Тема: «Медь и цинк, их соединения»
Цель урока:Изучение свойств меди и цинка и их соединения.
Сформировать у учащихся представления о специфических свойствах металлов побочных подгрупп на примере меди и цинка, их соединений и об их двойственной роли в природной среде, о последствиях техногенного воздействия меди и цинка или их соединений на биологические системы.
Развивать логическое мышление, память
Воститывать трудолюбие.
Оборудование:
Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева;
Реактивы: Al, Zn, Cuo;
Растворы: CuCl2,HCl, ZnCl2, NaOH, CuSO4.
Ход урока.
1.Организационный момент
2.Опрос домашнего задания.
2 учащихся идут к доске и решают по карточкам.
1 карточка.
Закончить уравнения реакций и составить электронный баланс.
1) Ca+HNO3- (N2)
2) Ca+H2SO4- (SO2)
2 карточка.
Задача. На карбонат кальция подействовали 365 г 10%-ной соляной кислоты. Какой газ и сколько его по объему выделится?
Фронтальный опрос – беседа:
- Какие закономерности изменения химической активности проявляются у металлических элементов в главных подгруппах?
Химическая активность металлов главных подгрупп в периодах возрастает справа налево, а в группах – сверху вниз.
- Каким образом происходит заполнение электронами у металлов главных подгрупп?
Металлы главных подгрупп являются S- и P- элементами, поэтому у них происходит заполнение электронами последнего энергетического уровня S- и P-подуровней. Количество электронов на внешнем энергетическом уровне соответствует номеру группы, в которой находится металл.
-Какие закономерности изменения химической активности проявляются у металлических элементов в побочных подгруппах?
Химическая активность металлов побочных подгрупп возрастает в направлении снизу вверх, нежели в главных подгруппах.
-Каким образом происходит заполнение электронами у металлов побочных подгрупп?
Металлы побочных подгрупп являются в основном d-элементами, поэтому у них происходит заполнение электронами предпоследнего энергетического уровня d-подуровня, а на внешнем энергетическом уровне находятся два s-электрона. У некоторых элементов происходит «провал» наружных электронов и на внешнем уровне остается только по одному электрону.
-Какие общие закономерности проявляются у металлических элементов побочных подгрупп?
1.У р – элементов 3-4 групп максимальная положительная степень окисления совпадает с номером группы.
2. Некоторые d-элементы 8 группы, например, RU, OS также образует соединения, в которых максимальная степень окисления равна +8, т.е. соответствует номеру группы.
3. С увеличением степени окисления атомов металлов побочных подгрупп основные свойства их оксидов и гидроксидов уменьшаются, а кислотные – усиливаются.
-Какие из металлов побочных подгрупп имеют наибольшее практическое значение?
Наибольшее практическое значение имеют Cu,Zn, Ti, Cr, Fe. Их свойства и применение рассмотрим отдельно.
Объяснение нового материала.
Сегодня на уроке мы познакомимся с металлами: медью, цинком и их соединениями по следующему плану: (написано на доске)
Строение атомов
Нахождение в природе
Физические свойства
Химические свойства
Важнейшие соединения Cu и Zn
Получение
Применение
1.Строение атомов.
+29 Cu)2)8)18)1
+30 Zn)2)8)18)2
2.Нахождение в природе.
Медь и цинк встречаются в связанном виде и входят в состав следующих минералов:
Медный блеск Cu2S, куприт Cu2O, медный колчедан CuFeS2, цинковая обманка ZnS, цинковый шпат ZnCO3.
3.Физические свойства
Медь-металл светло-розового цвета, тягучий, вязкий, t пл=1083 C, отличный проводник электрического тока. Цинк – голубовато-серебристый металл. При обычной температуре хрупок, t пл=419,5 C4
4.Химические свойства.
Медь - химический малоактивный металл. Цинк - химический активный металл, но в воздухе он устойчив, т.к. покрывается тонким слоем оксида, предохраняющим его от дальнейшего окисления
Взаимодействие с простыми веществами ( CL2, О2, S) при повышенной температуре.
Взаимодействие со сложными веществами
Важнейшие соединения Сu и Zn
Соединения Сu:
1.СuО–оксид Сu - черное вещество
(демонстрация)
2) Сu(ОН)2-гидроксид меди, малорастворим в воде, голубого цвета.
3)Соли меди. Из солей меди наибольшее практическое значение имеет гидрат сульфата меди (2) CuSO4. 5H2O – медный купорос.
Соединения Zn:
1.ZnО- оксид цинка, белое вещество, практически нерастворим в воде.
2Zn(ОН)2-гидроксид цинка, амфотерный (Реагирует с кислотами и щелочами).
3.ZnCl2- хлорид цинка, используется при поиске металлов, 4.ZnSO4- сульфат цинка, применяют в качестве электролита и как микроудобрение.
5.Получение. Работа с учебниками стр.105-106
6.Применение. Работа с учебниками стр.107-108
Двойственная роль Сu и Zn в природной среде и последствия техногенного воздействия этих металлов и их соединений на биологические системы.
На эту тему выступают два докладчика.
Медь.
Антропогенные источники: промышленные выбросы, отходы предприятий цветной металлургии, выхлопные газы автотранспорта, медьсодержащие удобрения и пестициды, сжигание топлива. Биоиндикаторами на соединения меди при загрязнении ими среды могут служить птицы (изменение перового покрова), сине-зеленые водоросли, моллюски, щетинковые черви (изменение внешнего вида или гибель).
Биологическая роль меди исключительна: она входит в состав пигмента крови низших животных (гемоцианина) и высших животных (цитохром), участвует в процессах кроветворения и ферментативных реакциях в составе медьсодержащих энзимов. В организме человека медь, как и железо, играет важную роль в поддержании нормального состава крови. Присутствие меди необходимо для активации железа, накопленного в печени, в противном случае оно не сможет участвовать в образовании гемоглобина. Содержание меди в живом организме составляет 10 -4%. Концентрация меди в окружающей среде, в частности в почве, может быть лимитирующем фактором развития многих организмов. Как недостаток, так и избыток меди в организме вызывают заболевания у животных и растений. Например, известен факт заболевания домашнего скота анемией из-за недостатка в почве пастбищ соединений меди. Эта же причина вызывает в растениях задержку образования хлорофилла (хлороз), снижает содержания в них витаминов.
Токсическое воздействие. Медь относят к группе высокотоксичных металлов. Ионы меди, при избытке их в организме, способны блокировать SH-группы белков, в особенности ферментов, чем нарушают ее каталитическую функцию. Соли меди повышают проницаемость мембран митохондрий, разрушают эритроциты, вызывают расстройства нервной системы, печени и почек, снижение иммунобиологической реактивности, поражения зубов и слизистой рта, гастриты, язвенную болезнь желудка.
Соединения меди весьма токсичны для всех представителей флоры и фауны. В воде природных водоемов их токсическое действие проявляется по-разному. В жесткой воде оно выражено слабее, чем в мягкой, поскольку часть ионов меди связываются в ней в виде карбонатов, и остается недоступной для гидробионтов.
В почве соединения меди угнетают активность нитрифицирующих бактерий, задерживая минерализацию азота, и тем самым снижают урожай сельскохозяйственных культур; Вызывают хлороз у растений, а так же гибель земляных червей (в этом случае почва теряет структуру, нарушается ее водонепроницаемость и ухудшается водно-воздушный режим).
Цинк
Антропогенные источники: выброс в атмосферу при высокотемпературных технологических процессах на металлургических комбинатах; потери при добыче, транспортировке, обогащении, сортировке на горно-обогатительных фабриках; сжигание каменно угля, сточные воды химического, деревообрабатывающего, текстильного, бумажного, цементного производств; вымывание горячей водой из оцинкованных водопроводных труб.
Биологическая роль. Цинк важный микроэлемент. Содержание его в организме- 10-3%. Он входит в состав крови и мышечной ткани, является катализатором многих реакций, благодаря чему в организме поддерживается необходимый кислотный уровень. Цинк входит в состав инсулина- гормона поджелудочной железы, регулирующей содержание сахара в крови, участвует в переносе углекислого газа в крови позвоночных, гидролизе пептидных связей при переваривании белков, стимулирует рост растений.
Основной источник цинка- пшеничные отруби. При дефиците в организме возможны диабет, кожные заболевания.
Токсическое действие. В основе многих проявлений цинковой интоксикации лежат конкурентные отношения с рядом металлов, например, кальцием. В этом случае падает содержание кальция в крови, костях, одновременно нарушается усвоение организмом фосфора; в результате развивается остеопороз (ломкость костей). Известен следующий факт. В 1981 году в Японии была зарегистрирована вспышка тяжелого заболевания костно-мышечной системы у населения, употребляющего в пищу рис, выращенный на полях орошения, где использовали сточные воды, сильно загрязненные сульфидами цинка. Нельзя пить воду, хранившуюся в оцинкованных банках; накапливаемые в ней ионы цинка отрицательно воздействуют на желудочно-кишечный тракт. Токсичность цинка объясняют каталитической активностью.
Цинк в высоких концентрациях мутаген и онкоген.
Подведение итогов и выставление оценок за урок.
Домашнее задание. Выучить изученный материал, решить задачу.
