Минеральные удобрения
план-конспект урока по химии (9 класс) на тему

1. МБОУ СОШ  с углубленным изучением отдельных предметов

     № 68 г. Липецка.

2. Потапова Елена Константиновна.
3. Химия.
4. 9 класс.
5. УМК Габриеляна О.С.
6. Минеральные удобрения.
7. Задачи урока:

8. Оборудование:

презентация Power Point по теме, коллекция минеральных удобрений, в каждую группу для самостоятельной работы:  листы заданий, компьютеры (ноотбуки )  с  презентацией «Минеральные удобрения» - 6 по числу групп, раствор нитрата калия, раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте, пипетка, кусочки овощей в чашках Петри для исследования на наличие нитратов, овощи для демонстрации групп по способности накапливать нитраты в разных частях растений: морковь, свекла, капуста, картофель, зелень, огурцы, помидоры, для приготовления раствора: аммофоска, лабораторные весы с разновесами, мерный цилиндр, вода, стакан, стеклянная палочка, этикетка «1% - ный раствор аммофоски для полива комнатных растений».

9.  Ход урока.

Оргмомент.

 Вступление (5 мин). Слово учителя.

На протяжении последних уроков мы изучали соединения азота и фосфора, обсуждали, в частности, их свойства и применение в народном хозяйстве. Одна из отраслей применения указанных соединений – сельское хозяйство, производство овощей, зерна, плодов.

С детства мы знаем много сказок, в которых упоминается скатерть самобранка. Фантазия это или реальность? Скатерть- самобранка – это ухоженная плодородная земля, благодаря которой наш стол полон яств. А как этого добиться? Много веков занимает людей этот вопрос. Ведь вместе с урожаем мы изымаем из земли необходимые для ее существования элементы. Как их правильно возвращать?

1. Вызов (мотивация) (5 мин). Мозаика: заранее раздать на столы листки с информацией, которую обучающиеся читают вслух в определенном порядке.

1. Немецкий химик Юстус Либих – один из основателей агрохимии, в 1840 году обосновал теорию минерального питания растений. По этой теории основой плодородия являются минеральные вещества почвы. На основе многочисленных анализов Либих установил, что каждому растению необходимы, в первую очередь, три элемента – азот, калий, фосфор. Ученый первым предложил вносить в качестве удобрений чистые минеральные вещества.

2. При недостатке азота в среде обитания тормозится рост растений. Одно из ранних проявлений дефицита азота – бледно- зеленая окраска листьев, они выглядят слабыми, чахлыми.

3. Если в почве имеется избыток азотных удобрений, то в плодах, ягодах, корнеплодах могут накопиться вредные для здоровья соли – нитраты. Попадая в пищеварительную систему человека, они восстанавливаются до нитритов, а это грозит отравлением: нитриты окисляют гемоглобин крови, лишая его способности к переносу кислорода

4. Фосфор, как и азот, - важнейший элемент питания растений. Фосфор особенно необходим при росте и развитии репродуктивных органов (цветки, плоды).

5. Если в почве не хватает фосфора, то листья растений становятся мелкими, темно- зелеными с голубым ,а иногда с бронзовым или пурпурным оттенком. При остром недостатке фосфора начинается преждевременный листопад. Цветение  задерживается, а плоды получаются кислыми.

6. Калий – один из самых необходимых элементов минерального питания растений. Снабжение калием особенно важно для молодых, активно растущих органов и тканей.

Особенно активно поглощается калий в период формирования растениями клубней, корнеплодов, кочанов, колосьев.

7. При недостатке калия начинается пожелтение листьев. Листья желтеют с краев, выглядят как бы обожженными. Недостаток калия снижает продуктивность процесса фотосинтеза, в этом случае ни фосфорные, ни азотные удобрения не могут заменить калий.

Подводим итоги мозаики: какие выводы можно сделать из сказанного? Чтобы возвращать земле вещества, которые человек забирает с урожаем растений, необходимо вносить особые вещества, содержащие питательные элементы – азот, фосфор, калий.

2. Актуализация знаний (5 мин). Что нам известно о соединениях калия, фосфора, азота, проверим с помощью теста. Ответы запишите в рабочих тетрадях.

 ( Слайды 2,3)

 Верны ли следующие суждения о предложенном веществе? Выпишите номера правильных, на ваш взгляд, суждений в порядке возрастания.

1 вариант – нитрат аммония

2 вариант – фосфат калия

Суждения:

1. Это фосфат щелочного металла
2. Соль хорошо растворяется в воде
3. Соль образована ионами слабого основания и сильной кислоты
4. Характер среды в растворе этой соли щелочной
5. Указанное вещество относится  к классу средних солей
6. Вещество содержит азот – необходимый для питания растений элемент
7. Соль не растворяется в воде
8. Вещество содержит фосфор – необходимый для питания растений элемент

Правильные ответы:

1 вариант: 2,3,5,6. (слайд 4)

2 вариант: 1,2,4,5,8 (слайд 5)

Итак, предложенные вещества:

• содержат необходимые для питания растений элементы – азот, фосфор, калий
• растворяются в воде
• подвергаются гидролизу, следовательно, могут менять кислотно- основный состав почвы.

3. Постановка цели и задач урока, формулирование темы. Что еще  

необходимо знать о веществах, если мы предполагаем их использовать для повышения плодородия почвы? Фронтальная беседа, в ходе которой выстраиваются задачи урока. (Слайды 6-8)

4. Основная часть урока – самостоятельное «добывание »знаний (10-12 мин). Решать поставленные задачи вы будете в ходе самостоятельной работы в группах по 4 человека. У каждой группы свои задания, рассчитанные на 10 минут работы. По истечении этого времени один ученик из группы представляет устный отчет, комментируя слайды презентации. Во время ответа все ученики слушают внимательно, составляют конспект в тетрадях, можно задавать уточняющие вопросы, вносить поправки, дополнения. Ваша работа у доски и в тетрадях будет оценена в конце урока.

Задания для групп.

 Группа 1

1.Прочитайте предложенный текст (учебники биологии и химии) и ответьте на вопросы:

• Сколько элементов входит в состав растений?
• На какие группы их можно разделить? Перечислите эти группы, объясните названия групп.
• Какие из элементов наиболее важны для растений?
• Каким образом почва восполняет потери этих элементов, вынесенные  с урожаем?
• Что такое удобрения?
• Как классифицируют удобрения?
• Какие вещества используют в качестве минеральных удобрений?
• Какие свойства этих веществ определяют их использование в качестве удобрений? (Для ответа на вопрос используйте таблицу растворимости веществ, а также проанализируйте их качественный состав).

2. В предложенной электронной презентации найдите слайды, иллюстрирующие ответы на заданные вам вопросы (9-13), приготовьтесь их прокомментировать. Свой рассказ проиллюстрируйте демонстрацией коллекции минеральных удобрений.

Группа 2

1. Как видим, множество веществ и их смесей применяют в качестве удобрений (см. таблицу в представленном тексте). Ваша задача – выяснить, какие вещества «выгоднее» использовать в качестве удобрений и почему:

А) азотных –

 Б) фосфорных –

 В) калийных – ?

Для ответа на этот вопрос  проведите расчет массовой доли соответственно азота, фосфора, калия в предложенных веществах. Используйте формулу:

W (хим. элем.) = Ar . индекс / Mr вещества,

а также значения относительных молекулярных масс веществ- удобрений.

Самое «богатое»  указанным элементом вещество и будет самым «выгодным». Но учтите, что одно удобрение может содержать несколько химических элементов, то есть являться комплексным,  поэтому и более «выгодным»

2. Результаты своих расчетов представьте в виде таблицы:

         3.  В предложенной электронной презентации найдите слайд, иллюстрирующий ответы на заданные вам вопросы (14), приготовьтесь его прокомментировать.

Группа 3

Ваша задача – сформулировать научные принципы внесения удобрений.

Ответ должен содержать следующие аспекты:

• Надо ли учитывать, что разные культуры нуждаются в разных количествах питательных веществ, например, 1 тонна урожая зерна «уносит»10 кг кальция, картофеля – 30 кг, а капусты – 60 кг?
• Требуют ли разные фазы развития растений разного количества питательных элементов, если известно, например, что землянике в фазе цветения необходимо получить 20% от нормы внесения азота, на фазе начала плодоношения – 39%, а в конце плодоношения – 62%?
• В какое время года, по- вашему, разумнее вносить удобрения хорошо растворимые  и плохо растворимые в воде, например, селитры и суперфосфаты?
• Нужно ли считаться с тем, что минеральные удобрения – вещества, которые могут вступать в химические реакции с веществами почвы, например: Ca(H2PO4)2 + 2Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + 4H2O ? (проверьте по таблице растворимости продукт указанной реакции и предположите, какое влияние он окажет на качество почвы)
• Некоторые минеральные вещества, наоборот, лучше усваиваются растениями, если поступают в почву вместе. К таким веществам- комплексам относятся, например, нитрофос (содержит азот и фосфор) и нитрофоска (содержит азот, фосфор, калий).
• Имеет ли смысл вносить удобрения «с запасом» или по принципу «чем больше, тем лучше», ведь со времен Либиха известно, что если удобрения вносят в количествах, превышающих потребности растения, то урожайность не увеличивается, и качество продукции может ухудшиться?

1.  В предложенной электронной презентации найдите слайд иллюстрирующий ответы на заданные вам вопросы (15), приготовьтесь его прокомментировать.

Группа 4

Ваша задача – убедить одноклассников, что умелое использование минеральных удобрений дает возможность выращивать высокие урожаи растений.

1. Расскажите, что азотные удобрения дают растениям материал для роста, формирования белков. Изучите путь, по которому «проходит» азот нитратного минерального удобрения. Корневые системы всех без исключения растений хорошо усваивают нитраты. В растении происходит их восстановление по схеме:

  нитрат NO3- →нитрит NO2-→ гипонитрит NO- → гидроксиламин NH2OH → аммиак NH3 .

    Образовавшийся аммиак реагирует с некоторыми органическими кислотами (пировиноградная, щавелевая и другие), и в результате образуются аминокислоты – строительный материал для белков.

Но избыток внесенных нитратов не усваивается растением и попадает на наш стол.

 2. Проверить, содержатся ли в продуктах нитраты, можно с помощью очень чувствительной качественной реакции на нитрат- анион – взаимодействия      с органическим веществом дифениламином. При их взаимодействии   появляется вещество темно-синего цвета. Сначала проведите реакцию

взаимодействия дифениламина с нитратом калия, который используют в      качестве минерального удобрения, а затем проверьте на наличие нитрат-    анионов предложенные овощи.

ВНИМАНИЕ! Для работы используют раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте, поэтому работать с ним нужно очень осторожно, набирать раствор и  переносить на исследуемый препарат пипеткой, использовать 1-2 капли раствора.

2. Избыток в почве нитратов ухудшает качество выращиваемых овощей,

 фруктов, зерновых культур. Последствия употребления некачественных

 продуктов могут быть такими:

• Развиваются раковые заболевания
• Появляется заболевание, при котором кровь не способна удерживать кислород, - метгемоглобинемия (кислородное голодание)
• Нарушается деятельность щитовидной железы и др.

3. В предложенной электронной презентации найдите слайды, иллюстрирующие ответы на заданные вам вопросы, приготовьтесь их  прокомментировать (16- 19).

Группа 5 .

К сожалению, растения, попадающие на наш стол, могут содержать нитраты. Ваша задача – выяснить, можно ли от них избавиться или хотя бы уменьшить концентрацию вредных веществ?

    1. Для ответа на этот вопрос проанализируйте предложенный текст и      

        сформулируйте практические советы для своих одноклассников.      

        Рассказ проиллюстрируйте демонстрацией овощей.

2. В предложенной электронной презентации найдите слайды,

        иллюстрирующие ответы на заданные вам вопросы, приготовьтесь

        их  прокомментировать (20-22).

Группа 6.

1. Поскольку большая часть удобрений хорошо растворяется в воде, чаще    

     их и используют в виде растворов. Ваша задача -  приготовить 50 г

     раствора аммофоса с массовой долей соли 1%, который используют для

    подкормки комнатных растений. Воспользуйтесь алгоритмом

    приготовления растворов:

• Рассчитайте массы соли и воды по формулам

• mсоли= mраствора . w
• mводы= mраствора - mсоли

• Рассчитайте объем воды по формуле

• Vводы = mводы : ρ   (ρ= 1 г/мл)

• Взвесьте на весах нужную массу соли и пересыпьте ее в стакан
• Отмерьте с помощью цилиндра нужный объем воды и небольшими порциями, перемешивая стеклянной палочкой до растворения, вылейте воду в соль.
• Повторите для одноклассников алгоритм приготовления растворов, покажите свои расчеты.

2. Если учесть, что в чайную ложку помещается 10 г такого удобрения, то

    для приготовления 1 л раствора для полива комнатных растений

    потребуется как раз 1 чайная ложка аммофоса. Сообщите об этом

    одноклассникам, чтобы они могли использовать такие сведения  на

    практике.

  5.  Обобщение знаний (15 мин). Слушаем и комментируем отчеты групп. Каждому докладчику предоставляется 2-3 минуты для сообщения цели и результатов своей работы. Ученики составляют в тетрадях конспект.

Итак, мы обсудили многие стороны использования удобрений, вспомните скатерть- самобранку, о которой мы говорили в самом начале урока. Может ли наша земля стать таким чудом? Что для этого может сделать химия? (Слайды 23-24). Что мы знаем для этого? Возвращаемся к задачам урока (слайд 25). Роль химии в сельском хозяйстве - повышение урожайности сельскохозяйственных культур при условии грамотного применения достижений химической науки.

Есть ли у вас вопросы по изученному материалу? Если все понятно, снова проверим ваши знания с помощью теста.

  6. Первичный контроль знаний (3 мин). Тест с выбором одного правильного ответа.

1. В качестве азотных удобрений можно использовать:

А) хлорид калия                     Б) нитрат аммония.

2. В качестве фосфорных удобрений можно использовать:

А) простой суперфосфат      Б) сульфат меди (II) .

3. Избыток нитратов для растений:

А) полезен, так как нитраты в клетках восстанавливаются до белков, чем  

     больше нитратов, тем крупнее и качественнее растение

Б) вреден, так как ухудшается качество продукта, а урожайность

    снижается.

4. Квашение, маринование, соление овощей

А) снижает содержание нитратов в овощах

Б) повышает содержание нитратов в овощах.

5. Тремя важнейшими элементами для минерального питания растений

являются:

А) медь, цинк, хром

Б) азот, калий, фосфор.

7. Итоги урока. Тетради сдать на проверку. Домашнее задание:

• Рассчитать, сколько удобрения и воды потребуется для приготовления 10-литрового ведра 1%-ного раствора нитрофоски для подкормки кустов черной смородины. Подумайте, в какой период развития растения применяют такую подкормку.