Цели урока:
- расширение знаний учащихся о металлах – серебре, золоте, платине;
- ознакомление с историей открытия и использованием этих металлов, их свойствами, получением; обучение учащихся разным видам самостоятельной деятельности: работе с дополнительными источниками информации, выступлению с сообщениями;
- развитие познавательного интереса к предмету.
Оборудование: иллюстрированный журнал «Благородные металлы»; периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева; карта «Полезные ископаемые мира»; оборудование к демонстрационному опыту; видеофрагменты: а) музейные экспонаты Оружейной палаты – изделия из золота, серебра, платины б) гробница египетского фараона Тутанхамона.
Форма проведения: урок-устный журнал.
Методы работы: объяснительно-иллюстрационный, репродуктивный, частично-поисковый.
План урока:
- Вступительное слово учителя.
- Выступления учащихся с сообщениями:
- Серебро
- Платина
- Золото
- Демонстрация опыта.
- Заключение.
ХОД УРОКА
На доске висит красочно оформленный журнал «Благородные металлы» (несколько листов ватмана скреплены между собой так, что их можно перелистывать – как журнал; одна страница журнала с рассказом и яркими рисунками о серебре, другая – о золоте, третья – о платине).
1. Вступительное слово учителя
Благородные металлы – это металлы, не
подвергающиеся коррозии и окислению, что их
отличает от большинства остальных металлов.
Все они являются драгоценными металлами
благодаря их редкости. Основные благородные
металлы – золото, серебро, платина, а также
металлы платиновой группы – рутений, родий,
палладий, осмий, иридий. Название
«благородные металлы» они получили благодаря
высокой химической стойкости и блеску в
изделиях.
Сегодня на уроке мы поговорим о трёх благородных
металлах – серебре, золоте и платине. Итак,
открываем первую страницу нашего журнала –
«Серебро» (учитель подходит к доске и
открывает первую страницу журнала «Благородные
металлы»).
2. Выступления учащихся с сообщениями
Серебро
Этот металл был известен человеку уже за 5 тысяч лет до нашей эры. Название «серебро» означает «белый». В Древнем Египте серебро ценилось больше, чем золото и использовалось для чеканки монет и изготовления украшений. В алхимический период развития химии серебро связывали с Луной и обозначали знаком Луны.
В природе серебро встречается и в самородном виде, и в виде соединений. Серебро находили в рудах в Испании, Армении, на Кипре (см. карту «Полезные ископаемые мира»). Самородное серебро образует минералы конгсберит, кюстелит и другие. Самый большой самородок серебра весил 13,5 тонн. В виде соединений серебро находится в минералах аргентине (сульфид серебра), кераргирите (хлориде серебра) и других.
Для получения серебра в промышленности
используют разные методы. Если сырьё –
самородное серебро и хлориды серебра, то
используют метод цианирования, который
основан на способности серебра образовывать
комплексные соединения с цианидами. Затем
серебро выделяют из раствора комплексной соли,
действуя на него цинком или алюминием.
Если же сырьём является свинцовый и медный блеск,
то применяют пирометаллургический метод. Этот
метод экономически выгоден, потому что
дорогостоящий металл является примесью к свинцу
и меди, и его выделение удешевляет производство.
Свойства серебра.
Серебро – блестящий почти белый очень красивый
металл. Легко поддаётся обработке, потому что
сравнительно мягкое. Его можно легко ковать,
резать, вытягивать. При температуре 961оC
серебро плавится. Металл обладает
исключительной электропроводностью и
теплопроводностью.
Серебро в электрохимическом ряду находится после водорода и поэтому не может вытеснять его из кислот. Но металлическое серебро растворимо в некоторых сильных кислотах, например в азотной:
3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + 2H2O
При обычных условиях взаимодействие между серебром и кислородом незаметно. Однако на поверхности серебра удалось обнаружить тончайшую плёнку оксида серебра Аg2O. Этот оксид серебра непрочен и легко разлагается на серебро и кислород. При нагревании же его образование увеличивается. При окислении серебра озоном образуется оксид, формула которого AgO:
Ag + O3 = AgO + O2
С хлороводородом реакция идёт при нагревании до 600оC:
2Ag + 2HCl = 2AgCl + H2
Области применения серебра очень широки и
разнообразны. Большая доля серебра
употребляется ювелирной промышленностью.
Химическая промышленность использует серебро
как катализатор, а также для производства
лабораторного оборудования, стойкого к действию
щелочей. В приборостроении и
электромашиностроении серебро используется как
прекрасный малоокисляющийся проводник
электрического тока.
Малые концентрации серебра полезны для
организма человека, потому что они убивают
микробов. В медицине используют растворы этого
металла для промывания ран, гнойных
поражений глаз и т.д.
В церкви всегда имеется так называемая «святая
вода». Она получается из простой воды:
серебряные монеты, кресты опускаются в
обычную питьевую воду, при этом ионы серебра
постепенно переходят в воду и придают ей особые
свойства – уничтожают болезнетворные бактерии.
Учитель перелистывает журнал на вторую страницу – «Платина» – и приглашает второго выступающего ученика.
Платина
В отличие от золота и серебра, платина не была
известна с древности. Её свойства были описаны
лишь в XVIII веке. В переводе с испанского её
название означает «серебришко». Самородную
платину сначала принимали за разновидность
серебра. В России платину отделяли от
золота и выбрасывали как бесполезный металл.
Лишь в конце XVIII века впервые убедились в
полезности данного металла в Испании. Там были
изготовлены монеты из сплава золота и платины.
В XIX веке русский химик К.К. Клаус хорошо изучил
платину. Он стал создателем отечественной школы
по химии платины.
Свойства платины.
Платина – белый пластичный ковкий металл с
температурой плавления 1769оС. Это один из
самых тяжёлых металлов (
= 21,5 г/см3)
Химически платина очень устойчива. При обычных
условиях она не реагирует с простыми веществами
(кислородом, серой, хлором). С хлором и серой
реагирует только при повышенной температуре
и в мелкораздробленном виде. Кислоты на платину
не действуют. Реагирует она только с царской
водкой.
Применение платины очень разнообразное. Платина
– драгоценный металл, поэтому из неё
изготавливают ювелирные украшения. Очень
красивы серьги, колье, перстни из платины с
драгоценными камнями – бриллиантами.
Несмотря на то, что платина дорогой металл, она
широко применяется в технике и промышленности, в
том числе и в химии, где её применяют для
изготовления различных приборов и химически
стойкой посуды. Платина так же – прекрасный
катализатор, поэтому широко используется в
разных химических производствах как
катализатор. Используют платину и для
изготовления коррозионно-стойких деталей
аппаратуры, применяемой в лабораториях и на
разных производствах. Большое применение
платина находит при изготовлении
нагревательных элементов высокотемпературных
датчиков, термоизмерительных приборов,
лабораторных электропечей.
Учитель открывает третью страницу журнала «Золото» и предоставляет слово третьему выступающему ученику.
Золото
Золото – «царь» металлов. В разных странах
его называли по-разному. У древнегерманских
народов его именовали «чело», а английское и
немецкое название золота – «гольд», что значит
жёлтый. В Египте его называли «нуб» по названию
нубийских месторождений. Алхимический знак
золота совпадает со знаком, обозначающим солнце.
Символ Аu произведён от латинского названия
«аурум» - т.е. «жёлтый» и связан с жёлтым цветом
металла.
В природе золото встречается обычно в самородном
состоянии. Человек знал свойства этого металла с
древнейших времён. В гробнице египетского
фараона Тутанхамона (XIV век до нашей эры) были
обнаружены десятки килограмм золота: множество
золотых украшений, драгоценностей, и, что
самое поразительное – один из четырёх
саркофагов фараона был из чистого золота, вес
которого составлял 110,4 кг. (На экране
воспроизводится видеофрагмент «гробница
египетского фараона Тутанхамона»). Данные,
полученные при археологических раскопках,
позволили установить, что золото применялось
для изготовления украшений, а иногда и оружия в
древнем Египте, Месопотамии, Индии, Китае. Золото
прекрасно вытягивается, его можно ковать и
вытягивать в настолько тонкие листочки, что они
просвечиваются. Эти свойства сделали золото
материалом для ювелиров. Необычайное
постоянство внешнего вида – золото не
окисляется на воздухе и не растворимо в
большинстве кислот – привело учёных древности к
выводу, что золото есть совершеннейший металл –
«царь» металлов. Алхимики своей главной задачей
считали превращение всех металлов в золото.
Эта невыполнимая задача отняла много сил и
времени у нескольких поколений учёных.
Возникает вопрос: сейчас, в наше время можно ли получить золото из других металлов? Да, можно, с помощью ядерных реакций, но делать это в больших масштабах бессмысленно – такое золото стоило бы гораздо дороже, чем добываемое из природных месторождений.
В природе золото находится в основном в
самородном состоянии. Причина этого заключается
в малой химической активности этого металла. В
самородном состоянии золото встречается в
виде мелких вкраплений в форме листочков, зёрен и
других частиц. Редко встречаются и крупные
самородки. Есть золото и в водах океанов (в очень
малых концентрациях). В живых организмах также
найдено золото в малых концентрациях.
Самородное золото встречается и в минералах
(например, известно соединение золота с теллуром
АuTе2), но они не играют большой роли в
золоторудной промышленности. Самородное золото
извлекают из руд, если его содержание на 1 тонну
руды составляет 2-4 грамма. Золото содержится как
примесь во многих медных и полиметаллических
рудах.
Процесс промышленного получения золота
заключается в отделении его от сопутствующих ему
соединений и пустой руды.
Свойства золота.
Золото – очень красивый, ярко-жёлтый металл.
При солнечном свете блестит и сверкает.
Мягкий и ковкий металл. Температура его
плавления равна 1060оС, кипения 2677оС.
Удельный вес чистого золота равен 19,37, а
природного 15-16.
Золото чрезвычайно стойко к химическим
воздействиям. Ни кислород, ни вода, ни кислоты
совершенно не изменяют блестящую жёлтую
поверхность этого металла. Оно неизменно в самой
активной среде. Растворяется золото только в
«царской водке» – т.е. в смеси двух сильных
кислот – соляной и азотной. «Царская водка»
действительно быстро растворяет золото. Этот
факт был известен ещё алхимикам. Суть реакции в
том, что азотная кислота, как хороший окислитель,
образует на металле тонкую плёнку оксида, а
соляная кислота растворяет эту плёнку. Основную
роль в реакции играет хлор, получающийся при
окислении соляной кислоты азотной. Реакция идёт
по уравнению:
Au + HNO3 +3HCl = AuCl3 + NO + 2H2O
В особых условиях золото может реагировать и с другими веществами и смесями. Так, при нагревании золота до 150оС в атмосфере хлора золото реагирует с ним и образуется хлорид золота AuCl3. Подобная реакция идёт и с фтором, и с бромом. При нагревании золото реагирует со смесью серной и марганцевой кислот, с селеновой кислотой и другими веществами.
В России на Урале около Екатеринбурга на реке
Берёзовке в 1745 году было открыто месторождение
жильного золота (см. карту). Нашёл его
крестьянин Ерофей Марков. Позднее в 1814 году на
Урале было впервые налажено промышленное
производство золота. Во второй половине XIX века
были открыты россыпи золота на реке Лене в
Сибири. Это были сказочные богатства. Ещё большие
богатства были открыты в начале XX века на Алдане.
Основная доля золота попала в банки. И по сей день
золото хранится в хранилищах государственных
банков. Много изделий из золота хранится в
ювелирных магазинах, а самые старинные и
драгоценные – это музейные экспонаты (на экране
– видеофрагмент «Музейные экспонаты Оружейной
палаты – изделия из золота, серебра, платины:
шапка алмазная, Евангелие, шлем, потир, братина).
С древнейших времён золото служило материалом
для монет. Так называемые «пробы» на ювелирных
изделиях указывают число частей золота в 1000
частях сплава. Так, например, проба 750 значит, что
на 1000 частей сплава приходится 750 частей золота.
Золото используют также в виде сплавов с
платиной для изготовления специальной
химической аппаратуры. Применяется этот металл и
в медицине (для лечения некоторых болезней и в
стоматологической практике). Но главное
использование металла – это валютные цели.
3. Выполнение демонстрационного опыта: реакция «серебряного зеркала»(проводить опыт может учитель или ученик)
Качественной реакцией на альдегиды является реакция «серебряного зеркала». Для её осуществления в пробирку наливают аммиачный раствор оксида серебра Ag2O, добавляют раствор альдегида и нагревают пробирку. Происходит следующая реакция:
Восстановленное серебро оседает на стенках пробирки в виде блестящего налёта, а альдегид окисляется в соответствующую кислоту. Данная реакция используется в промышленности для производства зеркал, серебрения украшений и ёлочных игрушек.
4. Заключение
Учитель: Сегодня на уроке, перелистывая страницы журнала «Благородные металлы», вы узнали много интересного о самых красивых металлах – серебре, золоте, платине. Понятно, что на одном уроке мы не можем рассказать о них всё. Надеемся, что вас заинтересовал этот увлекательный мир – мир металлов.
Закончить наш устный журнал хотелось бы пословицами и поговорками, сложенными о благородных металлах народом:
- Слово – серебро, молчание – золото.
- Не всё то золото, что блестит.
- Золото моем, а сами голосом воем.
- Золото и в грязи блестит.
- Мал золотник, да дорог.