Использование фосфатов в качестве минеральных удобрений. Загрязнение природной среды фосфатами
методическая разработка по химии

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

1 этап – организационный.

Подготовка учащихся к работе Создание положительной эмоциональной атмосферы.

Здравствуйте, ребята! Мне приятно видеть вас сегодня на занятии нашего кружка.

Я вижу, что настроение у вас хорошее, поэтому все должно получиться хорошо.  

Эпиграфом нашего урока я взяла высказывание Д.И.Менделеева:

 Сами, трудясь, вы многое сделаете для себя и близких.

            А если при труде успеха не будет, будет неудача,

               не беда – попробуйте еще, и тогда придет успех».

А мы начнем занятие с интересного вопроса, давайте подумаем о каком элементе идет речь? Вспомните, как называется пролив, соединяющий Черное и Мраморное море, и который служит границей между Европой и Азией. Заменив в его названии первую букву на другую, получим название химического элемента. (Босфор-фосфор)

№2 Решите задачу:

Гидрофосфат аммония (NH4)2HPO4, соль фосфорной кислоты, используется в качестве комплексного азотного и фосфорного удобрения. Вычислите в процентах массовую долю фосфора в гидрофосфате аммония. Запишите число с точностью до сотых.

При подкормке картофеля в почву вносится 44 кг. Фосфора на 1 гектар. Вычислите, сколько килограммов гидрофосфата аммония надо внести на поле площадью 9 гектаров. Запишите число с точностью до целых.

Приветствуют учителя.

Слушают, отвечают, решают, анализируют

Послушайте отрывок из произведения Артура Конан-Дойла «Собака Баскервилей», разъясните, о чем идет речь и не допущена ли при описании химическая ошибка?

«...Да! Это была собака, огромная, черная, как смоль. Но такой собаки еще никто из нас, смертных, не видывал. Из ее отверстой пасти вырывалось пламя, глаза метали искры, по морде и загривку переливался мерцающий огонь. Ни в чьем воспаленном мозгу не могло возникнуть видение более страшное, более омерзительное, чем это адское существо, выскочившее на нас из тумана... Страшный пес, величиной с молодую львицу. Его огромная пасть все еще светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие - дикие глаза были обведены огненными кругами.

Я дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте…»

Ответ: Белый фосфор. Белый фосфор самовозгорается на воздухе. Кроме того, процесс окисления катализируется органическими веществами, в частности, шерстью. Поэтому собака Баскервилей не могла быть раскрашена белым фосфором.

Слушают, отвечают, анализируют, дискутируют

Дополнения учащихся:

Соединения фосфора также используются для защиты государства.  Во время первой и второй мировых войн белым фосфором снаряжали зажигательные бомбы и артиллерийские снаряды; кроме того, он использовался в специальных бомбах для образования дымовых завес.  

У Н.В. Гоголя в произведении

«Заколдованное место» дьячок –нской церкви рассказывает быль, произошедшую с его дедом. «Поколесивши кругом, наткнулся он на дорожку. Месяца не было; белое полотно мелькало вместо него сквозь тучу. «Быть завтра большому ветру!» -подумал дед. Глядь в стороне от

дорожки на могилке вспыхнула свечка.

-Вишь! - стал дед и руками подперся в боки и глядит: свечка потухла; вдали и немного подалее загорелась другая.

- Клад! - закричал дед».

Кто понял, о чем идет речь?

Из чего еще может образоваться фосфин, напишите уравнения реакции.

Слушают, отвечают, анализируют, дискутируют

Огни на могилах и болотах - не "чудо", не следы таинственных духов, не привидения, не признак святости или греховности умершего, а результат химической реакции. Речь идет о фосфине, он образуется он при гниении отмерших растительных и животных организмов. Фосфорные соединения, входящие в состав трупов животных и человека, под действием грунтовых вод разлагаются с образованием фосфористого водорода, который, выйдя на поверхность, воспламеняется.

2-этап мотивации

Постановка проблемного вопроса: В середине ХIХ в. немецкий химик Ю. Либих писал: «Продавая урожай со своего поля, крестьянин продает само поле». Он доказывал, что химия может и должна помочь крестьянину вернуть его поле. Как это можно осуществить?

О каких удобрениях пойдет сегодня речь на уроке, послушайте историческую справку:

Вблизи берегов Перу есть несколько безводных, не орошаемых дождями голых островов, которые с незапамятных времен служили местом обитания морских птиц, питающихся рыбой. За многие века эти острова покрылись сплошным слоем птичьего помета, достигавшим в некоторых местах стометровой толщины….

Как вы думаете, источником чего, долгое время, служили скопления гуано для истощенных полей Западной Европы???

Как называются соли фосфорной кислоты?

Сформулируйте тему нашего занятия?

Тема занятия: Использование фосфатов в качестве минеральных удобрений.Загрязнение природной среды фосфатами.

Слушают, отвечают, анализируют, дискутируют

Расход питательных веществ нужно восполнять, добавляя их в почву путем внесения удобрений

Источником фосфора

3-этап – постановки  целизанятия

Какая же цель стоит перед нами сегодня на занятии, чтобы вы хотели узнать нового?

1. Какие существуют фосфорные удобрения, как они влияют на рост растений
2. Исследовать информацию о фосфатах

Привлечение учащихся к постановке познавательных задач.

4-этап актуализации

Почему же фосфорные удобрения так важны для растений? Оптимальное питание фосфором ускоряет развитие сельскохозяйственных культур, повышает их холодостойкость и засухоустойчивость, способствует образованию зерна у хлебов, увеличивает скорость созревания плодов, повышает содержание в них сахара и крахмала. Из внешних признаков при недостатке фосфора наблюдается скручивание краев листовой пластинки, грязно-зеленая или фиолетовая окраска листьев.

Слушают, отвечают, анализируют, делают выводы

Прочитайте текст «Фосфорные удобрения», рассмотрите коллекцию «Удобрения» и заполните таблицу.

Растения усваивают фосфор из почвы главным образом в виде фосфат – иона (РО43-).  Фосфор - один из важнейших элементов питания растений, так как входит в состав белков. Для усвоения растением удобрение должно быть растворимо в воде.

Одно из первых фосфорных удобрений – это простой суперфосфат CaSO4. Ca(H2PO4)2. Массовая доля оксида фосфора (V) в нем не превышает 20% (это немного), кроме того, большую часть этого удобрения составляет балласт – сульфат кальция. Простой суперфосфат получают:

Са3(РО4)2 + 2 Н2SO4 = 2 CaSO4 + Ca(H2PO4)2

В другом фосфорном удобрении – двойном суперфосфате Са(Н2РО4)2. Н2О - в отличие от простого нет балласта – неусваиваемого растениями гипса. Производство этого удобрения связано с применением фосфорной кислоты вместо серной, сырьем может служить как фосфорит (ортофосфат кальция), так и известняк (карбонат кальция):

Са3(РО4)2 + 4 Н3РО4+ 3Н2О = 3Са (Н2РО4)2 . Н2О

СаСО3 + 2Н3РО4 = Са(Н2РО4)2 .Н2О + СО2

На основе фосфорной кислоты также можно получить еще одно фосфорное удобрение – преципитат СаНРО4, содержащий 27–42 % оксида фосфора (V):

2Н3РО4 + Са(ОН)2= Са(Н2РО4)2 + 2Н2О

Са(Н2РО4)2+ Са(ОН)2 = 2СаНРО4 + 2Н2О

А если заменить в этих удобрениях довольно безразличный для растений кальций на ион аммония? Нейтрализацией фосфорной кислоты газообразным аммиаком получают высокоэффективные удобрения - аммофосы:

NH3 + H3PO4 = (NH4)H2PO4 

или

2NH3 + H3PO4 = (NH4)2HPO4

Фосфорные удобрения эффективнее вносить осенью.

Самостоятельное изучение материала на основе опорного конспекта

5-экспериментальная часть

Начинающий фермер приобрел на складе минеральные удобрения в мешках: калиевую селитру КNO3, суперфосфатСа(Н2РО4)2. Но при перевозке этикетки потерялись. Как фермеру найти выход из сложной ситуации?

Лабораторный опыт «Изучение свойств и распознавание минеральных удобрений»

Оборудование: набор удобрений (калиевая селитра и суперфосфат), штатив с пробирками, шпатель, спиртовка

Реактивы: вода,2% - ный раствор AgNO3, Ca(ОН)2

- Инструктаж по технике безопасности эксперимента.

Ход исследования:

1.Растворите каждое удобрение. Затем возьмите порцию из одной пробирки, добавьте к ней нитрат серебра, а во вторую порцию добавьте гидроксид кальция.

2.Что наблюдаете, произошла ли химическая реакция?

3. Сделайте вывод, какое удобрение находится в пробирке №1 и №2.

Выполняют эксперимент, записывают уравнения реакций, делают выводы

Поздней осенью, распахав землю, фермер решил, что называется убить двух зайцев сразу: известковать участки с кислой почвой и провести подкормку ее суперфосфатом (все-таки поверил, что без химии не обойтись). Однако весной оказалось, что желаемый эффект не был достигнут.  Почему?

(Ответ: Са(Н2РО4)2+ 2Са(ОН) 2 = Са3(РО4) 2+ 4Н2О)

Анализируют, делают выводы

Предложите свою инструкцию по использованию минеральных удобрений.

При внесении минеральных удобрений под культуру, нельзя превышать рекомендуемую производителем дозу, а лучше просчитать необходимую норму путем лабораторного исследования почвы.

Внесение минеральных удобрений в качестве основного удобрения производится путем разбрасывания по поверхности земли с обязательной последующей заделкой неглубоко в почву для лучшего поглощения корневой системой.

Наиболее практичными являются гранулированные удобрения, но их необходимо вносить под осеннюю перекопку.

Создают инструкцию

6 этап -организация работы над учебными мини-проектами

Как вы думаете, что объединяет все предметы, размещенные на столе? Предметы: Яблоки в корзине, стиральный порошок, напиток «Кола», моющее средство, суспензия «Фосфалюгель», цветок в горшке, колбаса, набор удобрений(В них содержатся фосфаты)

Фосфаты широко используются в качестве влагосвязывающих агентов в переработке мяса и рыбы, в молочной промышленности, при производстве безалкогольных напитковЕ338, Е450, Е451, Е452. Фосфат натрия применяется в производстве дрожжей, которые требуются при изготовлении кондитерских и хлебобулочных изделий.

Фосфаты увеличивают выход готовой продукции, сокращают потери влаги при размораживании, термической обработке, сокращают продолжительность посола, улучшают текстуру и консистенцию, цвет и вкус готовых мясо и рыбопродуктов, замедляют прогорание жиров.

Фосфаты находят применение в производстве каучука, пластмасс, в металлургии.

Фосфат натрия уменьшает жёсткость воды и улучшает моющее действие стиральных порошков

Обобщают, делают выводы.

Можно ли следовать поговорке: Кашу маслом не испортишь, при использовании фосфатов? Конечно, нет.

Предоставление мини-проекта «Влияние фосфатов на окружающую среду»

Выступление детей. Остальные слушают, анализируют, делают выводы.

7 – заключитель-ный

Подведение итогов занятия, рефлексия

Рефлексия.

Учащиеся выполняют рефлексивный тест

В случае согласия с утверждением ставят напротив него знак «+»:

1. Я узнал(а) много нового.
2. Мне это пригодится в жизни.
3. На занятии было над чем подумать.
4. На все возникающие у меня вопросы я получил(а) ответы.
5. На занятии я работал(а) добросовестно
6. Было не интересно

Задание к следующему занятию (по желанию): Сообщение Роль минеральных удобрений

Обобщают, отмечают свое отношение к занятию, к его проблеме, выделяют положительные и негативные моменты.

Китайская мудрость гласит «Даже если вы достигли вершины горы, продолжайте карабкаться дальше».  Многие армянские сказки заканчиваются фразой: «… первое яблоко тому, кто рассказывал.  Второе – тому, кто слушал. А третье-кому? Тому – кто понял».  

Учитель угощает ребят яблоками.

Спасибо за сотрудничество! Занятие окончено! До свидания!  Всем добра и успехов!

Оценивают свою работу