Урок по теме "Металлы. Коррозия металлов"(11кл)

ТЕМА УРОКА:

МЕТАЛЛЫ. КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ

Подготовила: Таранова Ольга Сергеевна

1 Орг. момент

План урока:

• 1 Положение металлов в таблице Д.И Менделеева, строение

• 2 Физические свойства металлов

• 3 Химические свойства металлов

4 Значение, применение

Оборудование: изделия из металлов, таблица Менделеева, медная проволока, спиртовка, CuSO₄, железный гвоздь, натрий и вода

2 Проверка домашнего задания (тестовая работа со взаимопроверкой по перфокартам, приложение 1)

3 Изучение и закрепление изученного

А) Раздаются карточки с таблицами

Знаю Хочу знать Узнал новое

+ -знаю

Х-хочу знать

• -узнал новое

Рассказ учителя: достаточно внимательно осмотреться вокруг. Где бы вы ни были: дома или в школе на улице или в транспорте – вы увидите, какое множество металлов трудится вокруг нас и для нас.

Нажали кнопку звонка – и звонко медь отозвалась заливистым голосом, давало начало или окончание урока. Вы повернули выключатель на стене и тончайшая пружина из вольфрама наполнила комнату светом. Всего не перечесть ведь нас окружают десятки металлов.

А было время, когда человек применял намного меньше металлов. Вот о тех временах мы и поговорим. Итак , «три металла три эпохи»

Возможно, с первым металлом человек познакомился именно так, как описано в романе:

Ах, как не терпелось, как хочется поскорей оделать новый нож? Большой нож из нового тяжелого камня.

Солнце уже покатилось вниз по каменной пелене гор. Идти еще далеко: через три перевала и за реку. Засветло не дойти. А перед глазами все время тот странный тяжелый камень. Узловатый как корень. Шершавый с неровной золотой коркой такое бывает на стволах и нижних ветках старых елей. И лапы у него тоже есть у камня – лапы! Кривые, с кисточками, во все стороны торчат. Одна обломилась, и там что – то блестит как уголек в золе. Никто еще не делал ножа из такого камня. Под земляной карой, если её поскрести, виднеется настоящее тело камня. Красноватое и блестящее, как край луны, когда только точно выходит из – за гор. Большой нож не выйдет очень уж неровный камень. Ладно пусть маленький и человек не хочет, не может идти дальше. Здесь надо попробовать камень, он достает кожаного пальто каменный молоток, прикругленный к рукоятке, узким. Совсем новым ремешком и острое каменное рубило. А вот и драгоценная находка – тяжелый камень с кривыми лапами. Здесь живая дрожь, волнение, человек аккуратно наставляет кремниевое рубильце и силой бьет молотком. Камень и не думает разбиваться! Под кремниевым острием замяло вмятина, а в ней снова красное блестящее, как вычернят ядро, тело камня Вот чудеса! Камень мнется!

Теперь человек бьет и молотит его прямо молотком. Еще и еще. В каком – то радостном озарение. И блестит как луна Торы разносит стук молотка по ущельям. Теперь тяжелый камень больше не такой не корень. Он скоро станет, похож на нож.

Кто знает может вот так «произошло первая встреча металла с человеком»

Послушаем рассказ о первом металле.

Золото (доклад ученика)

До середины 50-ых годов ХХв. считали, что этот металл – один из самых малополезных металлов. За всю историю человечества его добыто около 90 тонн, не так уж это и много. Но какими путями и способами добывали металл! Ради обладания этим металлом велись войны, порабощались государства, сын убил отца, братья убивали сестер, дети – своих матерей. Гибли целые народы, превращали в пустыни, плодородные края за которые лилась кровь и целыми реками слезы и пот. Сколько людей погибло и сколько еще погибнет в борьбе за обладание этим металлом этим металлом, знает наверное один Бог. Всем известно куплеты Мефистофеля: «Люди гибнут за металл: что же то за такой кровожадный металл.».

Да это обыкновенное золото. Из 90000 тонн чуть больше половины лежит в бетонированных подземных складах национального банка США, расположенного на острове Нок-с. Оно охраняется пулеметами и пушками, автоматической сигнализацией, над фортом Нок-с патрулируют самолеты. 90000 тонн много это или мало. Мало по сравнению с количеством золота, находящейся в земной коре. А его здесь приблизительно 100-150 млрд. тонн. В одном кубическом метре морской воды содержится 5,5 мг. золота. Концентрация ничтожная, но в пересчете на весь Мировой океан это составит млрд. тонн – слиток, из которого можно было бы воздвигнуть 200 пирамид Хеопса, h=150 м. и =4000 м в квадрате. Золото в природе встречается в основном в виде самородков. Величина их бывает разная – от нескольких мг. до килограммов. Самый большой самородок 285 кг. Он найден в Австралии в 1872 г. Он был назван «Полета Халпермана».

Сообщение учащегося:

В природе есть металл, обладающий таким же цветом, что и золото. Это – медь. За золотым веком пошел век медный.

Первое знакомство человека с медью произошло, очевидное, в доисторические времена. Во всяком случае, уже 7000 лет назад в древнем Египте были древние рудники. Человек из медных самородков делали топоры, копья, щиты.

2 миллиона 300 тыс. каменных глыб, 5 тыс. лет назад была сложена 147 метровая пирамида Хеопса, добыты и отесаны медными инструментами. Крупные самородки меди встречаются в природе редко. На территории США был найден крупнейший из известных самородков – его масса равна 420 тонн. В России в районе реки Печора, найден самородок меди массой 6 тонн.

За несколько тысяч лет до н.э. человек нашел способы получения меди из медных руд. Такими рудами был бочат остров Кипр. Ученые считают, что латинское название меди «купрум» произошло от названия этого острова. На территории России медные рудники были в районах реки Дон, Приднестровья и Урала. Открытие и разработка медных месторождений на Урале обязана с именем Никиты Демидова. Именно он по указу Петра 1 в 1704г начел чеканить медные деньги.

Опыт применения чистой меди показал многие недостатки этого металла и заставил задуматься над способами улучшения его качеств. По – видимому, этим и объясняется тот факт, что вслед за медным веком в истории человечества начинается бронзовый. Бронза – это сплав меди и олова. Получить олово из качественного более распространенной его руды - оловянного камня – не предоставляло трудности. Руду добывали рядом с медными рудниками, в заливе Касситерит. Открытие бронзы могло произойти и случайно: бросив на пример, несколько разных камней в горящий костер, человек мог найти в золе его кусочки. Бронза тверже, меди и олова, более устойчиво на воздухе, легче образовывается.

Медь широко применялась и применяется для разных нужд. Еще в древней Александрии люди чеканили фальшивые золотые деньги. Аристотель писал об этом фальшивом золоте: В Индии добывание меди, которая отличается от золота только своим видом. Это был сплав меди с цинком – латунь. Древним было известно и применяется «медная зелень». Это - первая краска для лица, древние модницы с помощью этой краски подводили зеленые круги под глазами, тогда такой «грим» считался последним писком моды.

В чистом виде медь - тягучий вязкий металл, светло – розовый цвет с красноватым отливом. Исключительно хороший тепло, и электропроводник, уступало только серебру.

Но и сегодня предпочтено отдавать сплавом меди – латунь, бронзе. Без меди нельзя получить устойчивое к коррозии никелевое или хромовое покрытие. Прежде чем на стальное изделие нанести никель или хром, нужно нанести слой меди.

По химическим свойствам меди – довольно инертный металл, ни с водой, ни с разбавленными кислотами не реагирует. При нагревании легко она на воздухе в оксид Cu черного цвета, горит в порах серы. Медь легко восстанавливается. Если черную пленку оксида меди на проволоке внести в муравьиный альдегид или спирт меди большинство восстанавливается, окислительно – восстановительной реакции меди происходят и в живых организмах: медь относится к числу биоэлементов.

Сообщение учащегося:

И наконец третий металл. В табл. Д. И. Менделеева трудно найти другого элемента, при участии которого проливалось бы столько крови, терялось бы столько жизни, происходило столько несчастий.

Век 19 железный

Во истину железный век

Появления железа в человеческой цивилизации положению начало человеческому веку, откуда же брали древние люди железо, в то время когда еще не научились добывать его из руды? Здесь нужно перевести с шумерского языка название «железо». Железо – это металл напнувшееся с небо «небесный». Первое железо с которым столкнулось человечество, было железом из метеоритов. В первые доказал, что «железные камни падают с небо»в 1771г. П. С. Палша, который привез в Петербург глыбу самородного железного метеорита весом 600кг. Самый крупный железным метеоритом является найденный в 1920г в Юг- зап. Африке метеорит «Гоббс» весом около 60тонн. В скольким гробницу Тутанхамона золото, золото , золото. Великолепная работа восхищает, блеск не померкнет, наше золото слепит глаза. Но вот, что пишет К. Керрам в книге «Боги, гробницы, ученые о маленьком амулете Тутанхамона » Амулет относится к числу наиболее ранних железных изделий Египта, и в гробнице, наполненной чуть ли не до отказа золотом, именно эта скромная находка имела наибольшую с точки зрения историю культуры, ценность. Всего несколько железных изделий было найдено в гробнице фараона.

Ученые предполагаю, что именно страны малой Азии, где проживали племена Китсов, был местом возникновение черной металлургии.

Из стран малой Азией «талоны» изготовление железа распространено в Египте, а согрели «Палестине». В Европу железо пришло из малой Азии уже в 1тыс. до н.э, так в Европе начался железный век.

Первый способ получения железа называло сыродутным. Сыродутные печи устраивали прямо на земле, обычно на склонах оврагов и коралов. Они имели вид трубы, эту трубу заполняли древесным углем, железной рудой. Уголь закипали и ветер, дувший в склон оврага, поддерживал горения угля. Железная руда восстанавливалась, и получали мягкая крица – железо с включениями шлаки, такое железо называлось сварочным, в нем содержалось много С и примесей, перемедных из руды. Век сварочного железа был долгим. Однако людям древности и раннего средневековья было знакомо и другое железо.

Знаменитую булатную сталь (или булат) делали на востоке еще во времена Аристотеля (в 6в. до н.э), но технология ее изготовления в секрете много веков. Мне приснилась иная печаль про серую дамасскую сталь, я увидел, как сталь закалялась, как из юных рабов одного выбирали, кормили его, чтобы плоть его сил набиралась. Выжидали положенный срок, а потом раскаленный клинок в мускулистую плоть погружали. Вынимали готовый клинок. Крепче стали, не видел Восток, крепче стали и горше печали.

Ю. Кузнецов

Поскольку булат – это сталь и очень большой твердости и упругостью, изготовленные из нее изделия обладают способностью не тупиться, будучи строго заточенными. Раскрыл секрет булата русский металлург П.Г. Аносов. Он очень медленно охлаждал раскаленную сталь в специальном растворе тех. масла подогретой до определенной температуры, в процессе охлажденная сталь ковалась.

Химическое чистое железо – серебристо – серое, блестящий вязкий, по внешнему виду очень похожий на пластику металла. Химическое чистое железо устойчиво к коррозии и хорошо сопротивляется дей. кислот. Однако ничтожные примеси лишают его этих драгоценных свойств: на земном шаре ежегодно болеет ржавчиной такое количество железа, которая равняется ¼ его готовой добычи. Чистое железо в отличие от всех других металлов обладают необычайно высокой склонностью к намачиванию. Железные руды довольно широко распространены на земле. Агрохимики в почвах находят соединения железа, биохимики открыли важную роль железа в клетки растений, животных и человека входят в состав чрезвычайно сложно построенного организма соединения, называемого гемоглобином, железо обуславливает красную окраску этого вещества от которого в свою очередь зависит цвет крови человека и животных. В организме взрослого человека содержится без малого 3г чистого железа, 28% которого входит в состав гемоглобина. Основная роль гемоглобина перенос Oиз легких к тканям, а в обратном направлении CO.

Железо необходимо и растениям. Кислород входит в состав цитоплазмы, участвуют в процессе фотосинтеза, растения, выращенные на субстрате не содержится железа, имеет белые листья. Маленькие добавки железа и субстрату - и они приобретают зеленый цвет. Больше того достаточно смазать белый лист растительными солями содержащее железо, то вскоре смазанное место зеленеет.

Так от одной и той же причины – наличие железа в соках и тканях весело зеленеют листья растений и ярко румянятся щеки человека.

Приблизительно 90г используемых человеком металл – это сплавы на основе Fe. Железо выплавляется в меньшинстве очень много приблизительно в 50 раз больше, чем Al, не говорили о прочных металлах, сплавы на основе Fe универсальны технологичные доступы.Железу еще долго быть фундаментом цивилизации.

4 класс делится на группы

1группа 2группа 3группа

Загадки о металлах Физические свойства эксперимент

металлов продолжите уравнение

(кроссворд) Na+Н2О

Fe + CuSO4

Cu + H2SO4

Zn + H2SO4

Взаимопроверка:

1 группа

• Магний

• Алюминий

• Медь

• Золото

• Серебро

• Ртуть

• Платина

2 группа

Ответы

• 1Натрий

• 2Литий

• 3Торий

• 4Олово

• 5Осмий

• 6Цезий

• 7Рений

• 8Родий

• 9Радий

• 10Эрбий

3 группа

Ответы

• 1 2Na+2Н2О = 2NaОН+Н2

• 2Сu+H2SO4 Реакция не идёт

• 3Fе+СuSO4= FеSO4+Сu

5Zn+H2SO4= ZnSO4+H2

разб

• 2Cu+O2=2CuO

Презентация учащихся:

Как победить «рыжего дьявола»?

Цель исследования

• Ознакомиться с явлением коррозии.

• Выяснить какие факторы ускоряют процесс коррозии?

• Выяснить как можно защитить железо от коррозии?

КОРРОЗИЯ

Люди издавна гадали:

Как металлы уберечь И теорию создали –

Вот о ней как раз и речь!

КОРРОЗИЯ – это разрушение металла под действием внешней среды. Этот процесс имеет окислительно-восстановительный характер.

По характеру взаимодействия металла и окружающей среды коррозию принято подразделять:

1 Какие факторы ускоряют процесс коррозии?

Описание эксперимента

В каждый из четырех стаканов помещаем железный гвоздь и наливаем раствор.

• В стакан №1 – воду

• В стакан №2 – раствор хлорида натрия

• В стакан №3 – раствор хлорида

натрия и гидроксида натрия

• В стакан №4 – железо сое-

динено с медной проволокой

в растворе хлорида натрия.

Результаты опыта:

Стакан1 Стакан2 Стакан3 Стакан4

Скорость коррозии Скорость Коррозия Скорость

Небольшая коррозии практически коррозии высокая

гораздо отсутствует

выше

2Как можно защитить железо от коррозии?

Ход эксперимента

В три стакан наливают раствор серной кисло ты и 1-2 капли р-ра красной кровяной соли

Стакан 1 – помещают железную пластинку, наполовину смазанную вазелином.

Стакан 2 – добавляют р-р уротропина и иодида калия, помещают железную пластинку.

Стакан 3 – помещают железную пластинку, наполовину покрытую оловом.

Результат опыта:

Стакан 1.

Посинение

раствора не

происходит

Стакан 2.

Происходит поси

нение раствора

около той части

пластины, где нет

вазелина.

Стакан 3.

Посинение раствора про-

исходит около той части

пластины, на которой нет

покрытия оловом.

Выводы:

1. Скорость коррозии железа возрастает

при нахождении его в агрессивной среде

(какой является, например, морская вода),

особенно в случае контакта его с менее

активным металлом.

2. Защитить железо от коррозии можно

используя следующие методы:

• нанесение защитных покрытий;

• электрохимические методы защиты;

• обработка электролита или среды.

5 Применение и значение металлов

Са Кальций – В состав бумаги, в состав красок, в состав кожи, в состав цемента

Fe Железо – дыхательные процессы

Регулирует состав крови

Слизистую оболочку рта

Сu Медь – влияет: - мышцы

- состав костей

- желудочно-кишечный тракт

К Калий – влияет на ритм сердца

контроль иммунной системы

обмен веществ

сокращение мышц

Аl Алюминий – вызывает судороги

влияет на память

контроль за ферментами

угнетает центры кроветворенья

Из представителя животного мира наибольшое количества меди содержат устрицы, осьминоги, некоторые моллюски. Содержащаяся в их крови медь играет ту же роль, что железо у высших животных. Медь входит в состав их дыхательного пигмента – гемоцианита. Соединяясь с O, это вещество синеет (следовательно кровь тоже синеет), а отдавая Oтканям обесцвечивается, т. е выполняет функцию гемоглобина – переносчика O. У высших животных и человека, медь соединяется главным образом в печени. Они участвуют в процессе кроветворении. Недостаточное поступление меди с пищей, а ежедневная потребность в ней человека составляет 0,005г, ведет к образованию и развитию малокровья, снижению гемоглобина, слабости.

Медь содержится в молоке. В крови беременных количество Cu увеличено. Интересно отметить, что клетки раковых отраслей содержит весьма малое количество, Cu растворимых соединений (CuSO) ядовиты. Их используют для борьбы с вредителями с/х. Медь необходима также и растением для процесса фотосинтеза.

6 Значение металлов в стихах (приложение 2)

7 Составление кластера

8. РЕФЛЕКСИЯ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ,ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ:
Резюме.

• • • • • Понравилась или не понравилась вам форма работы на уроке? Заштрихуйте в квадратике, на сколько вам понравился урок.

        • 25% 50%

        • 75% 100%

РЕФЛЕКСИЯ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ
Резюме.

• • • • • Понравилась или не понравилась вам форма работы на уроке? Заштрихуйте в квадратике, на сколько вам понравился урок.

        • 25% 50%

        • 75% 100%

РЕФЛЕКСИЯ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ
Резюме.

• • • • • Понравилась или не понравилась вам форма работы на уроке? Заштрихуйте в квадратике, на сколько вам понравился урок.

        • 25% 50%

        • 75% 100%