Цель мероприятия: углубление знаний учащихся о металлах и способах их получения
Задачи:
- образовательные: показать связь теоретических знаний и их практического использования для получения и использования металлов; способствовать патриотическому воспитанию учащихся на примере великих русских учёных и металлургов, профессиональной ориентации;
- воспитательные: повысить интерес к предмету, добиться более глубоких и прочных знаний по химии, в частности по теме "Металлы", своевременно и быстро откликаться на актуальные вопросы и события, воспитывать чувство взаимопомощи, коллективизма, организаторские способности, дисциплину;
- развивающие: развивать речь, память, мышление, воображение, смекалку, самостоятельность.
Форма проведения: устный журнал
Оборудование: подготовить презентацию мероприятия (Приложение 1)
Ход мероприятия
Организационный момент
- Здравствуйте, ребята! Садитесь. Сегодня мы проводим мероприятие в форме устного журнала под названием (слайд 1) "Металлы - друзья и надёжные помощники человека" Наш журнал состоит из пяти страниц: (слайд 2)
- Химия и жизнь
- У истоков науки о металле
- Металлы в жизни и быту
- Дальше, дальше:
- Кем быть?
Открываем первую страницу (слайд 3) "Химия и жизнь"
- На протяжении веков химия привлекает внимание не только химиков, но и представителей других профессий, писателей, философов. Похвала химии звучит в оде М.В.Ломоносова "В земное недро ты, Химия, проникни взора остротой и , что содержит в нём Россия, драги сокровища открой" (слайд 4).
- Какой только области механических искусств не нужны знания химии! Могут ли обойтись без неё земледелец, металлург, фармацевт, врач, золотых дел мастер?
"Если бы человечеству пришлось избрать из числа всех наук только три, то следовало бы предпочесть механику, историю и химию", - говорил Дидро (слайд 5).
"Новейшая химия занимается тем, что разъединяет то, что природа объединила и изучает её в отдельных элементах", - восклицал немецкий поэт Гёте (слайд 6).
- О выдающемся значении химии говорил лётчик-космонавт Ю.А.Гагарин: "Мы, космонавты, раньше, чем кто-либо, сталкиваемся с химией во всех её чудодейственных проявлениях. Возьмите топливо, которое двигает ракеты, сплавы и металлы, из которых они сделаны, скафандры и всю космическую продукцию - тысячи больших и малых вещей, окружающих человека в его пути в космос. Всюду вы встретитесь с химией:" (слайд 7)
- Таким образом, мы выяснили, что огромные задачи стоят перед химией, и мы уверены, что она обеспечит нас всем необходимым.
Открываем вторую страницу (слайд 8) "У истоков науки о металле" (выступает заранее подготовленный ученик с докладом)
Доклад: Легенды Древней Греции утверждают, что человечество на своём пути уже миновало золотые и медные века. Раскопки археологов и изыскания историков подтверждают, что именно золото, серебро, медь были теми металлами, с которыми впервые столкнулся человек на пути земной цивилизации. Установлено, что 3-4 тысячи лет до н.э. была уже известна металлургия золота, серебра, меди, свинца, олова, сурьмы. В египетских гробницах, сооружённых за 1500 лет до н.э. была найдена ртуть. Самые ранние предметы из железа датированы 1300 лет до н.э. Железо в те времена ценилось во много раз дороже золота. В гробнице фараона Тутанхамона найдено лишь несколько предметов из железа: маленькие лезвия, омулет и небольшой кинжал. В прошлом и до сего времени у некоторых племён и народностей кузнецы и металлурги считаются сродни богам, колдунам, волшебникам. На территории нашей страны уже 2-3 тысячелетия тому назад умели получать железо из руд и изготавливать из него оружие, орудия труда и предметы обихода. Первые железоделательные печи появились на Руси в 16-17 вв., выплавка железа составляла 150 т.пудов. При Петре I Урал становился ведущим горнометаллургическим районом выпуска чугуна. В 1725г. выпустили 19 тысяч тонн причём русский металл отличался высоким качеством. У истоков отечественной науки о металле стоял великий русский учёный М.В.Ломоносов, который опубликовал труд под названием "Первые основы металлургии или рудных дел". Несколько поколений русских инженеров воспитывалось на этом труде. Среди них был и выдающийся металлург первой половины 19в. П.П.Аносов. Труды Аносова были продолжены Черновым, с именем которого была связана целая эпоха в развитии металлургии. Дальнейшее развитие науки о металле идёт широким фронтом. Все разделы этой области знаний подвергаются всестороннему исследованию.
Двигаемся дальше, следующая страница (слайд 9) "Металлы в жизни и быту".
(заслушиваются выступления заранее подготовленных учащихся с докладами)
"Благородные металлы"
Очень долгое время считалось, что существует семь металлов: золото, серебро, ртуть, медь, железо, олово, свинец. Золото и серебро получили название благородных металлов, другие были несовершенными, неблагородными. К золоту и серебру прибавились платина, радий, палладий, осмий, иридий. Благородные металлы мало распространены в природе, встречаются в свободном состоянии. Источником промышленной добычи является полиметаллические руды. Золото используют для изготовления украшений, предметом домашнего обихода и религиозного культа, а также как деньги. Важный источник для получения серебра является шлак, образующийся при электролитическом рафинировании меди. Для получения платиновых металлов служат сульфидные медно - никелевые руды. Серебро является научным проводником электричества, из него изготовляют аппаратуру для химических заводов, в электротехнике, его используют. Соединения золота применяют в медицине и в фотографии. Платиновые металлы используют в промышленности, приборостроении, зубоврачевании, ювелирном деле и стоматологии, а также изготовляют из платины орден " Победа" и орден Суворова 1-й степени. Итак, золото, серебро и платина имеют большое значение в жизни.
"Фотография и серебро"
Ежедневно миллионы метров фото- и киноплёнки расходует человек на свои нужды, начиная с фотографирования и рентгенограмм и кончая регистрацией ядерных частиц в научных исследованиях микромира и космоса. Фотографии применяют в повседневном труде, в научной экспедиции, лаборатории и т.д. Получение фотографий состоит из таких этапов:
- получение скрытого изображения (экспонирование);
- получение видимого изображения (проявление);
- закрепление полученного видимого изображения (фиксирование);
- консервирование фотографического изображения в течение длительного времени
На первой стадия процесса объектив проецирует на плёнку оптическое изображение объекта в течение времени, необходимого для того, чтобы оказать на фоточувствительный слой желаемое действие. В основе фотографии лежит процесс фотохимического распада галогенидов серебра, происходящий в микрокристаллах фотографической эмульсии. В основе фотографического проявления лежит окислительно-восстановительная реакция, в результате которой ионы серебра восстанавливаются проявляющим веществом. Осветив кратко механизм процесса получения фотографии, можно оценить роль серебра. Она определяется сочетанием четырёх характеристик:
- Способностью солей серебра к фотохимическому распаду;
- Каталитическим действием микроколичеств серебра, образовавшегося в процессе фотохимического распада и находящегося в свободном состоянии;
- Способностью ионов серебра к комплексообразованию.
Достаточной коррозионной устойчивостью металлического серебра, которая обеспечивает сохранение образующихся в процессе экспонирования эмульсионного слоя "серебряных центров проявления.
"Медь и её сплавы"
Медь является одним из самых "древних" металлов: считается, что люди начали использовать её для изготовлений орудий труда ещё в 4 веке до н.э. Она встречается в природе в самородном, то есть металлическом состоянии. Медь легко можно получить из природных соединений - руд. Когда люди научились восстанавливать углём медные руды, а из полученного металла изготовлять бронзу, в истории человечества начался, так называемый, бронзовый век. В бронзовом веке медь играла важную роль в развитии хозяйства. Сейчас приходится сталкиваться со значительной нехваткой этого металла - запасы медных руд постепенно истощаются. Металлическая медь - это тяжёлый розово-красный металл, мягкий и ковкий, очень хорошо проводит электрический ток и теплоту. Как малоактивный металл, медь обладает высокой стойкостью к коррозии. Во влажной атмосфере соединений углекислого газа, медь покрывается зеленоватым налётом. Одна из важнейших отраслей применения меди - электрохимическая промышленность. Из меди изготавливают электрические провода. Для получения чистой меди, которую можно использовать в электротехнике, проводят её электрорафинирование. Не менее важная отрасль применения меди - производство медных сплавов. Со многими металлами медь образует, так называемые, твёрдые растворы. Бронза легкоплавка по сравнению с медью. Сплавы меди с цинком носят название латунь. Это дешёвые сплавы, обладают хорошими механическими свойствами, легко обрабатываются. Следующая область применения меди - гальванопластика. Соединения меди обладают высокой биологической активностью. Они содержатся в животных и растительных организмах. Медь встречается в составе продуктов, которые использует в пищу человек. Много, например, меди в молоке. Как видим из доклада медь тоже очень широко используется.
"Марганец"
Чистый металл - марганец был открыт в начале 19в. Марганец относится к числу распространённых элементов, его массовая доля в земной коре 0,63%. В свободном состоянии марганец в природе не встречается. Наиболее важными его рудами являются пипалюзит и гаусманит. Основной потребитель марганца - чёрная металлургия, также он играет важную биологическую роль. Марганец - серебристо-белый металл, обладает высокой температурой плавления, имеет хорошую электропроводимость, а также способен образовывать сплавы. В электрохимическом ряду напряжений марганец стоит до водорода между алюминием и цинком, поэтому он должен вытеснять водород из воды и кислот. Порошок марганца - сильный восстановитель. Наиболее известным соединением марганца (IV) является перманганат калия (KMnO4). Перманганат калия, называемый в быту марганцовкой, нашёл широкое применение. Его щелочным раствором удобно пользоваться для очистки лабораторной посуды от жиров и других органических веществ. Разбавленные растворы марганцовки применяют в медицине, как средство при ожогах. Химия марганца с каждым годом усложняется и это ставит новые задачи перед теорией и экспериментом.
(подведение итогов по выступлениям детей)
Итак, следующая страница (слайд 10) "Дальше, дальше:"
- Назовите наиболее распространённые в земной коре металлы? (алюминий, железо, кальций, натрий, калий, магний, титан)
- Какой из инертных элементов открыт раньше на Солнце, нежели на Земле? (гелий)
- Какой редкостный металл входит в состав некоторых драгоценных камней? (бериллий)
- Какие металлы и сплавы плавятся в горячей воде? (цезий, галлий, рубидий, калий, сплав Вуда, состоящий из висмута, свинца, олова и палладия)
- Какие вы знаете тугоплавкие металлы? (вольфрам, молибден, рений, тантал, осмий, ниобий)
- Назовите самые тяжёлые: газ, жидкость и твёрдое вещество. (Вольфрам, ртуть, осмий)
- Каким расплавленным металлом можно заморозить воду? (ртуть)
- Назовите один из благородных металлов. (золото)
- Название какого элемента состоит из названий двух млекопитающих животных? (мышьяк)
- Как разрезать стальную плиту, не дотрагиваясь до неё твёрдым предметом? (газовая резка металлов)
Некоторые интересные сведения о металлах:
Чистое железо встречается на Земле только в виде метеоритов. Горящий магний нельзя тушить углекислым газом, так как он взаимодействует с ним и продолжает гореть за счёт выделяющегося кислорода;
Самый тугоплавкий металл - вольфрам, а легкоплавкий - цезий. Самый большой самородок золота, найденный на Урале в 1837году, веси около 37кг. В калифорнии был найден самородок золота в 108кг, а в Австралии - 250кг;
Бериллий называют металлом неутомимости, потому что пружины, изготовленные из этого сплава, могут выдержать до 20 миллиардов циклов нагрузки;
В воде морей и океанов находятся растворимые соли золота. Подсчёты показывают, что в воде всех морей и океанов содержится около 8 миллиардов тонн золота. Учёные ищут наиболее выгодные способы добычи золота из морской воды. В 1 тонне морской воды содержится 0,01-0,05 мг золота;
В организме взрослого человека содержится 3,5г железа. Это очень немного по сравнению с кальцием, которого в организме более 1кг. Но если мы сравним не общее содержание этих элементов, а их концентрацию только в крови, то здесь железа в 5 раз больше, чем кальция. Около 10% железа кровь приносит в костный мозг. Оно входит в состав пигмента, окрашивающего волосы.
Последняя страница нашего устного журнала (слайд 11) "Кем быть?"
Основными профессиями металлургических производств являются мастер-плавильщик, горновой и сталевар. Коротко ознакомимся с характеристикой этих профессий.
Мастер-плавильщик: труд мастера-плавильщика весьма ответственный. Чтобы получать сплав высокого качества, надо не только понимать, что происходит внутри доменной печи, но и уметь управлять этим процессом. Он контролирует ход технологического режима, определяет состав и качество получаемого сплава, устанавливает состав шихты, давление подаваемого воздуха и контролирует температуру внутри печи. Главное в его работе - уметь быстро найти отклонения от нормального течения процесса и принять нужное решение.
Горновой: обеспечивает своевременный выпуск сплава. Они обязаны следить за состоянием фурм и холодильных устройств. Работа горновых требует знаний технологии. От их работы во многом зависит производительность доменной печи.
Сталевар - одна из ведущих профессий. Процессы, идущие при производстве сплава, протекают в закрытых печах. Об этих процессах сталевар судит по внешним признакам проб металла: тончайший оттенок цвета, яркость и текучесть, а также по показателям приборов. По этим данным сталевар должен в нужное время ввести в печь необходимые дозы добавок ферросплавов, известняка, углерода. Основная обязанность сталевара - получить сплав с заданными свойствами качествами и в возможно более короткий срок.
Кто из вас заинтересовался металлургическим производством, можете выбрать профессию, связанную с металлургией.
Наше мероприятие подошло к концу. Благодарю вас за плодотворную работу. Сегодня вы много узнали интересного и полезного, то что может пригодится вам в дальнейшей жизни.
До свидания.