Интегрированный урок химии и биологии "Соли в повседневной жизни человека". 9-й класс

(сообщение)

Известно, что охотники, уходя из таежного приюта, непременно оставляют для случайных путников спички и соль. Поваренная соль совершенно необходима для жизнедеятельности организма человека и животных. Недостаток этой соли приводит к функциональным и органическим расстройствам: могут возникать спазмы гладкой мускулатуры, иногда поражаются нервные центры. Длительное солевое голодание может привести к гибели организма. Суточная потребность в поваренной соли взрослого человека составляет 10-15 г. В условиях жаркого климата потребность в соли возрастает до 25-30 г. Это связано с тем, что хлорид натрия выводится из тела человека с потом и для восстановления его потерь в организм нужно вводить больше соли. При работе в горячих цехах и в условиях сухого и жаркого климата врачи рекомендуют пить подсоленную воду (0,3-0,5%-ный раствор поваренной соли), так как соль способствует удержанию воды в тканях.
Если не давать животному пищи, то через какое-то время оно погибнет от истощения организма. Если животное кормить без ограничения, но обессоленной пищей, то оно умрет еще быстрее. Поваренная соль служит источником образования в желудке соляной (хлороводородной) кислоты, которая является составной частью желудочного сока. Суточное количество желудочного сока взрослого человека достигает 2 л. Его кислотность характеризуется значением рН, равным 1,5-2,0.
При пониженной кислотности врачи прописывают пациенту слабый водный раствор соляной (хлороводородной) кислоты, а при повышенной  больной испытывает изжогу, и ему рекомендуют принимать питьевую соду. Она нейтрализует избыток кислоты в соответствии с уравнением:

НС1 + NaHCО₃ = NaCl + СО₂ + Н₂О

(сообщение)

Однако хлорид натрия нужен организму человека или животного не только для образования соляной кислоты в желудочном соке. Эта соль входит в тканевые жидкости и в состав крови. В последней ее концентрация равна 0,5-0,6 %.
Водные растворы NaCl в медицине используют в качестве кровезамещающих жидкостей после кровотечений и при явлениях шока. Уменьшение содержания NaCl в плазме крови приводит к нарушению обмена веществ в организме.
Не получая NaCl извне, организм отдает его из крови и тканей.
Хлорид натрия способствует задерживанию воды в организме, что, в свою очередь, приводит к повышению артериального давления. Поэтому при гипертонической болезни, ожирении, отеках врачи рекомендуют снижать суточное потребление поваренной соли. Избыток в организме NaCl может вызвать острое отравление и привести к параличу нервной системы.
Организм человека быстро реагирует на нарушение солевого баланса появлением мышечной слабости, быстрой утомляемостью, потерей аппетита, возникновением неутолимой жажды.

сообщение +
презентация (Приложение 1)

Соль служила существенным источником пополнения казны, была важным предметом торговли. Из-за соли велись кровопролитные войны между соседними народами, а по причине непомерно высоких налогов, устанавливаемых на соль, происходили народные восстания (соляные бунты). В некоторых странах соль выполняла даже роль денежной единицы. Венецианский путешественник Марко Поло, посетивший Китай в 1286 г., описал использовавшиеся там монеты из кристаллов каменной соли.
Организм первобытного человека получал необходимое количество соли с пищей животного происхождения. Однако потребности организма заставляли искать ее в более концентрированном виде. Давно было обнаружено, что некоторые растения имеют приятный соленый вкус. Такие растения сушились, а затем сжигались в костре. Получающуюся золу использовали в качестве приправы к пище.
Позднее люди научились поливать горящие в костре куски дерева соленой водой из моря или озера и оставшуюся золу также использовать в пищу.
Уже за две тысячи лет до н. э. китайцы научились получать поваренную соль выпариванием морской воды. На севере нашей страны морская вода выпаривалась (варилась) в больших чанах, а источником энергии служили дрова. Поморы давно заметили, что при замерзании морской воды лёд получается несоленым, а оставшаяся незамерзшей вода становится гораздо солонее. Расплавляя лед, можно получать пресную воду из морской, а из рассола вываривать поваренную соль. Все, кто пробовал на вкус морскую воду, помнят, что она имеет горьковатый привкус и мало похожа на водный раствор поваренной соли. Это означает, что в морской воде кроме хлорида натрия содержатся другие соли.
Многие знают, что поваренная соль, находящаяся на влажном воздухе, отсыревает.
Чистый хлорид натрия – негигроскопичное вещество, т. е. не притягивает влагу. Гигроскопичны хлориды магния и кальция. Их примеси почти всегда содержатся в поваренной соли и благодаря им происходит поглощение влаги.
В удаленных от моря районах иногда встречаются подземные соляные источники. Люди издавна использовали их для вываривания соли. В нашей стране уже со времени владычества татарского хана Батыя и его потомков поваренная соль добывалась из озер Нижнего Поволжья, местности с сухим и жарким климатом. В созвездии соленых озер этого района особенно выделяются озера Эльтон и Баскунчак. Промышленная эксплуатация озера Эльтон осуществляется более полутора веков. Свежеосажденная соль за многие геологические периоды преобразовалась в осадочную породу – каменную соль. Окраска и прозрачность которой, зависят от характера примесей.
Исследования озера Эльтон показали, что его донная толща состоит из двух мощных пластов каменной соли, разделенных слоем глины. Толщина нижнего слоя в среднем равна 14,4 м, а верхнего, выстилающего дно, – 18,25 м. Этот слой простирается более чем на 150 км².
Озеро Эльтон имеет большой запас поваренной соли, но еще более богато этой солью озеро Баскунчак, которое и является в настоящее время основной сырьевой базой в Нижнем Поволжье.
В земной коре довольно часто встречаются пласты каменной соли. Считают, что они получаются при деформации земной коры с пластами осадочных пород, образовавшихся в результате выпаривания морской воды или вод соленых озер. Каменная соль при деформациях выдавливается вверх с образованием сплошных соляных куполов, обычно имеющих в плане округлую форму и достигающих нескольких километров в диаметре. Одно из таких давно разведанных месторождений каменной соли расположено близ г. Илецка в Оренбургской области. Соляной купол этого месторождения простирается на 2 км в длину, 1 км в ширину и уходит вглубь также на 1 км.
В Пермской области эксплуатируется богатейшее месторождение   сильвинита.   Это   соляная   горная   порода,   состоящая   из хлоридов калия и натрия. При его переработке на удобрение извлекается КС1, a NaCl является отходом. Путем простой промывки водой (КС1 растворяется лучше, чем NaCl) получается техническая соль с 98%-ным содержанием NaCl.

сообщение + презентация (Приложение 1)

Поваренная соль является важнейшим сырьем химической промышленности. Из нее получают соду, хлор, хлороводородную кислоту, гидроксид натрия, металлический натрий.
При изучении свойств почв ученые установили, что будучи пропитанными хлоридом натрия, они не пропускают воду. Это открытие было использовано при строительстве оросительных каналов и водоемов. Если дно водоема покрыть слоем земли, пропитанной NaCl, то утечки воды не происходит. Для этой цели, конечно, применяют техническую соль. Строители используют хлорид натрия для устранения смерзания почвы зимой. Для этого участки грунта, которые планируется вынимать, осенью густо посыпают NaCl. В этом случае в сильные морозы данные участки земли остаются мягкими.
Химики хорошо знают, что смешением мелкоизмельченного льда с поваренной солью можно получить эффективную охлаждающую смесь. Это свойство смеси льда и поваренной соли могут с успехом использовать  и домохозяйки.
Поваренная соль обладает слабыми антисептическими свойствами. Развитие гнилостных бактерий прекращается при ее содержании в воде в количестве 10-15 %. Это свойство широко используют в пищевой промышленности и при сохранении пищевых продуктов в домашних условиях.

2NaHCO₃ = Na₂CO₃ + СО₂ + Н₂О

Опыт  «Растворение питьевой соды в воде»

Опыт «Исследование реакции среды раствора питьевой соды».

Вследствие  гидролиза раствор питьевой соды имеет щелочную среду (универсальная индикаторная бумага показывает рН 8-9), записывают уравнение реакции.

Рядом с содой нельзя хранить кислоты.

Опыт «Взаимодействие раствора соды с (борной, лимонной и уксусной) кислотами»:

СН₃СООН + NaHCO₃ = CH₃COONa + Н₂О + СО₃

Эта реакция служит качественной реакцией на ион НСО₃^–.

В кондитерском деле: при нагревании сода разлагается с выделением углекислого газа, что делает тесто пышным.
В медицине: для снятия боли в горле (2 чайные ложки соды на стакан теплой воды, полоскать 5-6 раз в день), при обильном насморке (закапывать в нос содовый раствор), при изжоге (сода нейтрализует избыток кислоты в желудке, и улучшение наступает сразу; однако частое ее применение дает обратный эффект – выделение кислоты рефлекторно усиливается), для снятия зубной боли (полоскание рта раствором соды), для уменьшения жжения и зуда от укусов насекомых (несколько раз в день смазывать содовым раствором место укуса).
В качестве чистящего средства.
Для снижения жесткости воды.

К 50 мл 10 %-ного раствора хлорида кальция добавляют мыльную стружку – при встряхивании пенообразование слабое. В ту же пробирку добавляют немного соды и наблюдают хорошее пенообразование при встряхивании.

Обостренный интерес к нитратам (нитрат натрия, нитрат калия, нитрат аммония) возник во второй половине XX в., когда развитые страны стали переносить принципы промышленных технологий на сельскохозяйственное производство, не учитывая его экологических особенностей. Внесение неумеренных доз азотных удобрений на поля с целью резкого увеличения их продуктивности приводило к различным отрицательным последствиям, и прежде всего к накоплению излишнего количества нитратов в сельскохозяйственной продукции, это вызывало отравление людей, ухудшало их здоровье, что повлекло стойкую неприязнь к нитратам.
Нитраты одно из важнейших звеньев природного круговорота азота, без которого невозможно существование  биоты. Нитраты хорошо усваиваются растениями и под действием ферментов восстанавливаются до аммиака , который образует с альфа-кетокислотами  альфа-аминокислоты. Аминокислоты образуют  белки.
Если по каким-то причинам цепочка превращений нарушается, то нитраты накапливаются в растениях и их плодах. При малых количествах нитратов в пище они легко выводятся из животных организмов, но при их существенном избытке возникает опасность отравления. Токсичность нитратов вызвана тем, что в организмах теплокровных животных нитраты под действием микрофлоры кишечника восстанавливаются до нитритов и далее переходят в канцерогенные нитрозоамины. Кроме того, нитриты, всосавшись из кишечника в кровь, способны окислять железо гемоглобина крови, превращая его в неактивный метгемоглобин, что провоцирует нарушение дыхательной функции. При этом возникает кислородное голодание тканей, развивается анемия и возможно поражение ЦНС.

сообщение + презентация (Приложение 1)

Достаточно распространенный вид загрязнения, носящий сезонный характер, – загрязнение водоемов поваренной солью NaCl, которую используют для таяния льда и снега в зимнее время. Поваренная соль в широком диапазоне концентраций нетоксична для большинства живых организмов.
Для хлоридов нет общепринятых норм для внутренних водоемов, допустимая засоленность зависит от общей загрязненности воды. В среднем максимальная допустимая концентрация хлоридов составляет 2500 мг/л, при повышении общей загрязненности воды другими веществами этот порог снижается. При очень сильном загрязнении водоемов хлоридами происходит гибель высшей водной биоты – рыбы.
Содержание хлоридов в воде определяет и ее пригодность для питья и полива растений. Для питьевой воды значение ПДК 200мл/л, для полива растений 50-300 мг/л, в зависимости от вида.
Удобрения смываются с полей при их нерациональном использовании или, не усвоенные растениями, вымываются из почвы обильными дождями, попадают в грунтовые воды, а затем в поверхностные водоемы. Присутствующие в почве ионы NO₃^–, NH₄⁺, Н₂РО₄^–, HPO₄^2–, попадая со сточными водами в водоемы, способствуют их зарастанию фитопланктоном. Наряду с удобрениями источниками фосфатов служат моющие средства. Нитраты и фосфаты также образуются в водоемах в результате микробиологического разрушения органических отходов.

При наружном применении питьевая сода нейтрализует действие кислот, попавших на кожу (например, муравьиной – при укусах муравьев или ожогах крапивой). Определите массу муравьиной кислоты, которая может быть нейтрализована гидрокарбонатом натрия, содержащимся в 10мл 2 %-ного раствора. Плотность такого раствора равна 1,013 г/мл. (Ответ: 0,11 г.)

№ 2.

Проделать практические домашние работы: «Мытье посуды с помощью соды», «Приготовление напитка "Шипучка"». Рецепт напитка: смешать 1/4 чайной ложки питьевой соды, 1/2 чайной ложки лимонной кислоты, 1 чайную ложку сахара. Эту смесь высыпать в стакан с водой и перемешать. Вода приобретает кисловато-сладкий вкус. Если взять соды слишком много, то кислота прореагирует вся и вкус будет не кислый, а слегка горьковатый.