Аммиак. Соли аммония

Урок-исследование

Пояснительная записка

Урок «Аммиак. Соли аммония» подготовлен для 9 класса и проводится при изучении темы «Подгруппа азота».

Урок разработан в форме исследования с целью получения новых знаний с использованием проблемного и дифференцированного подхода. Форма урока выбрана не случайно. Проблема использования аммиака и солей аммония, их свойств достаточно сложна, но посильна для девятиклассников. Учитель направляет с помощью вопросов, заданий мысль учащихся, приводит к осуществлению вывода о необходимости теоретических знаний для объяснений различных природных явлений.

Основная цель урока – научить школьников получать аммиак в лаборатории, объяснять его свойства на основе знаний о строении атома азота и молекулы аммиака, дать представление о роли аммиака и его производных в жизни человека.

Особое внимание уделяется тому, чтобы ребята научились работать с опорными конспектами и учебно-инструктивными (технологическими) картами.

Содержание урока включает не только химический, но и исторический, биологический, эстетический компоненты, которые соотнесены с интересами и возрастными особенностями детей.

На уроке планируется продолжить развитие умений и навыков проведения химического эксперимента, познавательного интереса к предмету. Для решения этой задачи на уроке запланировано проведение лабораторного эксперимента.Урок должен продолжить формирование бережного отношения к окружающей среде.

В процессе проведения урока учитель использует демонстрационный эксперимент:

Демонстрационный эксперимент:

№ 1. «Дым в стакане».

№ 2. Получение аммиака из хлорида аммония и гидроксида кальция.

№ 3. Испытание индикатором раствора аммиака в воде.

№ 4. Взаимодействие аммиака с соляной кислотой.

№ 5. Аммиак – огнетушитель.

№ 6. Качественная реакция на ион аммония (взаимодействие с раствором медного купороса или сульфата кобальта (II)).

Лабораторный эксперимент:

№ 1. Изучение физических свойств раствора аммиака.

№ 2. Взаимодействие оксида меди (II) с нашатырем.

Оборудование: технологическая карта к уроку, учебно-инструктивная карта, тесты для контроля знаний учащихся;

Прибор для получения аммиака, сосуд с водой, сухая маленькая колба для сбора аммиака, нашатырь, гидроксид кальция, раствор фенолфталеина, большая колба, две стеклянные палочки, карбонат калия, раствор аммиака 10%-ный, раствор соляной кислоты, растворы сульфата меди (II) и сульфата кобальта (II);

Для лабораторной работы:

Нашатырь, медная проволочка, спиртовка, спички, склянка с раствором аммиака.

Место проведения урока: кабинет химии.

Девиз урока: «Я думаю, что химики – это те, кто на самом деле понимает мир. Этот огромный мир – удел химиков» (Л. К. Полинг)

«Можно не любить химию, но прожить без неё сегодня и завтра нельзя» (О.М. Нефёдов)

План урока

1. Мотивационно-ориентировочный этап
2. Актуализация знаний, полученных на предыдущем уроке
3. Постановка целей урока
4. Операционно-исполнительский этап
5. Прогнозирование свойств аммиака
6. Изучение свойств аммиака
7.  Физические свойства
8.  Химические свойства
9.  Знакомство с солями аммония
10.  Области применения аммиака и его производных
11.  Способы получения аммиака
12. Оценочно-рефлексивный этап
13. Контроль и самоконтроль: работа с тестами, работа с опорным конспектом
14. Выводы
15. Домашнее задание
16. Мотивационно-ориентировочный этап
17. Актуализация знаний, полученных на предыдущем уроке, создание проблемной ситуации

Вводное слово учителя

На прошлом уроке мы познакомились с основной характеристикой подгрупп кислорода и азота. Мы видели, что теоретические знания могут позволить предсказать свойства вещества, как физические, так и химические.

Сегодня я хочу познакомить вас с удивительным веществом, которое, на мой взгляд, имеет необыкновенные свойства. Девизом сегодняшнего урока я предлагаю взять известные высказывания Л. К. Полинга и О.М. Нефедова:

«Я думаю, что химики – это те, кто на самом деле понимает мир. Этот огромный мир – удел химиков» (Л. К. Полинг)

«Можно не любить химию, но прожить без неё сегодня и завтра нельзя» (О.М. Нефёдов)

Подумайте, ребята, преувеличили ли значение химии эти ученые или они абсолютно правы?

Сегодня на уроке мы будем пользоваться не только привычными для вас карточками-подсказками, но и опорным конспектом (он включает технологическую карту и вопросы к уроку) – все это вы видите на столах.

Итак, начнем знакомиться с удивительнейшим веществом!

Эта история произошла во время I мировой войны. Английский крейсер вел преследование поврежденного в бою немецкого эсминца. Цель была почти достигнута, как вдруг между кораблями появилось плотное белое облако дыма. Экипаж крейсера почувствовал удушливый запах, раздражающий горло и легкие. Крейсер был вынужден дать задний ход и выйти из дымового облака. Уже после обнаружили, что пострадали не только люди, но и металлические части корабля.

Демонстрационный опыт № 1. «Дым в стакане»

Вещество, о котором пойдет речь, имеет древнюю историю. Вас взволновало, то, что вы сейчас увидели, как густой дым наполнил колбу и начал выливаться на стол? А представьте, как были взволнованы алхимики, когда имели дело с этим веществом!

Посредине ливийской пустыни стоял храм, посвященный богу Амону Ра. В древности арабские алхимики получали из оазиса Амон, находившегося около храма, бесцветные кристаллы. Они звали его «нушадир», его растирали в ступках, нагревали – и всякий раз получался едкий газ. Сначала его именовали аммониак, а потом сократили название до «аммиак».

В средние века этот газ называли почему-то «щелочной воздух», а его раствор и поныне называется «нашатырный спирт».

Давайте, ребята, проведем небольшое исследование и решим, откуда у этого газа столь необычные свойства и названия.

Формула аммиака – NH₃, т.е. это водородное соединение азота.

1. Пользуясь опорным конспектом, планом характеристики элемента, охарактеризуйте строение атома азота (1s²2s²2p³, валентность азота равна 3, может быть 4, это типичный неметалл, ОЭО = 3,0).
2. Сколько ковалентных связей может образовать атом азота? (3 по обменному механизму и четвертую связь атом азота может образовать по донорно-акцепторному механизму)
3. Учитывая ОЭО азота, скажите, какие типы связей можно наблюдать в молекуле аммиака? (Связи N-H ковалентные полярные, электронная плотность смещена от водорода к азоту, поэтому на атоме азота возникает частичный отрицательный заряд)
4. Рассмотрите модель молекулы аммиака. Какую геометрическую фигуру напоминает молекула аммиака? (Пирамиду, в вершинах которой находятся 3 атома водорода и неподеленная пара электронов азота)
5. Операционно-исполнительский этап
6. Прогнозирование свойств аммиака

Как вы думаете, будет ли аммиак растворяться в воде.

Подсказка:обычно в воде растворяются те вещества, молекулы которых могут притягиваться к молекулам воды.

Ответ:да, аммиак должен растворяться в воде, так как его молекула полярна.

1. Давайте получим аммиак так же, как его получали алхимики. Справедливости ради, надо сказать, что лабораторный способ получения аммиака с тех пор практически не изменился.

Демонстрационный опыт № 2

Получение аммиака взаимодействием нашатыря и гашеной извести

Демонстрационный опыт 3

Испытание индикатором раствора аммиака в воде

Беседа по вопросам:

• Легче или тяжелее аммиак воздуха?
• Растворяется ли он в воде?
• Как вы думаете, почему это вещество имеет такой едкий запах?
• Используют ли люди это свойство аммиака?
• Раньше барышни, склонные к обморокам, носили с собой «нюхательную соль». Как вы думаете, что это за вещество?

Лабораторная работа 1

 Знакомство с физическими свойствами аммиака

1. Охарактеризуйте физические свойства аммиака по опорному конспекту  (Приложение 1) по плану:
2. Агрегатное состояние
3. Цвет
4. Вкус
5. Запах
6. Растворимость в воде
7. Плотность
8. Переходим к характеристике химических свойств аммиака

Мы уже заметили, что аммиак хорошо растворяется в воде, что он имеет очень резкий запах, наконец, вспомните, ведь его ещё в средние века называли «щелочной воздух».

Беседа по вопросам:

• Как образуется донорно-акцепторная связь?
• Какие частицы могут предоставить аммиаку пустую атомную орбиталь (АО), да ещё и притягиваться к молекуле? (Ион Н⁺)
• Посмотрите, как образуется ион аммония и сделайте окончательный вывод о валентных возможностях азота.
• Может ли азот проявлять валентность, равную 5?
• Откуда в растворе аммиака берутся ионы ОН^-? Не может ли именно этот факт объяснить едкий запах и вкус аммиака?
• Будет ли аммиак реагировать с кислотами? Почему? (В растворах кислот много ионов Н⁺).

Демонстрационный эксперимент 4.

Взаимодействие аммиака с соляной кислотой

Опыт проводят, потирая друг о друга две стеклянные палочки, одна из которых смочена раствором аммиака, а другая – раствором соляной кислоты.

• Теперь бы вы смогли объяснить англичанам, почему между их кораблем и судном противника появился едкий «дым»? (Конечно, это была реакция образования хлорида аммония).
• Объясните, какие факты позволили детскому поэту написать такие строчки:

Добрый старый аммиак,

Он богач, и он бедняк,

Богат неподеленными своими электронами,

Но только, вот беда, ему

В растворе скучно одному.

Он погулять готов всегда:

Там кислота, а тут вода…

Потом, обобранный до нитки,

Он плачет: «Где мои пожитки?

Какое это беззаконие:

Стал катионом я аммония!»

Вывод:растворение аммиака в воде и в кислотах – процесс химический, в основе которого лежит способность молекул аммиака связывать ионы водорода. Причина этого – наличие у атома азота свободной пары электронов, которая «перетягивает» протон водорода Н⁺ из молекул воды Н₂О и соляной кислоты HCl.

Ребята, у меня в руках учебник химии за 1927 год. Его авторы советуют всегда держать дома склянку с нашатырным спиртом: «и для нейтрализации кислот, и для выведения жирных пятен, и в качестве самого дешевого и верно действующего огнетушителя».

Демонстрационный опыт 5

Аммиак – огнетушитель

В склянку с раствором аммиака опускаем горящую лучинку – наблюдаем, как она гаснет.

 Итак, аммиак не горит!

А что такое горение? (Это окисление, процесс потери, отдачи электронов. У азота в молекуле аммиака электронов много, следовательно, сильный окислитель, такой как кислород, может их отнять. Т. о.,  аммиак гореть должен!)

Решение проблемы:

Аммиак не горит в воздухе, но в чистом кислороде или в присутствии катализатора аммиак хорошо окисляется.

Найдите в опорном конспекте уравнения химических реакций, иллюстрирующие данное свойство аммиака. Какие продукты образуются при горении аммиака без катализатора и в присутствии катализатора (губчатого железа). В каком случае аммиак теряет больше электронов и почему?

Греческий историк Страбон (64-20 годы до н.э.) писал о родственных друг другу порошках красного и черного цвета, которые «умелый ремесленник прокаливает в горне с углем и в красный металл превращает». Конечно, порошки эти – оксиды меди, а сам металл – медь. Интересно другое. Оказывается, любой современный мастер знает, что очистить медь паяльника от черного налета оксида меди (II) CuO можно с помощью нашатыря.

Лабораторный опыт № 2

Взаимодействие оксида меди (II) с нашатырем

Какое химическое превращение можно ожидать в данном случае?

При нагревании нашатырь разлагается с выделением аммиака, а уже аммиак (очень хороший восстановитель) взаимодействует с оксидом меди. Найдите в опорном конспекте уравнение этой химической реакции и запишите его в тетрадь.

Ребята, а как узнать аммиак, отличить его, не спутав при этом с другими веществами?

Конечно, по запаху. А ещё можно, как настоящий химик, провести качественные реакции. Качественные реактивы на аммиак знали ещё алхимики – это растворы сульфата меди (II) и сульфата кобальта (II).

Демонстрационный опыт 6

Качественные реакции на аммиак

При взаимодействии солей меди с аммиаком наблюдается васильковое окрашивание, а при взаимодействии солей кобальта с аммиаком – розовый цвет сначала переходит в синий, а потом в коричнево-желтый. Вещества, которые образуются при этом, имеют сложное строение, мы будем их изучать в старших классах.

В течение всего урока мы постоянно говорили и имели дело не только с самим аммиаком, но и сего солями, например, с хлоридом аммония (нашатырем). Соли аммония человек широко использует в быту и в технике. С одним способом их использования мы познакомились – очистка медных изделий (паяльников). Но есть и другие:

• Бабушка всегда посоветует приложить к месту ожога крапивой или укуса насекомого примочку из нашатыря, потому что он нейтрализует кислоты;
• Растения скажут вам «спасибо», если вы их подкормите раствором солей аммония;
• Ваша мама печет пирожки, используя пекарский порошок, который содержит карбонат аммония.

Пользуясь опорным конспектом, назовите другие области применения аммиака и его солей.

1. Оценочно-рефлексивный этап
2. Работа с тестами
3. Выводы по уроку
4. Домашнее задание: пользуясь материалами учебника и опорным конспектом, изучите строение молекулы аммиака и его свойства;
5. Творческое задание: придумайте рассказ-задачу по материалам урока.

Список литературы

1. Аликберова Л. Ю. Занимательная химия: Книга для учащихся, учителей и родителей. – М.: АСТ-ПРЕСС, 1999.
2. Алексинский В.Н. Занимательные опыты по химии: Книга для учителя. – М.: Просвещение, 1995.
3. Ахметов Н.С. Химия. 9 кл. – М.: Просвещение, 2002.
4. Иванова Р.Г. Химия. 8-9 кл. – М.: Просвещение, 2002-2003.
5. Книга для чтения по химии. Часть первая. Составили Парменов К.Я. и Сморгонский Л.М. – М.: Просвещение, 1955.
6. Лисичкин Г.В., Бетанели В.И. Химики изобратают: Кн. для учащихся. М.: Просвещение, 1990.
7. Инж. В.В. Рюмин. Занимательная химия: Опыты и развлечения из области химии. – Ленинград: Издательство «Время», 1927.
8. Сорокин В.В., Злотников Э.Г. Проверь свои знания: Тесты по химии: Книга для учащихся. – М.: Просвещение: Учеб. лит., 1997.
9. Что мы знаем о химии? Вопросы и ответы: Справ. пособие / Ю.Н. Кукушкин, В.Ф. Буданова, Р.А. Власова и др.: Под ред. Ю.Н. Кукушкина. – М.: Высш. школа, 1993.