Тема: Нітратна кислота. Нітрати.

Мета: сформувати в учнів знання про нітратну кислоту, нітрати, їх властивості,

застосування; погли­бити та систематизувати знання про загальні

власти­вості кислот, солей; продовжити процес формуван­ня навичок

пошукової роботи, роботи в групах, умінь робити висновки,

узагальнювати, працювати з додатковою літературою; розвивати

пізнавальну ак­тивність, сприяти формуванню уявлень про наукове

пізнання світу; продовжити роботу з формування екологічної культури.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань (урок - гра).

Форми і методи: рольова гра з використанням групових форм роботи,

інтерактивних методів «По­шук інформації», «Мозковий штурм»,

«Спільний проект», «Мікрофон», «Незакінчені речення».

Обладнання та реактиви: таблиці «Періодична система хімічних елементів

Д.І. Менделєєва», «Роз­чинність кислот, солей, основ», «Схема будови

нітратної кислоти»; прилад для визначення електро­провідності; нітратна

кислота, лакмус, купрум(ІІ) ок­сид, натрій гідроксид, мідь, кальцій

карбонат, магній, натрій нітрат, алюміній, хлоридна І сульфатна кисло­ти,

калій нітрат, купрум(ІІ) нітрат; відеофільми «Збе­режемо озоновий шар»,

«Кислотні дощі», «Ката­строфа 2030 p.», «Нітратна кислота»; колекція

«Мінеральні добрива».

Методичне забезпечення уроку: опорний конс­пект «Кислоти, солі». Інструктивні картки «Нітратна кислота», «Нітрати».

 

Хід уроку і

І. Ознайомлення з темою, метою уроку; планом і вивчення матеріалу

План

1. Реакції, які лежать в основі виробництва нітратної кислоти.

2. Фізичні властивості нітратної кислоти.

3. Вплив нітратної кислоти та оксидів Нітрогену на людину та довкілля.

4. Хімічні властивості нітратної кислоти.

5. Нітрати.

6. Застосування нітратної кислоти, нітратів.

 

Мотивація: Наприкінці XIX ст. над світом пролунала тривожна звістка про загибель людства від нітрогенного голоду внаслідок зменшення природ­них запасів нітросполук. Усім відомо, що Нітроген є основою амінокислот, а отже, і білків, які є головним будівельним мате­ріалом будь-якого жи­вого організму. Ви ска­жете: «До чого тут азот­ний голод?» або «Чи можна його вгамувати нітратною кислотою?»

Окрім того, у нас над головою, над кож­ним гектаром земної поверхні в атмосфері знаходиться 80000 т азоту. Масова частка азоту у повітрі 75,6 %. Отже, абсурдно стверджувати, що нам загрожує загибель від нестачі Нітрогену.

На жаль, рослини і практично все живе, за винят­ком невеликої групи бактерій, здатні засвоювати Нітроген лише у зв'язаному вигляді (в нітратній чи аміачній формі), і вміст Нітрогену в ґрунті з кожним урожаєм зменшується. Про цю ситуацію амери­канський учений М. Камен сказав: «Нітроген— це вічне джерело танталових мук людства, вічне тер­зання голоду серед надлишку багатства». Спочатку цю проблему розв'язували шляхом внесення в ґрунт чилійської селітри та деяких інших селітр, але ці речовини швидко вичерпувались. Селітри — це солі нітратної кислоти, тому з'явилась проблема її синтезу. Це було соціальне замовлення людства науці хімії.

Спочатку азот зв'язували дуговим способом, але це виявилось неефективним, і лише наприкінці XIX — на початку XX ст. цю проблему вдалося розв'язати німецьким ученим Ф. Габеру та К. Бошу. Вони ство­рили циркуляційну схему синтезу аміаку під тиском:

N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃,

за що й отримали Нобелівську премію у 1931 р.

Подальша переробка аміаку на нітратну кислоту не викликала проблем. Аміак окиснили на платино­вому каталізаторі до нsтроген(ІІ) оксиду, який, у свою чергу, окиснили до нітроген(IV) оксиду. Цей оксид з водою утворює нітратну кислоту.

Вперше азотнокислий завод був побудований у 1916—1917 pp. у Донецьку під керівництвом І.Андрєєва. (Перегляд фрагменту відеофільму).

У наш час виробництво нітратної кислоти — це багатостадійний процес.

I стадія — синтез аміаку;

II стадія — окиснення аміаку в контактному апа­раті за температури 840—880°С. Час контакту газо­вої суміші дуже короткий (0,0001 сек):

4NH₃+5O₂ ↔ 4NO + 6H₂O+ Q

III стадія — окиснення нітроген(ІІ) оксиду до нітроген(ІV) оксиду:

IVстадія - адсорбція оксидів Нітрогену водою. Реакція протікає в адбсорційній колоні під тиском 1,1 МПа:

3NO₂ + Н₂О ↔ 2HNO₃ + NO + Q.

З одного боку, нітратна кислота — це важлива ре­човина, тому що із неї, крім добрив, одержують ліки, пластмаси, волокна і ще багато чого корисного. З iншого ж боку, нітратну кислоту використовують для виготовлення багатьох вибухових речовин, а крім того, заводи з виробництва нітратної кислоти завда­ють великої шкоди довкіллю, викидаючи оксиди Нітрогену. Щоб розібратися в тому, корисна нітратна кислота чи ні, ми вчинимо так, як свідомі громадяни, тобто звернемося до суду.

Шановні учні, сьогодні у нас незвичайний урок. Це буде урок-суд. Ми вивчимо властивості нітратної кислоти та її застосування у ході рольової гри. Наш клас стане залом суду.