Бинарный урок.Металлы, сплавы.Влияние металлов на живые организмы.
Молодежненская общеобразовательная школа I-III ступеней №2
Симферопольской райгосадминистрации в Республике Крым
Бинарный урок (химия, биология)
Металлы, сплавы.Влияние металлов на живые организмы.
Из опыта работы учителя
химии Яковлевой М.А.
и учителя биологии Смаглий О.А.
п.Молодежное 2014 г.
ТЕМА: Металлы и сплавы. Влияние металлов на живые организмы.
Эпиграф: «Природа не признает шуток; она всегда правдива, всегда серьезна, всегда строга; она всегда права, ошибки же и заблуждения исходят от людей» (В.Гете).
2. ЗАДАЧИ:
Образовательная:
Повторить с учащимися положение металлов в ПСХЭ, особенности строения их атомов и кристаллов, металлическую химическую связь и кристаллическую металлическую решетку. Обобщить знания учащихся, полученные ранее при рассмотрении общих химических свойств металлов; способах получения металлов.На основании знаний учащихся о строении атомов металлов, об особенностях химической связи, свойствах металлов – простых веществ, познакомить учащихся с распространением металлов в природе, с природными соединениями металлов и с самородными металлами; сплавами.
Развивающая:
Развивать умение учащихся анализировать, сравнивать, обобщать и де лать выводы на основании уже имеющихся и вновь полученных зна ний как по химии, так и по другим дисциплинам. Прививать навыки поисковой и самостоятельной работы. Продолжить работу над формированием навыков по применению знаний при решении теоретических и практических задач, формирование предметной компетентности.
Воспитательная
Содействовать в ходе урока формированию научного мировоззрения, коммуникативной и информационной компетенции.
3. ТИП УРОКА: комбинированный.
4. ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ: Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, электрохимический ряд напряжений металлов, коллекция образцов металлов и сплавов.
5. МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ: наглядные, репродуктивные, практические, частично-поисковые, интерактивные, пояснительно-иллюстративные.
Структура урока
Организационный этап
Целевая установка
Актуализация опорных знаний
Изучение нового материала
Металлургия.
Сплавы.
Состав и применение некоторых сплавов.
Влияние металлов на живые организмы.
Закрепление и обобщение знаний
Домашнее задание
Подведение итогов урока
Конспект урока
1.Организационный момент
Здравствуйте, ребята. Сегодня мы с вами продолжим путешествие в мир металлов: мы не только будем исследовать настоящее, но и заглянем в далекое прошлое.
2. Целевая установка
«Металлы отверзают недро земное к плодородию; металлы служат нам в ловлении земных и морских животных для пропитания нашего; металлы облегчают купечество удобною к сему монетою... И кратко сказать, ни едино художество, ни едино ремесло простое употребление металлов миновать не может.» М.В. Ломоносов
Для начала давайте узнаем тему сегодняшнего урока.(На экране демонстрируются фотографии различных изделий из алюминия, железа, сплавов, металлургических производств и т.п.)
Задаются вопросы:
1.Что объединяет эти фотографии?
2.Каким образом они касаются темы нашего урока?
(СЛАЙД №1- на мультимедийной доске открыта тема урока, цель)
Вы знаете, что роль металлов в неживой природе очень велика: к ним относятся 92 из 114 химических элементов, входящих в периодическую таблицу. Сегодня мы с вами поговорим о роли металлов в живой природе. К живой природе относятся все живые организмы, в том числе и человек, поэтому с ролью металлов в живой природе мы познакомимся на примере организма человека
Актуализация опорных знаний.
Часы истории человечества стали отсчитывать время быстрее, когда в его жизнь вошли металлы и их сплавы. Век каменный сменился веком медным, потом - бронзовым, а затем веком железным. Заглянем в историю. (Презентация «Историческая справка»)
Прежде чем приступить к рассмотрению нового материала, давайте повторим то, что мы уже знаем о металлах, а именно физические и химические свойства металлов.
1) Фронтальный опрос.
Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева поможет нам обобщить свойства металлов как химических элементов.
Химические элементы и их соединения, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма в сравнительно больших количествах, называются макроэлементами, а элементы, требующиеся организмам в крайне малых количествах, – микроэлементами. Среди микроэлементов также есть и металлы. Воспользовавшись таблицей, попробуйте назвать их. Из данных таблицы видно, насколько разнообразны металлы, входящие в состав организма человека. Очевидно, что металлы необходимы клеткам тела человека для нормальной жизнедеятельности. Как избыток, так и недостаток металлов оказывает отрицательное влияние на организм, а некоторые металлы могут оказывать даже токсичное влияние.
Какие элементы называют металлами? Дайте определение. (Металлы – это химические элементы, атомы которых отдают электроны внешнего, а некоторые – и предвнешнего электронного слоя, превращаясь в положительные ионы).
Укажите положение металлов в ПСХЭ. (Левый нижний угол от диагонали бор – астат).
Что происходит со свойствами металлов в главных подгруппах? В периодах? (Работа с ПСХЭ).
Чем являются металлы в соединениях? (Восстановители).
Какова роль металлов как простых веществ? (Выступления учащихся).
Какой вид химической связи характерен для металлов? (Металлическая).
Какая кристаллическая решетка присуща металлам? (Металлическая).
Какие физические свойства характерны для металлов? (Металлический блеск, пластичность, высокая теплопроводность, электропроводимость, твердость, прочность, магнитные свойства).
(СЛАЙД №2- химические и физические свойства металлов - по щелчку)
4. Изучение нового материала
М.В. Ломоносов в своем трактате "Слове о пользе химии" так писал о роли металлов в жизни человека: "Металлы подают укрепление и красоту важнейшим вещам в обществе потребным... И кратко сказать ни едино ремесло, ни едино художество простое употребление металлов миновать не может". Но применять металлы человечество научилось задолго до наших дней.
Металлургия-наука о промышленных способах получения металлов.
Металлургию подразделяют на:
Черную(железо и его сплавы)
Цветную (цветные металлы)
Цветные металлы в соответствии с их свойствами делят на:
Легкие (титан, алюминий, магний, щелочные и щелочно-земельные металлы)
Тяжелые (медь, свинец, никель, цинк, олово)
Благородные(золото, серебро, металлы платиновой группы)
Редкие
(СЛАЙД №3- металлургия)
Сплавы
Сплав макроскопически однородный металлический [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], состоящий из [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] двух или большего числа [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] с преобладанием [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] компонентов.
Сплавы состоят из основы (одного или нескольких металлов), малых добавок специально вводимых в сплав [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и модифицирующих элементов, а также из не удаленных примесей (природных, технологических и случайных).Сплавы являются одним из основных конструкционных материалов. Среди них наибольшее значение имеют сплавы на основе [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. В технике применяется более 5 тыс. сплавов.
По способу изготовления сплавов различают литые и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] сплавы.
Литые сплавы получают кристаллизацией расплава смешанных компонентов.
Порошковые прессованием смеси порошков с последующим [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] при высокой температуре. Компонентами порошкового сплава могут быть не только порошки [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], но и порошки [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Например, основными компонентами [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] являются [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] или [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
По способу получения заготовки (изделия) различают:
литейные (например, чугуны, силумины);
деформируемые (например, стали)
порошковые сплавы.
В твердом агрегатном состоянии сплав может быть гомогенным (однородным, однофазным состоит из кристаллитов одного типа) и гетерогенным (неоднородным, многофазным). В сплаве могут присутствовать: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (в том числе карбиды, нитриды, интерметаллиды) и кристаллиты [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].Уже в глубокой древности человеку были известны семь металлов: золото, серебро, медь, олово, свинец, железо и ртуть. Из этих металлов человек вначале познакомился с теми, которые в природе встречаются в самородном виде. Это золото, серебро и медь. Остальные четыре металла вошли в жизнь человека после того, как он научился добывать их из руд с помощью огня.
.(СЛАЙД №4-сплавы)
Состав и применение некоторых сплавов.
Рассмотрение и анализ таблицы и коллекции металлов и сплавов находящихся на партах учеников.
(СЛАЙД №5-таблица состав и применение некоторых сплавов).
Влияние металлов на живые организмы.
А сейчас вам предоставляется возможность послушать выступления одноклассников о том, как в прошлом использовали целебные свойства металлов
Ученик 1. Золото.
Средневековые алхимики считали золото совершенством, а остальные металлы – ошибкой в акте творения и, как известно, прикладывали большие усилия для ликвидации этой ошибки. Идею введения золота в медицинскую практику приписывают Парацельсу, который провозгласил, что целью химии должно быть не превращение металлов в золото, а приготовление лекарств. Лекарственные препараты из золота и его соединений пытались применять при многих заболеваниях. Им лечили проказу, волчанку, туберкулез. У людей, чувствительных к золоту, оно может вызвать нарушение состава крови, реакцию со стороны употребляется термин «золотой»: «золотые руки», «золотая осень», «золотое сердце». Часто хлопок называют «белым золотом», пушнину – «мягким золотом», нефть – «черным золотом».
Ученик 2. Медь.
В человеческом организме наибольшее количество меди содержится в мозге и печени, и одно это обстоятельство указывает на ее важность в жизнедеятельности. Обнаружено, что при болях повышается концентрация меди в крови и спинномозговой жидкости. В Сирии и Египте новорожденным для профилактики рахита и эпилепсии надевают медные браслеты.
Ученик 3. Алюминий.
Алюминиевую посуду называют посудой бедняков, так как этот металл способствует развитию старческого атеросклероза. При приготовлении пищи в такой посуде алюминий частично переходит в организм, где и накапливается.
Картинки с изображением плодов и фруктов. В них есть металлы. Например, чеснок – единственный продукт питания, содержащий германий, от которого зависит крепость кровеносных сосудов. Кукуруза содержит золото, обеспечивающее работу нервной системы.
Учитель: Какой металл содержится в яблоках?
Ученики: Железо.
Учитель: Какова его биологическая роль? В таблице Д.И. Менделеева трудно найти какой-либо иной элемент, с которым так неразрывно связывалась бы жизнь всего человечества. Нет в таблице другого такого элемента, при участии которого проливалось бы столько крови, терялось бы столько жизней, происходило бы столько несчастий.
Биохимики открыли важную роль железа в жизни растений, животных и человека. Входя в состав чрезвычайно сложно построенного органического соединения, называемого гемоглобином, железо обусловливает красную окраску этого вещества, от которого в свою очередь зависит цвет крови человека и животных. В организме взрослого человека содержится без малого 3 г чистого железа, 75% которого входит в состав гемоглобина. Основная роль гемоглобина – перенос кислорода из легких к тканям, а в обратном направлении – углекислого газа. Недостаточное содержание железа приводит к головной боли, быстрой утомляемости.
Учитель: Какие последствия для человеческого организма может иметь удаление из него всех металлов?
Многие токсичные металлы имеют химическое сходство с биологически важными металлами, поэтому первые легко включаются в круговорот последних в экосистемах и выключают работу ферментов в организме. Презентация слайд 9, (Приложение 5 таблица)
Выводы:
1. Хозяйственная деятельность человека существенно повлияла на биогеохимические циклы многих элементов в биосфере. С помощью трех ударных сил, оказывающих наиболее сильное воздействие на окружающую среду: сельское хозяйство, энергетика, промышленное производство – человек значительно изменил биосферные потоки металлов, например ( Pb, Cu, Fe, Hg)
2. Многие экологические проблемы рождены несбалансированностью циклов многих элементов, которые, в свою очередь, вызваны опять-таки деятельностью человека. Так, хозяйственные выбросы Pb, Cd, Zn, токсичные для живых организмов, превосходят естественные потоки этих металлов в биосфере в 18,5 и 3 раза, для Hg, Ni – в 2-3- раза.
IV. Подведение итогов урока.
Наш урок почти закончен. Осталось еще раз вспомнить, о чем вы сегодня узнали и ответить на вопросы:
(сценка про физические свойства и применение металлов)
Назвать пути проникновения металлов в организм человека и местами накопления.
Объясните биологическую роль металлов.
Какова взаимосвязь между состоянием организма человека и состоянием окружающей среды?
V. Домашнее задание.
(1 уровень). Рассмотреть способы проникновения, места скопления и влияние на организм ионов натрия, калия, кальция и железа, воспользовавшись справочными данными. Результаты представить в виде таблицы в тетради.
(2 уровень). Составьте схему проникновения свинца в организм человека.
(3 уровень).Тесты.
VI. Заключение урока.
Литература.
Габриелян О.С. Настольная книга учителя химии. 9 класс. – М.: Блик и К°, 2001. – 397 с.
Габриелян О.С., Лысова Г.Г. методическое пособие. Химия 11 класс. – М.: Дрофа, 2003. – 156 с.
Егоров А.С., Иванченко Н.М., Шацкая К.П. Химия внутри нас. – Ростов-на- Дону.: Феникс, 2004. – 180 с.
Колтун М. Мир химии. – М.: Детская литература, 1988. – 303 с.
Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Начала химии. – М.: Экзамен, оникс 21 век, 2001.– 719 с.
Ледовская Е.М. Металлы в организме человека.//Химия в школе. – 2005. – №3.– С. 44 – 47.
Сгибнева Е.П., Скачков А.В. Современные открытые уроки химии. 8- 9 классы. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. – 318 с.
Аликберова Л., Занимательная химия: Книга для учащихся, учителей и родителей. – М.: АСТ-ПРЕСС, 1999г.
15