metali

Урок – конференция « Металлы и война».
«Человек не может обойтись без металлов…
Если бы не было металлов, люди влачили бы
Самую омерзительную и жалкую жизнь
Среди диких зверей… /Георг Агрикола,1556г. /
Цель: обобщить знания о металлах.
Задачи: познавательные: формировать познавательный интерес у школьников,
реализуя межпредметные связи химии и истории.
Развивающие: используя интегрированный подход, развивать у обучающихся
умения сравнивать, сопоставлять, находить практическое применение своим знаниям.
Воспитательные: формировать потребности в познавательной деятельности и
ценностное отношение к знаниям.
Межпредметные связи: химия и история.
Оборудование: периодическая таблица Д.И.Менделеева, посуда и реактивы для
проведения опытов, презентация.
ХОД
УРОКА
Учитель: Сегодня мы проводим урок-конференцию об использовании металлов на войне.
История человечества – это история войн. Нашей конференцией мы хотим показать, что
«самое порочное ухищрение ума человеческого» - это применение веществ не по
назначению, то есть не в мирных целях. Итак, «Металлы и война».
Учитель: Уже в глубокой древности человеку были известны 7 металлов: золото,
серебро, медь, олово, свинец, железо и ртуть. Они применялись человеком еще до
изобретения письменности. Очевидно, что из 7 металлов человек вначале познакомился с
теми, которые в природе встречаются в самородном виде. Это золото, серебро и медь.
Остальные четыре металла вошли в жизнь человека после того, как он научился добывать их
из руд с помощью огня.
Первый слайд.
Каменный век________Медный век________Бронзовый век_________Железный век
4 – 3 тыс. до н.э.
Начало 1 тыс. до н.э.
1 тыс до н. э.
Ученик: Оружие появилось на ранней стадии развития человечества как средство охоты и
защиты. В эпоху палеолита появилось деревянное копье с каменным наконечником. В эпоху
мезолита лук и стрелы – одно из важнейших изобретений человечества. В эпоху неолита
появились новые виды оружия – каменный топор, булава, кинжал.
Первое металлическое оружие было изготовлено в конце 5- начале 4 тыс. до н.э.
Из природного золота, содержавшего до 18% серебра и других металлов. Серебро стало
известно людям позже, чем золото. Затем, в 3 тыс. до н.э. стала известна и медь. Самородная
медь нередко встречается в природе, она легко обрабатывается, поэтому предметы из меди
пришли на смену каменным орудиям. Древнейшее оружие из самородной меди обладало
большей твердостью и с течением времени полностью вытеснило из употребление золотое
оружие.
Второй слайд.
Троянская война.
Ученик: В борьбе за побережье Малой Азии сильным соперником греков стало Троянское
царство. Около 1200 года до н.э. греческие города объединились под властью царя Микен и
выступили против Трои. Мифы о последнем – десятом годе Троянской войны лежат в
основе знаменитой греческой поэмы «Илиада».
«Гнев, богиня, воспой Ахиллеса, Пелеева сына…»- так начинается «Илиада». Обида мешает
Ахиллесу самому выйти на бой. К нему обращается его друг Патрокл: «Дай позволение мне
облачиться в доспех твой прекрасный.
Может быть, в битве меня за тебя принимая, троянцы бой прекратят».
Начал тотчас же Патрокл облекаться сияющей медью… Мощную голову шлемом
покрыл, сработанным прочно. Следом за этим и грудь облачил себе крепкой бронею». Но
данный доспех не защитил Патрокла. «Гектор, едва лишь увидел Патрокла, близко к нему
подошел сквозь ряды и ударил с размаха пикою в низ живота и насквозь пронзил его
медью.»
Вот так описывает Гомер поединок Патрокла с Гектором.
Третий слайд.
64
Формула меди.
29 СИ
Ученик: В чистом виде медь – тягучий вязкий металл светло-розовогоцвета с красноватым
отливом. Исключительно хороший тепло- и электропроводник, уступает только серебру. По
химическим свойствам медь – довольно инертный металл: ни с водой, ни с разбавленными
кислотами не реагирует. При нагревании легко окисляется на воздухе в оксид меди(2)
черного цвета, горит в парах серы и в хлоре. Медь легко восстанавливается. Если черную
пленку оксида меди на проволоке внести в муравьиный альдегид или спирт, медь
восстанавливается. Как свидетельствуют историки, эпоха металла началась на территории
нашей страны в глубокой древности. Медь была первым металлом, получившим здесь
широчайшее распространение. Археологи установили дату начала меднолитейного
производства – это 5-4 тысячелетие до нашей эры. С 10 века в развитии литейного дела
особое место занимает литье колоколов. В начале 14 века состав сплава стал практически
постоянным: он состоял их 80% меди и 20% олова. К этим чисто техническим требованиям
добавлялось требование звучности колоколов, так как они выполняли не только церковные,
но и гражданские и даже военные функции. Звон колокола созывал народ на собрания,
извещал о пожарах, об опасности. Настоящим произведением литейного искусства является
«Царь колокол» его вес 201 тонна924 кг. Высота равна 6 метрам 14 см, диаметр 6 метрам 60
см. Он украшен рельефными изображениями и орнаментом.
Сейчас вы посмотрите опыты с соединениями меди.
Опыты демонстрируют учащиеся.
1. «Медная шуба». В раствор 10%-го сульфата меди помещается фигурка человечка,
вырезанная из цинка.
2. «Голубые цветы». В насыщенном растворе медного купароса можно вырастить кристаллы
на шерстяной нитке. Вот перед вами образцы этих «голубых цветов».
3. Чернение. Приготовим чернящую смесь, растворив 5г тиосульфата натрия в 20 мл воды и
добавив 13 мл 9%-го раствора СН3 СООН. В растворе появится муть (восстанавливается
сера). Подогреем смесь и окунем медную пластинку в ванночку.
Четвертый слайд.
Выступление войска фараона в поход»
Ученик: При выплавки меди человек однажды использовал не чистую медную руду, а
содержащую одновременно и медь, и олово. В результате была получена бронза – сплав
меди и олова, который гораздо тверже своих компонентов. Наступил бронзовый век.
В Египте уже в 4-3 тыс. до н.э. умели примитивным способом получать бронзу. Из нее
изготавливали оружие. Перед нами армия фараона. Воины вооружены луками, длинными
копьями, боевыми топориками или кинжалами. Наконечники копий, лезвия топориков и
клинки изготавливались из бронзы – сплава меди и олова. Бронза тверже меди и
использование такого оружия давало египтянам преимущество. Но все же бронза не очень
твердый металл. Приходилось заботиться о том, чтобы клинок не согнулся при ударе – его
делали коротким и массивным.
Оружие из бронзы распространилось повсеместно, хотя месторождения медных и
оловянных руд рядом не встречались. Из Египта за оловом экспедиции снаряжались на
Кавказ, на Пиренейский полуостров и даже на Британские острова, которые финикийцы так
и называли «Оловянными островами». Из бронзы во всем мире создают памятники воинам.
Пятый слайд. 56
Железо.
26 FE
Учитель: Для всех нас металлы ассоциируются с прочностью. И этой ассоциацией
пользуются писатели и поэты. Например, о человеке с жесткой речью говорят: «с металлом в
голосе», о стойком характере – «железный характер». Так давайте поговорим о железе.
Железо занимает пятое место по распространенности в земной коре. Железо всегда
присутствует в растительных и живых организмах. Одной из важнейших функций железа в
организме человека является связывание молекулярного кислорода и перенос его в ткани.
Химически чистое железо получают вытеснением его из окиси железа водородом или
электролизом водных растворов солей железа. Химически чистое железо – серебристосерый, блестящий, вязкий по внешнему виду очень похожий на платину металл. Химически
чистое железо очень устойчиво к коррозии и хорошо сопротивляется действию кислот.
Однако ничтожные примеси лишают его этих драгоценных свойств: на земном шаре
ежегодно «болеет» ржавчиной такое количество железа, которое равняется четверти его
годовой добычи. Чистое железо обладает в отличии от всех других металлов высокой
склонностью к намагничиванию.
Ученик: В таблице Менделеева трудно найти какой-либо иной элемент, с которым так
неразрывно связана жизнь человечества. Нет другого элемента, при участии которого
проливалось бы так много крови, терялось бы столько жизней, происходило бы столько
несчастий. Железо являлось основным металлом, из которого изготовляли многочисленные
и разнообразные орудия для истребления людей. Недаром копье и щит, характерные
принадлежности бога войны Марса, древние мудрецы сделали символом, обозначающим
железо. Оно верно и безотказно служило Марсу.
С давних времен люди пытались использовать метеоритное железо, хотя сделать это было
не просто. Однажды бухарский эмир приказал своим лучшим оружейникам выковать ему
меч из куска «небесного железа». Но сколько они не старались, ничего не получалось.
Оружейников казнили. Они погибли из-за того, что нагретый металл не поддавался ковке.
Это характерно для никелистого метеоритного железа: оно куется только холодным, а при
нагревании становится хрупким. Оружейники не знали об этой особенности сплавов железа
с никелем.
Шестой слайд.
Дамасская сталь.
Ученик: Да, железо – прочный металл, но еще крепче сплав железа с углеродом, который
называется сталью. Много столетий назад на Востоке процветало искусство изготовления из
стали мечей и кинжалов особой твердости с необычным узором, острых и тонких, как
бритва, и гибких, как ветка ивы. С течением времени рецепты изготовления такой булатной
стали были забыты. Разгадать секрет пыталось не одно поколение ученых . Безуспешно
занимался этой проблемой физик М.Фарадей. П.А.Аносову первому удалось открыть тайну
булата. В течение 10 лет он осуществил тысячи экспериментов, используя влияние на
качество стали кремния, марганца, хрома,углерода, алюминия, титана, алмаза,платины,
золота. Эти опыты увенчались успехом, и Аносов получил сталь, не уступающую по
качеству дамасской, сочетающую изумительную твердость и невиданную упругость. На
клинках из этой стали можно делать необыкновенные узоры.
Седьмой слайд.
Царь пушка.
Ученик: История развития артиллерии, пришедшей на смену стенобитным и
метательным машинам, зародившимся в странах Древнего Востока, насчитывает много
веков. В нашей стране первые артиллерийские орудия появились в 14 веке. Как
свидетельствуют письменные источники, в Древней Руси артиллерия впервые была
применена при обороне Москвы от орд хана Тохтамыша в 1382 году. Первые огнестрельные
орудия были весьма примитивного устройства. Ствол орудия сваривался из железных полос
кузнечным способом
Однако уже в 15 веке изготовление орудий переходит из рук кузнецов в руки литейщиков.
Усовершенствование технологии литейного дела и изобретение особого сплава,
получившего название «пушечная бронза», позволили сделать орудия более прочными.
Знаменитый литейщик 16 века Андрей Чохов работал на московском Пушечном дворе. Его
пушки отливались каждая в особой форме по восковой модели и отличались высокими
боевыми качествами. Андрей чохов отлил много боевых пушек для русских войск. Каждая
пушка получала свое имя: Медведь, Волк, Лисица, Ахиллес. Особо знаменита его Царьпушка, доныне стоящая в Московском Кремле. Ее вес до 40 тонн. Пушку покрывает
замысловатый орнамент. Среди украшений изображение русского царя. Отсюда и название
пушки.
Восьмой слайд.
Бородинское сражение.
Учитель: Железные рудники давали человеку орудия при помощи которых он вспахивал
землю, обрабатывал виноградные лозы, сажал сады, строил дома и в то же время этим
железом люди убивали друг друга. Вот как описывал Бородинское сражение русский офицер
С.Селивановский: «В продолжении одиннадцати с половиною часов огонь и меч, действуя
попеременно, истребили 75 тысяч человек и более 35 тысяч лошадей. Ядра, картечи, пули,
ружья, копья, сабли, штыки – все в сей день стремилось к истреблению и сокрушению
человечества. Чугун и железо, сии металлы, самое время переживающие, оказывались
недостаточными дальнейшему мщению людей. Раскаленные пушки не могли уже
выдерживать действия пороха и, с ужасным треском лопаясь, предавали смерти заряжавших
их артиллеристов. Казалось, что сия полоса России превращена волшебным каким-то
действием в адскую обитель».
Качественные реакции на определение железа.
1. К раствору хлорида железа (III) добавляем раствор тиоцианата калия (II ). Образуется
раствор темно-красного цвета.
2. К раствору железа (III) добавляем раствор гексацианоферрата (II) калия(K4[FE(CN)6]
желтую кровяную соль. Образуется синий осадок берлинской лазури.
3. К раствору хлорида железа (II) добавляем раствор гексацианоферрата (III) калия
K3[FE(CN)6] красную кровяную соль. Образуется темно-синий осадок турнбуллевой сини.
Девятый слайд.197
Золото
79 АИ
Учитель: Ради обладания этим металлом велись войны, порабощались государства,
гибли целые народы, превращались в пустыни плодородные края, потоками лилась кровь и
целыми реками - слезы и пот. Всем известны куплеты Мефистофеля: «Люди гибнут за
металл». Что же это за кровожадный металл? Да это обыкновенное золото.
Ученик: Золото – благородный металл желтого цвета, ковкий, химически инертен, на
воздухе и при нагревании не изменяется. Первый из открытых человеком металлов. В
природе встречается самородное золото. Используется золото в виде сплавов с другими
металлами, что позволяет его экономить. Из сплавов золота с платиной делают химически
стойкую аппаратуру. Золото – очень пластичный металл, из кусочка массой 1 г можно
изготовить проволоку длиной 800 метров или очень тонкий лист в 200 раз тоньше
человеческого волоса. Золото проявляет степень окисления +1 и +3 ,по химическим
свойствам относится к инертным металлам. На золото не действует ни одна кислота.
Исключение составляет смесь кислот – одного объема азотной и трех объемов соляной,
называемая царской водкой.
Ученик: В 1943 году датский физик, лауреат Нобелевской премии Нильс Бор, спасаясь от
гитлеровских оккупантов, был вынужден покинуть Копенгаген. Но у него хранились две
золотые нобелевские медали его коллег - немецких физиков-антифашистов Джеймса
Франка и Макса фон Лауэ (медаль самого Нильса Бора была вывезена раньше). Не рискуя
взять медали с собой, ученый растворил их в царской водке и поставил ничем не
примечательную бутылку подальше на полку. Вернувшись после войны в свою лабораторию
Бор прежде всего нашел драгоценную бутылку. По его просьбе сотрудники выделили из
раствора золото и заново изготовили обе медали.
Au + HNO3 + 4HCL = H[AuCL4]+NO + 2H2O
Ученик: С золотом связана еще одна интересная история. В конце войны правители
«независимого» Словенского государства, сформированного Гитлером на территории
Чехословакии, задумали припрятать часть золотого запаса страны. Когда линия фронта
значительно приблизилась, эсэсовцы окружили здание банка, и офицер, угрожая служащим
расстрелом, приказал сдать ценности. Через несколько минут ящики с золотом перекочевали
из сейфов в эсэсовские грузовики. Налетчики не подозревали, что в ящиках хранятся слитки
«золота», предусмотрительно изготовленные директором монетного двора из олова!
Настоящее же золото осталось в тайниках дожидаться окончания войны.
Опыт. «Алхимическое золото».
Опыт. Растворение золота. Берм старый черепок тарелки с золотой каймой и проводим
следующий опыт: наносим на него каплю соляной кислоты. Ничего не происходит. Наносим
на него каплю «царской водки» - капля растворяет золотой ободок.
Десятый слайд. 108
Серебро
47 Аg
Учитель: Войско Александра Македонского двигалось с боями по странам Азии. Как только
войска вступили на территорию Индии, среди воинов начались тяжелые желудочнокишечные заболевания. После ряда кровопролитных сражений и пышно отпразднованных
побед весной 326 года Александр вышел к берегам Инда. Однако победить главного своего
врага – болезнь – непобедимое войско Александра не смогло. Воины, истощенные и
обессиленные, отказались идти вперед к берегам Ганга, куда влекла Македонского жажда
завоеваний. Осенью 326 года войска начали отступление.
Ученик: Сохранившиеся описания истории походов Македонского показывают, что
рядовые воины болели чаще, чем военачальники. Через 2250 лет причина заболеваемости
воинов была найдена. Она заключалась в разности снаряжения: рядовому воину полагался
оловянный бокал, а военачальнику – серебряный. Серебро, растворяясь в воде, убивает
бактерии. Это свойство серебра использовали еще жители Древнего Египта для лечения
открытых ран: на раны накладывали серебряные пластинки. С глубокой древности было
известно, что вода, находящаяся в контакте с серебром, приобретает особые свойства.
Геродот упоминает, что в 5 веке до нашей эры персидский царь Кир во время походов
пользовался питьевой водой, сохраняемой в серебряных «священных» сосудах. В некоторых
странах существовал обычай при освещении колодцев бросать в них серебряные монеты, а
так же хранить воду в серебряных чашах. Вода, хранящаяся в серебряных сосудах, остается
свежей (сохраняет вкус и цвет) в течение длительного времени и обладает бактерицидным
действием. Сегодня «серебряную» воду получают электролизом воды на серебряных
электродах по методу, разработанному в 1930 году Л.Кульским. Такая вода применяется на
кораблях, в полевых условиях, при изготовлении минеральных вод, фармацевтических
препаратов, для консервирования соков и в лечебных целях.
Одиннадцатый слайд 59
Никель
28 Ni
Учитель: В первой половине 19 века никель добывался в небольших количествах и
поэтому стоил очень дорого. Он считался ювелирным металлом. Позднее никель стали
добавлять в стальную броню.
Ученик: Когда советские танки Т-34 появились на полях сражений, немецкие специалисты
были поражены неуязвимостью их брони. По приказу из Берлина первый же захваченный Т34 был доставлен в Германию. Здесь за него взялись химики. Они установили: русская броня
содержит большой процент никеля, что делает ее сверхпрочной. Природа обделила
Германию никелем. Незначительные его запасы есть в Рейнской долине. Основную часть
никеля Германия получала из Канады. Началась война, и канадский никель был потерян для
Рейха. Гитлер захватил Грецию, а вместе с ней и никелевые рудники. Недостаток никеля в
германской стали привел к тому, что к 1944 году военные заводы вынуждены были
изготовлять танковую броню повышенной толщины, поэтому «тигры», «пантеры» и
«фердинанды», одетые в нее, оказывались тяжелее и слабее советских танков и самоходок.
Двенадцатый слайд 27
Алюминий
13 AL
Учитель: В 1944 году на окраине польского городка органами советской контрразведки
была задержана подозрительная женщина, которая «теряла» у колонны машин с
боеприпасами «автоматические ручки». При проверке было установлено, что это
диверсионное зажигательное средство со сложным воспламенителем, с корпусом из сплава,
имеющего в основе алюминий. Из этого сплава изготовляли и корпуса зажигательных бомб.
Так и алюминий был поставлен на службу войне.
Ученик: Алюминий – серебристо-белый металл, легкий, пластичный, с высокой
электропроводностью. Химически активен. По распространенности в природе занимает 3-е
место среди элементов и 1-е среди металлов. Многие наши сверстники в военные годы во
время налетов дежурили на крышах домов, тушили зажигательные бомбы. Начинкой таких
бомб была смесь порошков алюминия, магния и оксида железа, детонатором служила
гремучая ртуть. При ударе бомбы о крышу срабатывал детонатор, воспламенявший
зажигательный состав, и все вокруг начинало гореть. Горящий состав нельзя было потушить
водой, так как раскаленный магний реагирует с ней. Приведем уравнения реакций:
4 AL +3O2 = 2AL2O3 ;
2Mg+O2 =2MgO ; 3Fe3O4+8AL =9Fe =4AL2O3
Сообщения учащихся «Металлы на защите Родины».
Магний. Во время ночных налетов для освещения цели бомбардировщики сбрасывали на
парашютах осветительные ракеты. В состав такой ракеты входили порошок магния,
спрессованный с особыми составами, и запал из угля, бертолетовой соли и соли кальция.
Свет был ровным, ярким и белым. Цель была хорошо освещена и летчики начинали
бомбометание.
Литий. Металлический литий бурно реагирует с водой, при этом выделяется большой объем
водорода, которым заполняли аэростаты и спасательное снаряжение при авариях самолетов
и судов в открытом море. Соединения лития использовались на подводных лодках для
очистки воздуха. Добавка гидроксида лития в щелочные аккумуляторы увеличивает срок их
службы в 2-3 раза, что было очень нужно для партизанских отрядов.
Титан. Сплав титана (до88%) с другими металлами идет на изготовление танковой брони. В
1943 году Гитлер издал приказ вступать в бой с советскими танками ИС -3 на расстоянии не
более 1 км Состав брони у этого танка был такой, что его не могли пробить фашисткие
снаряды. Титан применяют также в радиотехнике.
Ванадий. Из ванадиевой стали изготавливали солдатские каски, шлемы, броневые плиты на
пушках, бронебойные снаряды.
Хром. Хромовые стали нужны для изготовления огнестрельных орудий, корпусов
подводных лодок.
Вольфрам. Из вольфрамовых сталей и сплавов изготавливают танковую броню, оболочки
торпед, снарядов.
Германий. Без германия не было бы радиолокаторов.
Тантал – важнейший стратегический материал для изготовления радарных установок,
передаточных радиостанций.
Учитель: Человечество зачастую направляет свойства химических элементов против себя. Т
Что используется в мирных целях, несет и смертельную опасность для всех людей. Так пусть
же мощь прекрасной науки – химии – будет направлена не на разработку нового оружия, а
на решение глобальных общечеловеческих проблем.
Завершается урок проведением рефлексии: учащиеся выражают свое отношение к уроку.
Учитель благодарит учащихся, которые участвовали в подготовке и проведении урока.