Цели урока:
- усвоение учащимися состава азотных, фосфорных, калийных удобрений и их биологической роли,
- развитие умений применять имеющиеся знания в новых ситуациях,
- закрепление знаний о единстве живого и неживого,
- развитие интереса к истории и новым фактам науки.
Оборудование и реактивы: набор удобрений, вода, растворы нитрата серебра и ацетата натрия, два образца в пробирках, держалка, стенгазета "Роль ученых в развитии агрохимии", задания к уроку.
Ход урока
I. Актуализация знаний
Учитель:
Орешек знаний тверд,
Но всё же мы не привыкли отступать.
Нам расколоть его поможет
Желание «хочу больше знать!»
С таким желанием начнем урок.
В наши дни потребительские отношение к природе, расходование ее ресурсов без осуществления мер по их восстановлению уходит в прошлое. Не каждый регион, не каждый район может гордиться плодородием своей почвы, но любое наземное природное сообщество, тем более человек, своим существованием обязаны почве. Почему?
Ответ учащихся: Почва является средой обитания единственных на Земле автотрофных организмов - растений. Только растения из неорганических веществ синтезируют органические вещества. Все остальные - животные, люди - потребители органических веществ. Вот почему мы обязаны почве.
Учитель: Поэтому мы должны знать, как поддерживать и приумножить плодородие почвы.
Изучение вопросов питания растений и повышения их урожайности путем применения минеральных удобрений является предметом агрохимии. Тема нашего урока «Минеральные удобрения».
II. Домашнее задание
Учить стр.98-99, 108-110 [4]
Чтобы успешно выполнить домашнее задание, на уроке должны знать классификацию удобрений, их состав и влияние удобрений на развитие растений.
Для решения этих задач будем опираться на знания, полученные на предыдущих уроках химии и биологии.
III. Изучение новой темы
Учитель: Основоположниками агрохимии являются немецкий ученый Либих. Юстус, в России Д.И.Менделеев, позже идеи Менделеева развивал Д.Н.Прянишников. Называя фамилию Д.И.Менделеева, я не ошиблась. Да, это тот ученый, который более 150 лет тому назад открыл Периодический закон химических элементов.
Как же были решены вопросы повышения плодородия почвы Д.И.Менделеевым?
Сообщение учащегося: Будучи великим естествоиспытателем, Д.И.Менделеев придавал большое значение экспериментальным исследованиям. Чтобы знать, как реагируют растения на те или иные питательные вещества при корневом питании, какую дозу и как вносить минеральные удобрения, он впервые в России поставил полевые опыты на полях своего имения в подмосковном селе Боблово. Ученый сам составил программу опытов, осуществил их закладку, проводил наблюдения, делал выводы, впоследствии привлек к этой работе студентов сельхозакадемии, в числе которых был и будущий ученый К.А.Тимирязев.
За 5-6 лет запущенное и отсталое имение превратилось в образцовое, его урожай в 3 раза превышал урожаи соседних мужиков. В результате Менделеев заложил основы научного земледелия.
Учитель: Менделеев разработал оптимальные соотношения употребления минеральных удобрений содержанием каких питательных элементов?
Ответ учащихся: Азота, фосфора, калия.
Учитель: Какое влияние оказывает азот на растения?
Сообщение учащегося: При недостатке азота задерживается образование зеленой части растений - листьев, стеблей. Растения плохо растут, листья становятся бледно-зелеными и даже желтеют. Азот - обязательная часть белков и нуклеиновых кислот. При среднем урожае пшеницы за один сезон выносится до 75 кг азота с каждого гектара земли.
Учитель: Какие же азотные удобрения производят в Менделеевском заводе? У вас на столе находятся образцы удобрений. Используя таблицу 17 на стр. 99 [4], напишите формулы данных азотных удобрений (работа в группах).
Азотные удобрения характеризуются содержанием азота.
Выполнение задачи №1 (см. задания к уроку; 1, 2 группы решают 1а; 3, 4 группы - 1б; 5, 6 группы - 1в. В каждой группе ответственные проверяют выполнение заданий и оценивают их). Обучающиеся сообщают значение массовой доли азота в каждом удобрении.
Во время встречи главный агроном района сообщил, что самым лучшим азотным удобрением для почвы нашего региона является нитрат аммония. Решив задачу, мы в этом убедились.
Выполнение задачи №2 (в каждой группе ответственные проверяют выполнение задачи и оценивают работу каждого).
Учитель: Огромное значение для человека играет фосфор. Суточная потребность организма человека в фосфоре составляет до 1,5 г, он входит в состав нуклеиновых кислот, АТФ, ферментов, костной, нервной ткани. Недостаток фосфора вызывает нарушение обмена веществ в организме, поэтому академик А.Е.Ферсман фосфор назвал «элементом жизни и мысли». Поставщиком фосфора в организм человека и животных являются растения. Как же влияет фосфор на рост и развитие растений?
Сообщение учащегося: Энергия солнечного света в процессе фотосинтеза накапливается в растениях в виде АТФ только при достаточном количестве фосфорных соединений в клетке. Усиленное снабжение растения фосфором позволяет получать более ранний урожай и высокого качества. При недостатке фосфора плодоношение уменьшается и созревание плодов сильно замедляется.
Учитель: Наличие природных соединений - фосфоритов дает возможность производить фосфорные удобрения в соседней Кировской области. В состав фосфорита входит нерастворимый в воде фосфат кальция. Чтобы привести его в усвояемое растениями состояние в производстве используются два метода:
1) ↓Ca3(PO4)2 + 2Н2SO4 = 2CaSO4 + Са(Н2PO4)2
CaSO4 + Са(Н2PO4)2 - простой суперфосфат,
2) Ca3(PO4)2+ 4Н3PO4 = 3Са(Н2PO4)2
Са(Н2PO4)2 - двойной суперфосфат.
В нашей стране производятся разные фосфорные удобрения (работа по таблице 21 [4]).
Питательную ценность фосфорных удобрений условно выражают через массовую долю оксида фосфора (V). Например, содержание оксида фосфора (V) вычисляется в двойном суперфосфате соотношением относительной молекулярной массы оксида фосфора (V) на относительную молекулярную массу двойного суперфосфата:
ɷ (P2O5) = [ Mr (P2O5) / Mr (Ca (H2PO4)2)] * 100% = (142 / 234) *100% = 60,7%
Выполнение лабораторной работы (см. задание к уроку №3) и обсуждение результатов исследования.
Учитель: В корневом питании растений важное значение имеют калийные удобрения.
Сообщение учащегося: Калий ускоряет процесс фотосинтеза и содействует накоплению углеводов: сахара в сахарной свекле, крахмала в картофеле, а у злаковых - пшеницы, ржи, риса - он способствует укреплению стебля и устраняет их полегание. Калий откладывается в стебле. Поэтому современная зерноуборочная техника и измельчает солому, и разбрасывает ее по всей площади поля, так и частично пополняет убыль калия.
Недостаток калия вызывает куполообразное закручивание листьев, на них появляются ржавые крапинки.
Выполнение задачи №4. (в каждой группе ответственные проверяют выполнение задачи и оценивают работу каждого)
Учитель: Как получают калийные удобрения?
Сообщение учащегося: Источником получения калийных удобрений служат естественные отложения калийных солей в районе Соликамска, на большой площади между верховьями р. Кама и предгорьями Урала, на территории Пермского края. Это минералы карналлит, содержащий хлориды калия и магния (КCl * MgCl2 * 6Н2O) и сильвинит, содержащий хлориды калия и натрия (КCl * NaCl).
Учитель: Калийные удобрения условно оцениваются содержанием оксида калия К2О:
ɷ (K2O) = [ Mr (K2O) / 2Mr (KCl) ] * 100% = (94 / 2*74,5) *100% = 63,1%
Получаемая при сжигании растительных материалов зола является качественным, в то же время дешевым и приемлемым калийным удобрением. В ее состав входит карбонат калия. Вычислите питательную ценность этого удобрения (выполнение задачи).
IV. Заключение
Учитель: Почва тем замечательна, что может восстанавливаться. Главное, ценить ее и рационально ею пользоваться. Только тогда у каждого на столе будут вкусный пышный каравай и другие продукты питания, а полноценное питание - залог здоровья.
Учитель оценивает работу учащихся.
Задания к уроку по теме «Минеральные удобрения», 9 класс
1. Сопоставьте массовые доли азота в следующих удобрениях:
а) нитрат калия,
б) нитрат натрия,
в) нитрат аммония.
2. Вычислите массу нитрата аммония, который вносят на поля ООО им. Токарликова площадью 100 га, если масса внесенного азота на 1 га составляет 60 кг.
3. Лабораторная работа. В двух пробирках даны образцы разных удобрений. Определите, в какой пробирке содержится фосфорное удобрение. Как вы думаете, когда: осенью или весной вносить это фосфорное удобрение в почву? Почему?
4. Какую массу 4%-го раствора можно приготовить из 120 кг хлорида калия для подкормки капусты на полях ООО «Агросоюз»?
Список литературы
- В.Кармазин «Наш хлеб», М., Из-во «Правда», 1986.
- Н.Л.Глинка «Общая химия», М., «Интеграл-Пресс», 2005.
- И.Г.Хомченко Сборник задач и упражнений по химии для средней школы, М., «Новая волна», 2023.
- Г.Е.Рудзитис, Ф.Г.Фельдман «Химия 9», М., «Просвещение», 2022.