СОЛИ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ

СОЛИ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ.
АЗОТНЫЕ УДОБРЕНИЯ.
Учитель химии МБОУ школа № 47 Фурцева М.А.
Цели урока:
Образовательная:
формировать знания об особенных свойствах азотной и азотистой кислот,
способах получения их солей и областях применения.
Развивающая
продолжить развивать навыки и умения: выделять главное, устанавливать причинно –
следственные связи, проводить эксперимент и применять полученные знания на практике.
Воспитательная:
развивать коммуникативные навыки общения: уметь слушать слышать.
Оборудование:
На демонстрационном столе: морковь и свекла больших размеров, коллекция
«Минеральные удобрения», пробирка, лабораторный штатив, нитрат калия (натрия),
кусочек угля, пинцет, спиртовка, спички, концентрированная серная кислота, медная
проволока (пластинка), документ-камера, система электронного тестирования,
мультимедийный проектор.
На столах учащихся: стаканы с водой, шпатели, нитраты, информационные листы по
колонкам.
Тип урока: Комбинированный урок. Урок изучения нового материала.
Методы используемые на уроке: Фронтальная беседа, проблемное обучение,
химический эксперимент, использование информационно-коммуникационных
технологий , включение межпредметных связей, текущий контроль знаний с помощью
теста, выполнение лабораторных опытов
Слайд №1
I. Организационный момент.
II. Подготовка к восприятию нового материала.
У учителя в руках большая морковь и свекла.
Вопрос учителя:
- Ребята, это можно употреблять в пищу? (да, только помыть или почистить, и
сварить).
Вопрос учителя:
- А я скажу, не ешьте, отравитесь!
Почему они могут быть опасны для вашей жизни?
Вопрос учителя:
- А какой может быть яд в овощах, выращенных на вашей даче? (В них могут
содержаться нитраты!)
Вопрос учителя:
- Что такое нитраты и откуда они там, мы выясним вместе!
Нитраты - Это соли азотной кислоты. А в овощах они появляются из удобрений.
Слайд № 2 Нитраты являются неотъемлемой частью естественного круговорота
азота. Как видно из формул, в составе нитратов присутствует жизненно важный элемент
азот. Он входит с состав белков-носителей жизни, а из белков построены все основные
части клеток тканей организмов. Поэтому азот необходим как один из основных
питательных элементов. Человек получает белки из растительной и животной пищи,
животные – также из растений. Следовательно, растения – один из источников
пополнения азота, который поддерживает жизнь.
В атмосфере содержится 78 % азота, однако далеко не все растения способны
усваивать его из воздуха. Причина кроется в строении молекул азота N2 (атомы в
молекулах азота связаны между собой прочной тройной ковалентной неполярной связью,
чем и объясняется малая химическая активность). Существует лишь небольшая группа
растений – бобовые (вика, люпин, клевер), на корнях которых имеются клубеньковые
бактерии, способные усваивать атмосферный азот, переводя его в соединения, доступные
для растений (ионы NH4). Все другие растения берут азот из почвы в виде нитрат - ионов.
Соединения азота в почве пополняются во время грозовых ливней. С атмосферным азотом
происходит ряд превращений по схеме: N2→NO→NO2→HNO3, ( ученик решает на доске
цепочку превращений) в результате чего образуется азотная кислота. Эта кислота в
малых концентрациях вместе с осадками, попадая в почву, реагирует с находящимися в
ней соединениями натрия, кальция, калия и образует соли – селитры Ме(NO3)х,
необходимые для минерального питания растений.
Запишите тему нашего урока
Слайд №2
Цель нашего урока: изучить состав и свойства солей азотной кислоты, выяснить, где
встречаются в природе и как используются человеком, узнать роль удобрений.
Достижение цели проведем по плану:
1.
2.
3.
4.
5.
Определение.
Физические свойства и нахождение в природе.
Химические свойства.
Применение.
Домашнее задание.
I I I. Изучение нового материала.
2. Физические свойства нитратов и нахождение в природе.
1. Вопрос учителя: Что называют солями?
Ученик: Соли это сложные вещества, состоящие из ионов металлов и ионов остатка.
Учитель: Необходимо построить логическую цепочку: Вид химической связи ––> тип
кристаллической решётки ––> силы взаимодействия между частицами в узлах решётки ––
> физические свойства
Ученик: Нитраты это соли, ионная связь, следовательно ионная кристаллическая
решётка. ионы в узлах удерживаются электростатическими силами. Нитраты – твёрдые
кристаллические вещества, растворимые в воде, тугоплавки, сильные электролиты. а раз
нитраты, значит, остаток азотной кислоты связан с атомом металла или ионом аммония.
Нитраты щелочных металлов, кальция и аммония – называют селитрами.
Не путайте, пожалуйста, нитраты с нитритами.
Нитриты – это соли азотистой кислоты – HNO2
У вас на столах находятся нитраты! Рассмотрите их внимательно, какие они?
(твердые кристаллические белые вещества)
Как мы узнаем о растворимости веществ?
(таблица растворимости) – все нитраты хорошо растворимы в воде.
Итак, что запишем о физических свойствах? Записываем (твердые белые вещества
хорошо растворимые в воде).
Особенность в названии:
NaNO3 – чилийская селитра
KNO3 – индийская селитра
Ca(NO3)2 – норвежская селитра
Как вы считаете, почему их так назвали? (потому, что основные залежи минералов –
именно в этих местах).
3. Химические свойства нитратов.
Нитраты – это соли, а значит, для них характерны общие свойства солей.
Слайд №3 (схема химических свойств солей)
Вопрос учителя:
Давайте рассмотрим на примере нитратов.
К доске, кто хочет закончить уравнения реакций?
Cu(NO3)2+ Fe 
Fe(NO3)2+ NaOH
Ba(NO3)2 + H2SO4
AgNO3 + NaCl
С помощью документ-камеры проводятся демонстрационные эксперименты данных
уравнений реакций.
А теперь рассмотрим особенные свойства нитратов.
1. Опыт (ребята): У вас на столах стаканы с водой и селитрой, давайте проверим:
хорошо ли растворяется в воде индийская селитра. Но для начала опыта возьмите
стакан с водой в руки (прочувствуйте температуру).
Ребята, не забываем о правилах по технике безопасности (склянку берем не за
крышку, тратим реактива на кончике шпателя).
Растворяют соль в воде. Возьмите стакан в руки, что произошло? При растворении в
воде нитратов наблюдается эндотермический эффект. Это свойство нитратов можно
использовать на даче, если этикетка отклеилась или потерялась, а мама по внешнему
виду не может определить, что это за удобрение?
Какой процесс происходит при растворении в воде?
Диссоциация: KNO3= К+ + NO3- (отсюда появляется другое определение нитратов –
это электролиты, в водном растворе или расплаве при диссоциации которых
образуются в качестве катионов – ионы металлов или ион аммония, а в качестве
анионов – нитрат-ионы).
2. Нитраты неустойчивы при нагревании.
Опыт (демонстрация): насыпать селитры в пробирку и закрепить в штативе.
Расплавить селитру KNO3 и бросить в нее кусочек раскаленного угля, он вспыхивает и
сгорает.
Вопрос учителя:
Почему уголек сгорел? (тлеющая лучинка вспыхивает)
Какое вещество вызвало восгорание?
Так, если ваша Мама по внешнему виду не может определить, что это за удобрение,
надо бросить на раскаленные угли щепотку кристаллов, если есть вспышки, т.е.
выделяется кислород – это нитраты.
Кислород – поддерживает горение! А значит, при нагревании селитры образуется
кислород.
Слайд №4
Существует определенное правило, в зависимости от химической активности металла (
его положения в электрохимическом ряду напряжений металлов), входящего в состав
соли, разложение нитратов происходит по схеме (перенести схему в тетрадь):
Внимание, ребята, в схеме не отражена валентность металлов!
до Mg
MeNO3
Mg-Cu
правее Cu
MeNO2 + O2
MeO + NO2 + O2
Me + NO2 + O2
Как вы видите, ребята, выделяется не только кислород, но и ядовитый бурый газ (NO2)!
Рассмотрим это правило на примере разложения
KNO3, Cu(NO3)2, AgNO3, Hg(NO3)2., Ca(NO3)2, Zn(NO3)2
Кто хочет у доски разобрать пример?
1) 2KNO3 = 2KNO2 + O2
2) Ca(NO3)2 = Ca(NO2)2 + O2
3) 2Zn(NO3)2 = 2ZnO + 4NO2 + O2
4) 2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2
5) 2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2
6) Hg(NO3)2 = Hg + 2NO2 + O2
Однако, что касается нитрата аммония: NH4NO3= N2O + 2H2O
а нитрит аммония: NH4NO2= N2 + 2H2O
3. Качественная реакция на нитрат – ион.
Опыт (демонстрационно): в пробирку поместить немного селитры , добавить медных
стружек, прилить концентрированную серную кислоту и нагреть: выделится газ бурого
цвета, свидетельствующий о наличии нитрат - ионов
Слайд №5
NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3
4HNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
4. Применение.
1) Нитраты входят в состав горючих смесей. Нитрат калия входит в состав пороха в
смеси с углем и серой.
2) Нитрат аммония используют как компонент твердого ракетного топлива.
3) Получение чистых благородных металлов.
Минеральные удобрения. Слайд №6
4)
«Чтоб хорошо росли растения, нужна им пища удобрения». Азотные удобрения
усиливают рост зеленой массы растения. Основателем агрохимии является Юстус
Либих, немецкий химик, академик (1803-1873). Большая часть научных трудов Либиха
касается вопросов агрохимии. Но Либих заложил также основы химии пищевых
продуктов. Он родоначальник технологии производства мясного экстракта, дожившего
до наших дней под именем «бульонных кубиков».
Следует отметить, что внесение удобрений должно быть дозировано согласно среде
почвы, нельзя переусердствовать.
Вопрос учителя: какие азотные удобрения бывают?
Классификация азотных удобрений
Азотные удобрения
Органические (навоз, помет)
Минеральные
Зеленые (люпин, бобы)
(нитратные, аммиачные)
На ваших столах лежит лист с информацией о нитратах. Поработаем по колонкам.
Из данного текста 1 колонка выписывает влияние нитратов на человека, 2 – выписывает
влияние нитратов на окружающую среду, 3 – выписывает рекомендации по
предотвращению отравления нитратами.
Влияние нитратов на
человека
Влияние нитратов на
окружающую среду
1 колонка
2 колонка
Рекомендации по
предотвращению
отравления нитратами
3 колонка
По истечении 5 минут, учащиеся озвучивают и записывают в таблицу из 3 колонок самое
важное, на их взгляд.
IV. Текущий контроль знаний (осуществляется с помощью электронного голосования)
1. Наиболее прочная молекула:
а) Н2
б) F2
в) О2
г) N2
2. Степень окисления +3 у азота:
а) NH4NO3;
б) Na NO3;
в) NO2
г) К NO2.
3. Сильные электролиты:
а) азотная кислота
б) азотистая кислота
в) водный раствор аммиака
г) нитрат аммония
4. Водород выделяется при взаимодействии:
а) Zn + H NO3 =
б) Сu + HCI =
в) AI + Na OH =
г) Zn + H2SO4 =
д) Fe + HNO3 =
5. Укажите число ионов в сокращённом ионном уравнении взаимодействии сульфата
натрия и нитрата серебра:
а) 1
б) 2
в) 3
г) 4
Ответы: 1 – г, 2 – г, 3 – а, 4 – в, г, 5 – в.
V. Сообщение домашнего задания:
Учебник: Габриеляна – Химия – 9 класс.
Параграф – 27. Упр.7. Стр. 155.( Решить задачу ).
VI. Рефлексия: Учитель берет в руки морковь и спрашивает: «Могу ли я, сразу съесть
ее?» (нет, есть опасность) А как поступить и что можно сделать, чтобы не отравиться, вы
уже знаете! (см. Информацию по колонкам)
Нитраты (1 колонка)
Установлено, что нитраты и нитриты вызывают у человека метгемоглобинемию, рак
желудка, отрицательно влияют на нервную и сердечно-сосудистую системы, на развитие
эмбрионов. Метгемоглобинемия – это кислородное голодание, вызванное переходом
гемоглобина крови в метгемоглобин, неспособный переносить кислород. Метгемоглобин
образуется при поступлении нитритов в кровь. При содержании метгемоглобина в крови
около 15% появляется вялость, сонливость, при содержании более 50% наступает смерть,
похожая на смерть от удушья.
Зачем нужны азотные удобрения? Азот - очень важная составная часть живой
материи: он входит в состав белков и аминокислот. Однако непосредственно из воздуха
азот могут усваивать только особые бактерии, которые живут в клубеньках корешков
бобовых растений (гороха, фасоли, клевера). Все другие растения потребляют только
связанный азот в виде солей аммония или нитратов. Каждую осень человек собирает
урожай, а значит, забирает азот из почвы, почва теряет свою плодородность и поэтому
необходимо удобрять ее.
Для взрослого человека смертельная доза нитратов от 8 до 14 г, острое отравление
наступает при приеме от 1 до 4 г нитратов.
Грунтовые воды содержат меньше нитратов, чем поверхностные, поскольку почва служит
своего рода «фильтром». Чем глубже залегают грунтовые воды, тем меньше содержится в
них нитратов.
Чтобы избежать образования нитритов, необходимо закладывать на хранение чистые
сухие овощи без механических повреждений. На чистых овощах мало микроорганизмов,
сухость ограничивает их перемещение, а отсутствие повреждений затрудняет получение
ими питательных веществ.
Перед употреблением высоко нитратной пищи (капусты, огурцов, колбасы) можно
принять аскорбиновую кислоту или выпить фруктовый сок, что предотвращает
отравления нитратами.
Нитраты (2 колонка)
Технология внесения удобрений для получения максимального урожая и
длительного поддержания плодородия почвы сложна. Требуется оптимальное
соотношение удобрений, их дозировка, сроки внесения, способ и место внесения, учет
погодных условий. Передозировка азотных удобрений ведет к отравлению воды, флоры и
фауны.
Все опасные последствия для человека, вызывают не сами нитраты, а их метаболиты
– нитриты, восстанавливающиеся из нитратов воды и пищи, при хранении, кулинарной
обработке, и в пищеварительном тракте человека под действием разнообразных
микроорганизмов.
Содержание нитратов в рыбе и свежезамороженных продуктах не велико. Уровень
нитратов в колбасных изделиях выше, чем в исходных продуктах, вследствие добавления
нитратов в ходе изготовления колбас (нитраты придают соответствующую окраску
колбасам, за рубежом – нитраты-консерванты).
К группе культур с довольно высокой способностью к накоплению нитратов
относятся представители злаковых, крестоцветных, сложноцветных.
Большой вред природным водам наносят растворенные в сточных водах минеральные
удобрения, вымываемые из почвы и приносимые в водоем талыми или дождевыми
водами. Удобрения вызывают бурное разрастание сорной травы и водорослей. Это
приводит к зарастанию водоемов и их гибели. Чтобы предотвратить этот процесс
разрабатывают производство минеральных удобрений в капсулах из пленки,
обладающей свойствами мембраны. Это не толь предохраняет удобрение от
вымывания, но и обеспечивает долговременное равномерное питание растений,
сокращает расход удобрений.
При варке и тушении удаление нитрозоаминов с паром преобладает над их
образованием, поэтому в процессе приготовления капусту, свеклу, кабачки не нужно
закрывать крышкой.
Нитраты (3 колонка)
Нитриты, соединяясь в желудочно-кишечном тракте с аминами и амидами, образуют
канцерогенные нитрозосоединения, способные за 20-25 лет постоянного воздействия
вызвать рак желудка.
Как выбрать малонитратные овощи? Они отличаются, прежде всего, размером:
минимальное содержание нитратов чаще бывает в овощах среднего размера. Большинство
мелких плодов – преимущественно молодые растения, для которых характерен избыток
нитратов, как запас на будущее. Необычно крупные плоды – часто результат избыточного
питания, в том числе и азотного.
Содержание нитратов снижается при чистке, вымачивании, отваривании. При чистке
от растения отделяют и выбрасывают наиболее нитратные части: у капусты – кочерыжку,
верхние листья и прожилки листьев, у огурца – заднюю (черешковую) часть и кожуру.
При высоких содержаниях нитратов растения приобретают горьковатый привкус.
В снижении содержания нитратов в овощной продукции может помочь выбор
оптимальных сроков уборки урожая. Так уборку листовых овощей следует проводить в
вечерние часы, т.к. в это время в них содержится на 30-40% меньше нитратов.
В зависимости от способа приготовления пищи количество нитратов снижается
неодинаково. При варке картофеля в воде уровень нитратов падает на 40-80%, на пару на
30-70%, при жарений в растительном масле на 15%, во фритюре на 60%. В отварной
моркови кол-во нитратов снижается в 2 раза.
Для повышения урожайности с/х культур в почву вносят минеральные удобрения.
Для полноценного питания и развития растений почва должна содержать достаточное колво азотных удобрений. Избыток азотных удобрений в почве приводит к накоплению
нитратов в овощах и грунтовых водах.
В зимний период угроза отравления нитратами невелика, однако в весенне-летний
период этот риск значительно возрастает.