушают эритроциты, вызывают расстройства нервной системы, печени, почек, снижают иммунитет.

Опыт "Действие солей меди на белок"

В пробирку налейте 1мл яичного белка (или молока) и прилейте 1 мл раствора сульфата меди.

Что наблюдаете? Запишите свои наблюдения в опорный конспект. (см. приложение 1).

Сообщение ученика

Железо

Содержание железа в организме (на массу 70 кг) 5 г. Железо участвует в образовании гемоглобина и дыхательных ферментов. При его недостатке развивается анемия, а при избытке сидероз глаз и легких (отложение соединений железа в этих тканях). Суточная потребность 15 мг.

Свинец относят к ультрамикроэлементам, их концентрация не превышает 0,000001% (Hg, Au, Pb, Ra, Ag и др.)

Мы с вами знаем, что он является токсичным металлом.

Сообщение ученика

Свинец

Токсикология свинца изучена очень тщательно, так как его содержание в окружающей среде растет. Еще во времена Древнего Рима отмечались случаи отравлений у людей, использовавших для хранения вина свинцовую посуду.

Основными источниками загрязнения являются металлургические заводы и автотранспорт. Ионы свинца нарушают обмен веществ и являются ингибиторами ферментов, у детей вызывает умственную отсталость, заболевания мозга. Попадая в клетки, свинец реагирует с белком.

Свинец может заменять кальций в костях, становясь постоянным источником отравления.

Опыт "Действие солей свинца на белок"

В пробирку налейте 1 мл белка (молока) и добавьте 1 мл раствора нитрата свинца.

Что наблюдаете? Запишите свои наблюдения в опорный конспект. (см. приложение 1).

Мы рассмотрели с вами участие некоторых металлов в процессе жизнедеятельности организма, но металлы и их сплавы играют огромную роль в процессе развития цивилизации человечества. От каменного века к медному, бронзовому, железному переходила история человечества, поднимая его на более высокий уровень развития. Невозможно представить себе нашу жизнь без металлов и их сплавов.

Медный век был первым веком металлов. Так как медь встречается в самородном виде и в виде соединений. Орудия труда, домашняя утварь, украшения делались из меди, так как она обладает особыми химическими свойствами, которые роднят ее с благородными металлами.

Опыт "Химические свойства меди"

В пробирку с водой опустить медную пластинку. Что наблюдаете?

В пробирку налить 5 мл раствора соляной кислоты HCl и опустить медную пластинку. Что наблюдаете?

В пробирку прилить 3 мл концентрированной азотной кислоты HNO₃.

Что наблюдаете? Запишите свои наблюдения в опорный конспект. (см. приложение 1).

Запись уравнения в опорном конспекте

В пробирку налить 5 мл раствора хлорида натрия и опустить медную пластинку (опыт закладывается за 5 дней) Что происходит?

 Знаменитая поэтесса А. Ахматова в своем творчестве упоминает об одном процессе, которого боятся практически все металлы.

На рукомойнике моем
Позеленела медь,
Но так играет луч на нем,
Что весело глядеть.

Какой процесс упоминает поэтесса?

Сообщение ученика

В поэтических строках А. Ахматовой говорится о том, что на медном рукомойнике появился налет или пленка. Это так называемая патина. Патина внешне представляет собой более или менее прочную окрашенную пленку, образующуюся на поверхности металла в результате его сложного, многостадийного взаимодействия с кислотами, солями и газами, содержащимися в атмосфере или в земле и воде. Образование патины - это не что иное, как коррозия меди. Главная причина - соли в загрязненной воде, в особенности NаС1. Первоначальные продукты реакции, под действием О₂, СO₂ постепенно превращаются в другие соединения. В нашем опыте корродирующий агент - хлорид натрия, то в присутствии воды на воздухе образуется бледно-зеленый атакамит СuС1₂ х ЗСu(ОН)₂. Последний в присутствии СО₂ постепенно переходит в темно-зеленый малахит СuСО₃ х Сu(ОН)₂. На чистой меди плотная зеленая патина образуется с большим трудом, и она служит несомненным доказательством того, что рукомойник очень старый.

Медный век сменил век бронзовый. Так как сплав меди и олова тверже своих компонентов.

Где применялась бронза? Учебник стр. 20, 22

Демонстрация предметов обихода, репродукции

Когда на Русь нападали полчища врагов, когда нужно было собрать народ на важные собрания, ударяли в колокола. Роль колокола в жизни человека отразил в своем творчестве В. Высоцкий:

В синем небе, колокольнями проколотом,
Медный колокол, медный колокол,
То ль возрадовался, то ли осерчал:

Давайте послушаем запись колокольного звона.

Запись колокольного звона

И вот наступил век железный.

Век девятнадцатый, железный
Воистину жестокий век!
Тобой в мрак ночной, безвестный
Беспечный брошен человек 

Самыми важными сплавами в жизни человека являются сплавы железа с различными свойствами. Сталь и чугун прочнее технически чистого железа. Сплавам присущи свойства, которых нет у чистых металлов. Примером могут служить получаемая на основе железа нержавеющая сталь - материал с высокой коррозийной стойкостью даже в агрессивных средах как кислоты и щелочи и с высокой жаропрочностью. Железо и его сплавы используются в машино-, самолето-, ракето- судостроении и других отраслях. Девятнадцатый век - действительно жестокий, потому что в его начале были войны. Потребность в металлах и их сплавах была очень велика. В настоящее время железо и его сплавы остаются важным конструкционными материалами.

Запишите важнейшие сплавы в опорный конспект. (см. приложение 1.)

Что мы узнали? Какие выводы мы можем сделать о важности металлов в биологической и социальной жизни человека?

Запишите выводы в опорный конспект. (см. приложение 1).

Выводы:

1. Металлы входят в состав клеток в виде ионов.
2. Ионы металлов участники биохимических процессов.
3. Токсичность металлов зависит от их физико-химических свойств и концентрации в организме.
4. Важные конструкционные материалы. Являются основой развития цивилизации.

Домашнее задание стр. 50 №5, стр. 56 № 1.